SRTM DEM与ASTER GDEM在山西省的对比分析

崔鹏艳 杨宫印 王婷

摘 要：利用数据拼接、裁剪、投影转换等技术得到山西省的SRTM DEM与ASTER GDEM数字高程数据，通过对SRTM DEM与ASTER GDEM数据的高程、坡度、坡向在山西省的对比分析，获取两者的分布差异。结果表明：ASTER GDEM数据比SRTM DEM数据的高程信息略好，坡度数据蕴含的信息量略多，坡向信息相差不大，为其它后续研究提供参考。

关键词：SRTM DEM数据；ASTER GDEM数据；高程；坡度；坡向

中图分类号：TP79 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）36-0075-02

Abstract： The digital elevation data of SRTM DEM and ASTER GDEM in Shanxi Province are obtained using the techniques of data stitching， clipping and projection conversion. The difference of the distribution of SRTM DEM and ASTER GDEM data in Shanxi Province is obtained by comparing and analyzing the elevation， slope and aspect of the two data. The results show that the height information of ASTER GDEM data is better than that of SRTM DEM data， the slope data contains a little more information， and the slope aspect information has little difference， which provides reference for other follow-up research.

Keywords： SRTM DEM data； ASTER GDEM data； elevation； slope； aspect

前言

SRTM DEM数据与ASTER GDEM数据覆盖全球范围，并可免费获取，其精度相对较高，因此ASTER GDEM数据与SRTM DEM数据的应用十分广泛，其在地貌特征分析[1]、积雪覆盖面积[2]和植被变化[3]等领域发挥了重要的作用。将SRTM DEM数据与ASTER GDEM数据相结合的应用也随之产生，分别有误差分布特征分析[4]、地貌特征分析[5]及数据修复研究[6]等。本文以山西省为研究区，分析了SRTM DEM数据与ASTER GDEM数据高程、坡度、坡向的分布特征及分布差异。

1 研究区概况

本研究以山西省全区为实验研究区，研究区位于黄河中游东岸，华北平原西部的黄土高原上，地理位置为北纬34°34′～40°44′，东经110°14′～114°33′，总面积15.67×104km2。研究区地势东北高西南低，高原内部起伏不平，河谷纵横，疆域轮廓呈东北斜向西南的平行四边形，地貌类型复杂多样。

2 数据预处理

首先将下载的原始SRTM DEM与ASTER GDEM数据进行解压并定义投影，对投影后的影像数据按地理位置进行拼接，利用山西省的矢量边界线对合并后的数据进行裁剪，得到山西省的SRTM DEM与ASTER GDEM数字高程数据（图1）。

3 数据分析

3.1 高程对比法

高程数据是数字高程模型数据里最基本的数据，对其高程信息进行统计和分析，了解两种数据测得的高程区别。从表1可以看出：由ASTER GDEM生成的数字高程模型图与SRTM DEM生成的数字高程模型并无明显差别，只是在高程区间上ASTER GDEM大于SRTM DEM。ASTER GDEM 的海拔高度最大值3072m大于 SRTM DEM最大值3059m；ASTER GDEM的海拔高度最小值171m略小于SRTM DEM的最小值199m；ASTER GDEM 数据的平均值1156.134m略小于SRTM DEM的平均值1156.156m；ASTER GDEM数据的标准差368.716m略大于 SRTM DEM的标准差367.950m。因此，在高程信息上，ASTER GDEM数据和SRTM DEM数据相比略好于 SRTM DEM数据，但相差不大。

3.2 坡度对比法

以坡度为例，进行SRTM DEM与ASTER GDEM数据质量的对比，从而分析其在生成地形指标上的差别。分别利用SRTM DEM和ASTER GDEM生成的研究区的坡度图，从坡度图中提取两者的坡度信息，如表2所示。从表2可以看出：ASTER GDEM数据与SRTM DEM数据无明显差别，但是ASTER GDEM数据生成的坡度具有更大的区间范围。SRTM DEM与ASTER GDEM的坡度最小值均为0°；但ASTER GDEM生成的坡度最大值、平均值和标准差均大于SRTM DEM；不过最大值，最小值和标准差差距较小。因此，SRTM DEM生成的坡度数据蕴含的信息量略少于ASTER GDEM，不过相差不大。

3.3 坡向对比法

以坡向为例，进行SRTM DEM与ASTER GDEM数据质量的对比，从而分析其在生成地形指标上的差別。分别利用SRTM DEM和ASTER GDEM生成的研究区坡向图进行坡向的提取与统计，得到表3。从表3可以看出：ASTER GDEM数据生成的坡向图信息与SRTM DEM数据生成的坡向图信息并无明显差别，但是ASTER GDEM数据生成的坡向具有更大的区间范围。SRTM DEM与ASTER GDEM数据的坡向最小值均为-1；但ASTER GDEM 生成的坡向最大值、平均值均小于SRTM DEM；ASTER GDEM生成的坡向标准差大于SRTM DEM；但是总体相差不大。

4 结束语

（1）利用数据拼接、裁剪、投影转换等技术获取山西省区域的SRTM DEM 与 ASTER GDEM数字高程数据；（2）通过对山西省区域的SRTM DEM 与 ASTER GDEM数据的高程、坡度、坡向的统计，获取其在山西省的分布特征；（3）通过对SRTM DEM 与 ASTER GDEM数据的高程、坡度、坡向在山西省的对比分析，获取两者的分布差异，为其它后续研究提供参考。

参考文献：

[1]闫鹏，杨农，叶宝莹.基于ASTER-GDEM的贵州及其邻区地貌面提取及研究[J].国土资源遥感，2011（2）：98-103.

[2]BRAUN A，FOTOPOULOS G.Assessment of SRTM，ICESAT，and survey control monument elevations in Canada[[J].Photogrammetric Engineering & Remote Sensing，2007，73（12）：1333-1342.

[3]SHORTRIDGE A，MESSINA J.Spatial structure and landscape associations of SRTM error[J].Remote Sensing of Environment，2011，115（6）：1576-1587.

[4]胡加佩，关小荣，刘学军.中国区域SRTM DEM与ASTER GDE

M误差空间分布特征[J].地理与地理信息科学，2017，33（4）：28-33.

[5]高山.基于SRTM DEM，ASTER GDEM地貌特征分析与铁路选线[J].铁道工程学报，2012（9）：1-6.

[6]罗学彬，李国明，赵登文，等.基于SRTMDEM的ASTERGDEM数据修复方法研究[J].价值工程，2017：187-189.