基于SRTM3 DEM與ASTER GDEM的DEM融合方法研究.pdf

1、本文采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)對(duì)90mSRTM和30mASTER DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，實(shí)現(xiàn)DEM在水平分辨率上的提高和高程數(shù)據(jù)精度的改善。研究主要分為兩部分：一是分辨率的融合，即融合數(shù)字高程模型最佳格網(wǎng)尺寸的計(jì)算；二是高程數(shù)據(jù)的融合，即融合數(shù)字高程模型高程數(shù)據(jù)的計(jì)算。主要的研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）融合DEM最佳格網(wǎng)尺寸的計(jì)算。本文基于ArcGIS軟件將SRTM與ASTER DEM轉(zhuǎn)換為離散點(diǎn)并進(jìn)行疊合得到實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)源數(shù)據(jù)，由此生成

2、不同格網(wǎng)尺寸的 DEM，并引入信息論，對(duì)不同格網(wǎng)尺寸 DEM的各類地形因子進(jìn)行提取，依據(jù)信息熵的計(jì)算公式，利用 Matlab軟件運(yùn)算不同格網(wǎng)尺寸 DEM各類地形因子的信息熵，分析信息熵與DEM格網(wǎng)尺寸之間的關(guān)系，找出地形信息熵開始出現(xiàn)平穩(wěn)趨勢(shì)的界點(diǎn)，進(jìn)而判定適合實(shí)驗(yàn)樣區(qū)地形特征的融合 DEM的最佳格網(wǎng)尺寸。實(shí)驗(yàn)表明：基于DEM所提供的坡度、坡向、剖面曲率和平面曲率的地形信息熵隨 DEM格網(wǎng)間距的改變情況，90mSRTM DEM和30mA

3、STER GDEM融合之后的DEM在本次實(shí)驗(yàn)區(qū)域的最佳格網(wǎng)尺寸為40m。
　　（2）融合 DEM高程數(shù)據(jù)的計(jì)算。本研究基于流水物理模擬方法實(shí)現(xiàn)了SRTM與ASTER DEM谷脊線的提取，并從融合的角度，根據(jù)基于像素的融合方法對(duì)多圖像進(jìn)行特征提取的思想，基于加權(quán)融合方法進(jìn)行谷脊線的融合。其次，將融合之后的谷脊線作為插值的約束條件分別將SRTM和ASTER DEM內(nèi)插為最佳格網(wǎng)尺寸下的 DEM，并改進(jìn)傳統(tǒng)的權(quán)重的獲取方法，以均方根誤差

4、（RMSE）指標(biāo)最優(yōu)為準(zhǔn)則對(duì)權(quán)重系數(shù)進(jìn)行遍歷尋優(yōu)，求解最佳融合DEM。最后，以樣區(qū)1:1萬(wàn)DEM為假定真值，用檢查點(diǎn)法和等高線套合法分析了融合后的DEM精度。實(shí)驗(yàn)表明：雖然融合后DEM的分辨率對(duì)于ASTER DEM來(lái)說(shuō)卻相對(duì)較低，但是相對(duì)SRTM DEM卻得到了增強(qiáng)，而且精度較源數(shù)據(jù)均得到了提高，與1:1萬(wàn)DEM的實(shí)際地形等高線套合效果也較好，能夠比較全面地反映樣區(qū)地形走勢(shì)和形態(tài)變化。該融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)了SRTM和ASTER DEM的優(yōu)勢(shì)互