中国区域TanDEM-X 90 m DEM高程精度评价及其适用性分析

作     者：於佳宁 刘凯 张冰玥 黄滢 范晨雨 宋春桥 汤国安 YU Jianing;LIU Kai;ZHANG Bingyue;HUANG Ying;FAN Chenyu;SONG Chunqiao;TANG Guoan

作者机构：南京师范大学强化培养学院南京210023 中国科学院南京地理与湖泊研究所流域地理学重点实验室南京210008 南京师范大学地理科学学院南京210023 河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000 

出 版 物：《地球信息科学学报》 (Journal of Geo-information Science)

年 卷 期：2021年第23卷第4期

页      面：646-657页

核心收录：

学科分类：081603[工学-地图制图学与地理信息工程] 081802[工学-地球探测与信息技术] 07[理学] 08[工学] 070503[理学-地图学与地理信息系统] 0708[理学-地球物理学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0705[理学-地理学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0816[工学-测绘科学与技术] 0835[工学-软件工程] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0701[理学-数学] 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项子课题(XDA23100102) 国家自然科学基金项目(41801321、41971403、41930102) 

主　　题：数字高程模型 TanDEM-X 90 m DEM 精度评价 误差空间分布 适用性分析 ICESat/GLAS ALOS AW3D30 SRTM-3 DEM 

摘      要：数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)是地球表层系统科学相关研究的基础数据,DEM数据精度的定量评价对科学选择DEM数据源、量化数据误差的影响等具有重要意义。在目前全球尺度可免费获取的DEM数据中,2018年发布的TanDEM-X 90 m DEM(TanDEM-X 90)数据凭借其较好的现势性得到了广泛关注。然而,目前大区域尺度上开展的针对TanDEM-X 90数据精度的评价工作较为有限,缺乏对其整体精度及误差空间分布特征的系统认知。本文以ICESat/GLAS卫星测高数据为评价数据,并选择SRTM-3 DEM和AW3D30 DEM作为对比数据,以平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、偏度和峰度等为统计指标,重点研究了TanDEM-X 90在中国主要陆地区域的误差统计特征和空间分布规律,探讨了高程、坡度、地貌类型、土地覆盖等对DEM精度的影响,并进行了适用性分析。结果表明:①在中国区域,TanDEM-X 90数据的平均绝对误差和均方根误差分别为4.31 m和7.87 m,其高程精度与SRTM-3相近,但明显低于AW3D30;②当坡度低于4°时,TanDEM-X 90的整体精度为3种数据中最高的;③对于平原、丘陵、台地这3类地貌类型,TanDEM-X 90相较SRTM-3而言具有一定精度优势;④本研究还以流域为单元绘制了全国尺度的TanDEM-X 90误差空间分布图,为该数据在全国尺度或典型区域的应用提供重要参考。研究也表明TanDEM-X 90在反映地表高程信息方面具有更好的时效性,能更好地反映中国区域近年来受人类活动影响的地表高程变化。