srtm與aster數(shù)據(jù)精度分析和比較本科畢業(yè)論文

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1、商丘師范學(xué)院2013屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）SRTM與ASTER數(shù)據(jù)的精度分析和比較引言由于可獲得的SRTM每個(gè)90m的數(shù)據(jù)點(diǎn)是由9個(gè)30m的數(shù)據(jù)點(diǎn)算術(shù)平均得來(lái)的，我們可以了解SRTM數(shù)據(jù)所記錄的并不是真正的地面點(diǎn)數(shù)據(jù)。ASTER以地面獲得的實(shí)際數(shù)據(jù)點(diǎn)的值為矩陣的元素，它能反映真實(shí)的地貌特征。通過(guò)選取同一個(gè)地區(qū)的不同數(shù)據(jù)形式的數(shù)字地面模型[2]，在GlobalMapper中繪制等高線，分析等高線的特點(diǎn)，觀察其3維模型的特點(diǎn)，再在Matlab中進(jìn)行矩陣的運(yùn)算，求的此地區(qū)兩數(shù)據(jù)的差值，來(lái)分析SRTMDEM與ASTERDEM的精度，

2、從而確定哪種數(shù)據(jù)精度更高，在什么地區(qū)運(yùn)用什么種類的DEM更好、更合適。本文在介紹了SRTM數(shù)據(jù)、ASTER數(shù)據(jù)、GlobalMapper、Matlab軟件之后，運(yùn)用GlobalMapper軟件進(jìn)行等高線的繪制，等高線的疊加，發(fā)現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)的等高線并不一致，等高線的走向以及彎曲程度不一致。再觀察其3維模型，基于ASTER的3維模型更細(xì)致的表達(dá)了地面的起伏變化。從而得出ASTER的精度高于SRTM的精度。利用Matlab軟件進(jìn)行矩陣的運(yùn)算，計(jì)算差值矩陣的最大值，最小值，平均值以及方差等，分析兩數(shù)據(jù)的在平原和山區(qū)的差異，得出在平原地

3、區(qū)無(wú)論是30m的數(shù)據(jù)好似是90m的數(shù)據(jù)均能很好地表達(dá)地貌，在實(shí)際生活和普通科研中，二者均能滿足需要。而在山區(qū)二者的差異很大，平均值在SRTM所描繪的地貌比ASTER所描繪的地貌平均高出6m的高程，而且其差值不穩(wěn)定，上可達(dá)270m左右，下可達(dá)-160m，方差達(dá)到15m，所以兩種數(shù)據(jù)所描繪的山區(qū)地貌有很大差異，在表現(xiàn)地面起伏形態(tài)時(shí)，在山區(qū)益選擇ASTER數(shù)據(jù)。而在垂直度上需要借助其他數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。1SRTM與ASTER數(shù)據(jù)[10]及GlobalMapper和Matlab簡(jiǎn)介SRTM數(shù)據(jù)與ASTER數(shù)據(jù)都是通過(guò)遙感傳感器對(duì)地面上的

4、信息進(jìn)行采集，獲得的地面上的地物地貌三維數(shù)據(jù)，即數(shù)字高程模型[4]，因此很多時(shí)候又稱為SRTMDEM和ASTERDEM[5]。在大面積范圍內(nèi)，兩者都近似的表現(xiàn)了地面的高低起伏變化，為研究地球，商業(yè)發(fā)展，國(guó)防軍事，科學(xué)研究等提供了方便。但二者又有一些不同之處，下面就對(duì)其分別介紹，并簡(jiǎn)要介紹一下GlobalMapper和Matlab軟件。1.1SRTM數(shù)據(jù)[8]航天地形測(cè)繪是指以人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等航天器為工作平臺(tái)，對(duì)地球表面所進(jìn)行的遙感測(cè)量。以往的航天測(cè)繪由于其精度有限，一般只能制作中小比例尺的地圖。2000年2

5、月11日上午11時(shí)44分，美國(guó)“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)在佛羅里達(dá)州卡那維拉爾角的航天發(fā)射中心發(fā)射升空，執(zhí)行耗資3.64億美元，稱之為“航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪使命（ShuttleRadarTopographyMission,簡(jiǎn)稱SRTM）”的空間飛行任務(wù)?！皧^進(jìn)”號(hào)上搭載的SRTM系統(tǒng)共計(jì)進(jìn)行了3222小時(shí)23分鐘的數(shù)據(jù)采集工作，獲取北緯60°至南緯56°之間面積超過(guò)1.19億平方公里9.8萬(wàn)億字節(jié)的影像數(shù)據(jù)，覆蓋全球陸地表面的80%以上，覆蓋了中國(guó)全境。SRTM數(shù)據(jù)之大，精度之高在測(cè)繪史上前所未有，全部數(shù)據(jù)的處理約需兩年的時(shí)間，最終

6、獲取平面精度為±20m,高程精度為±16m的全球數(shù)字高程模型DEM，可以將美軍現(xiàn)有的全球DEM精度提高約30倍。借助如此精準(zhǔn)的地圖，美國(guó)國(guó)防部將能更好地選擇部署部隊(duì)，甚至發(fā)射導(dǎo)彈的地點(diǎn)，因此這項(xiàng)計(jì)劃所得的最佳品質(zhì)的圖像被列為機(jī)密文件，供美國(guó)軍方和情報(bào)局11商丘師范學(xué)院2013屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）使用，只將一些分辨率較低的地圖向公眾公開，用于普通科研和商業(yè)。SRTM數(shù)據(jù)每經(jīng)緯度方格提供一個(gè)文件，精度有1arc—second和3arc—seconds兩種，稱作SRTM1和SRTM3或者30m和90m數(shù)據(jù)，SRTM1的文件里面包

7、含3601×3601個(gè)采樣點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)，SRTM3的文件里面包含1201×1201個(gè)采樣點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)。目前，能夠免費(fèi)獲取的中國(guó)境內(nèi)的SRTM3文件是90m的數(shù)據(jù)，每個(gè)90m的數(shù)據(jù)點(diǎn)是由9個(gè)30m的數(shù)據(jù)點(diǎn)算術(shù)平均得來(lái)的。用戶可以通過(guò)中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心國(guó)際科學(xué)服務(wù)器平臺(tái)免費(fèi)獲得（http://srtm.datamirror.csdb.cn/），本文選擇網(wǎng)址：http://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp。下載的數(shù)據(jù)，其產(chǎn)品類型是SRTM90mDEMversion4，

8、文件名為srtm_59_06.zip（東經(jīng)E110°—E115°，北緯N30°—N35°的區(qū)域），包括山區(qū)和平原，便于后續(xù)工作的進(jìn)展。下載完成后解壓數(shù)據(jù)，一次解壓后不修改文件名，放在指定位置。再次解壓得到文件srtm_59_06.hdr(頭文件)，srtm_59_06.tfw（tiff影像