东北川岗地形区SRTM数据质量评价

数字高程模型(DEM)是支撑全球变化和区域可持续发展研究的重要基础数据.针对东北川岗地形特点,选取典型试验区,在ARCVIEW软件的支持下,对航天飞机雷达地形测量(SRTM)数据与1∶5万、1∶10万地形图建立的DEM进行了对比分析.认为SRTM数据能够较好地反映出缓坡地区的坡度变化和细小沟谷的形态特征,利用SRTM数据提取的地形指数能较好地体现水系的自然弯曲,展示谷地串珠状的沼泽洼地形态,与实际地貌形态更为接近,其数据描述精度略高于1∶5万地形图DEM.

一种用于雷达遮蔽分析的DEM数据处理方法

针对实地部署雷达遮蔽分析过程中要使用多个数字高程模型(DEM)数据文件且需要转换为方位距离单元格式的问题,提出了一种DEM数据处理方法.首先根据雷达部署地和责任区半径选取生成专用的DEM数据文件;然后使用坐标变换结合等效地球半径修正将DEM数据转换为方位距离单元格式,并对其进行了近距地物修正和数据精简.仿真结果表明,相比较于传统方法,该方法解决了DEM数据选取的问题,转换格式后的高程数据用于遮蔽分析可以得到更加准确的结果,并且大大降低的数据量也提升了雷达遮蔽分析的效率.

基于总变分低秩组稀疏的全球雷达数据修复算法

针对航天飞机雷达地形测绘任务(SRTM)中存在由大量尖峰、斑点和多向条纹误差形成的混合噪声对后续应用产生严重干扰的问题,提出了一种基于总变分约束的低秩组稀疏(LRGS_TV)算法。首先,利用数据在局部范围低秩方向上的唯一性来正则化全局多方向条带误差结构,同时使用变分思想进行单向约束;其次,使用加权核范数的非局部自相似性来消除随机噪声,并结合总变分(TV)正则对数据梯度进行约束,以减小局部范围变化差值;最后,使用交替方向乘子优化对低秩组稀疏模型进行求解,从而保证了模型的收敛性。把所提算法与TV、单方向总变分(UTV)、低秩单图像分解(LRSID)和低秩组稀疏(LRGS)模型这4种算法进行定量评估的结果表明,LRGS_TV的峰值信噪比(PSNR)可以达到38.53 dB,结构相似性(SSIM)可以达到0.97,均为5种算法中的最优。同时,坡度与坡向结果表明,经LRGS_TV处理后,数据的后续应用有显著改善。实验结果表明,LRGS_TV能够在保证地形轮廓特征基本不变的情况下更好地修复原始数据,可对SRTM可靠性的提高与后续应用提供重要的支持。

SRTM无效数据填充方法在数字河网提取中的应用

为验证最新全球免费高分辨率航天飞机雷达地形测量任务(SRTM)数字高程模型(DEM)数据在水文学中的应用效果,以湖北省清江流域为例,利用SRTM数据进行了流域数字河网提取,通过与数字化地形图DEM提取的数字河网比较,指出SRTM数据中普遍存在的无数据区域是其进行水文分析的最大障碍,常用的SRTM无数据区域填充方法会使河道高程出现较大误差,导致提取的数字河网出现偏差.为解决上述问题,提出了在实际数字化河网限制下的SRTM数据无数据区域填充方法,计算结果表明,利用该方法处理后的SRTM数据更符合实际情况,提取的数字河网也与实际情况相符.

基于海图数据的SRTM15+分析与评估

为掌握SRTM15+海底地形网格模型在我国周边海域的精确程度,避免其在工程、科研等领域被盲目使用,对最新的SRTM15+V2.4进行了分析研究,解构提炼了其数据组成,分析归纳了其数据特点,并基于公开海图水深数据对其在我国周边海域的精度进行了评估,通过将SRTM网格点水深值内插,并与海图上的水深点进行统计学对比分析后,得出了在浅水区精度较高、深水区精度较低的初步结论。本文工作可为各领域应用SRTM15+海底地形网格模型提供参考,为我国自主海底地形网格模型构建提供借鉴。

1″与3″SRTM DEM在珠江三角洲地区InSAR形变监测中的应用效果比较

2014年9月,美国逐步向全球用户免费开放了1″(约30 m)分辨率的SRTM DEM(Shuttle Radar Topography Mission Digital Elevation Model)数据.为了比较其与之前发布的3″(约90 m)分辨率SRTM DEM数据对InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)形变监测结果的差异,本文采用欧空局Envisat卫星的雷达影像,分析这两种不同分辨率的DEM对珠江三角洲地区单个干涉图和多个干涉图获得的平均速率的差异.研究结果显示:1″与3″DEM对单个干涉图形变量结果的差异与基线长度有关,以垂直基线长度为50 m的干涉图为例,其差值分布在±4 mm之间,其中89%介于±1 mm;由于多个干涉图的垂直基线随机分布,DEM对于整个轨道多干涉图获得的平均速率影响分布在±4 mm/a之间,其中90%介于±1 mm/a;差异明显的区域主要在地形起伏较大的山区.因此,本文认为1″与3″SRTM DEM对珠三角地区InSAR形变监测结果的差异并不显著.

从GTOPO30到SRTM DEM精度研究——以西藏为例

地形数据对于我们了解全球气候变化、土地构成、大气变化,开展区域水土流失研究非常重要。最近,NASA发布了覆盖全球80%陆地面积的90m分辨率的SRTM DEM数据。在SRTM DEM之前,可以免费获得的精度最高的全球DEM数据是GTOPO30(1km)。由于SRTMDEM数据发布不久,对其实际精度缺乏客观了解,因此有必要对其精度开展研究。以广泛应用的GTOPO30为比较对象,对2种DEM的标称精度、生产方法作了介绍,并以西藏地区为例,利用图形和统计方法,分析、比较了2种DEM数据在1 km分辨率下的精度。总的来说,SRTM DEM精度高于GTOPO30,研究对于SRTM DEM在其它地区的应用具有重要参考价值。

利用星载InSAR技术提取镇江地区DEM及其精度分析

InSAR技术是目前获取高精度数字高程模型(DEM)的一种新方法。为了分析InSAR技术提取DEM的精度,首先介绍了美国航天飞机雷达SRTM DEM的精度和数据结构,然后以江苏镇江地区作为试验区,采用ERS1/2卫星影像来提取DEM,并对星载SAR提取的DEM与SRTM3弧秒分辨率DEM的精度作了比较。结果表明,利用星载SAR提取的DEM分辨率与SRTM3弧秒分辨率的DEM相当,能很好地显示出地形起伏(如山脉、沟谷)的纹理特征。进一步的研究还表明,利用InSAR技术提取DEM的精度与SRTM3 DEM之间存在5米左右的系统误差,并对产生这一系统误差的原因作了详细分析。

一种基于SRTM高程数据的可视化选取投影面的新方法

在独立坐标系的建立过程中,投影面的选取是一个非常重要的问题。传统的投影面选取方法是选取各个控制点的平均高程面作为投影面,这种做法虽然简单,但是在某些高海拔地区或山区往往由于控制点少且分布不均匀,无法较为准确地计算投影变形来选取投影面。提出了一种基于航天飞机雷达地形测绘任务全球地形起伏数据的可视化选取投影面的方法,可以直观、准确地选取测区投影高程面。与传统方法相比,该方法能够在测区内均匀地选取格网点,克服了传统方法控制点少的缺点,并且利用GMT(generic mapping tools)软件将投影变形按区域直观地呈现出来,实现了投影面选取的可视化。