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文檔簡介
1、<p> SRTM與ASTER數(shù)據(jù)的精度分析和比較</p><p><b> 引言</b></p><p> 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。通過選取同一個(gè)地區(qū)的不同數(shù)據(jù)形式的數(shù)字
2、地面模型[2],在Global Mapper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,來分析SRTM DEM與ASTER DEM的精度,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。</p><p> 本文在介紹了SRTM數(shù)據(jù)、ASTER數(shù)據(jù)、Global Mapper、Matlab軟件之后,運(yùn)用Global Mapp
3、er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,得出在平原地區(qū)無論是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
4、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。</p><p> 1 SRTM與ASTER 數(shù)據(jù)[10]及Global Mapper和Matlab簡介<
5、/p><p> SRTM數(shù)據(jù)與ASTER數(shù)據(jù)都是通過遙感傳感器對地面上的信息進(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SRTM DEM和ASTER DEM[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,下面就對其分別介紹,并簡要介紹一下Global Mapper 和Matlab軟件。&
6、lt;/p><p> 1.1 SRTM 數(shù)據(jù)[8]</p><p> 航天地形測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,對地球表面所進(jìn)行的遙感測量。以往的航天測繪由于其精度有限,一般只能制作中小比例尺的地圖。2000年2月11日上午11時(shí)44分,美國“奮進(jìn)”號航天飛機(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)地形測繪使命
7、(Shuttle Radar Topography Mission ,簡稱SRTM)”的空間飛行任務(wù)?!皧^進(jìn)”號上搭載的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1.19億平方公里9.8萬億字節(jié)的影像數(shù)據(jù),覆蓋全球陸地表面的80%以上,覆蓋了中國全境。</p><p> SRTM數(shù)據(jù)之大,精度之高在測繪史上前所未有,全部數(shù)據(jù)的處理約需兩年
8、的時(shí)間,最終獲取平面精度為±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,美國國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,供美國軍方和情報(bào)局使用,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)。</p><p> SRTM數(shù)據(jù)每經(jīng)緯度方格提供一個(gè)文件,精度有1a
9、rc—second和3 arc—seconds兩種,稱作SRTM1和SRTM3或者30m和90m數(shù)據(jù),SRTM1的文件里面包含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)。</p><p> 目前,能夠免費(fèi)獲取的中國境內(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)平均得來的。用戶可以通過中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
10、信息中心國際科學(xué)服務(wù)器平臺免費(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SRTM 90m DEM version 4,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
11、,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影像坐標(biāo)信息的文本文件),srtm_59_06.tif(二進(jìn)制的數(shù)字高程模型)。</p><p> 1.2 ASTER數(shù)據(jù)</p><p> ASTER是在2009年6月30日,美國航天局NASA與日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省(
12、METI)共同推出的最新的地球電子地形數(shù)據(jù)ASTER GDEM(先進(jìn)星載熱發(fā)射和反射輻射儀全球數(shù)字高程模型),該數(shù)據(jù)是根據(jù)NASA的新一代對地觀測衛(wèi)星TERA的詳細(xì)觀測結(jié)果制作完成的。這一全新的地球數(shù)字高程模型包含了先進(jìn)星載熱發(fā)射和反輻射及(ASTER)搜集的130萬個(gè)立體影像。</p><p> ASTER測繪數(shù)據(jù)覆蓋范圍為北緯83°到南緯83°之間的所有陸地區(qū)域,比以往任何地形圖都要廣得
13、多,達(dá)到了地球陸地表面的99%。此前,最完整的地形數(shù)據(jù)是NASA的航天飛機(jī)雷達(dá)地形測繪任務(wù)(SRTM)提供的,此項(xiàng)任務(wù)對位于北緯60°和南緯56°間地球80%的陸地進(jìn)行了測繪。</p><p> ASTER GDEM是采用全自動化的方法對150萬景的ASTER存檔數(shù)據(jù)進(jìn)行處理生成的,其中包括通過立體相關(guān)生成的1264118個(gè)基于獨(dú)立場景的ASTER GDEN對應(yīng)區(qū)域的最后像素值。糾正剩余的異
14、常數(shù)據(jù),再按1°×1°分片,生成全球ASTER GDEM數(shù)據(jù)。</p><p> 目前,ASTER GDEM數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)上免費(fèi)獲取。本文所使用數(shù)據(jù)的下載網(wǎng)址為 </p><p> http://www.free998.net/xiazai/5241.html,從中選擇河南省的網(wǎng)址:http://115.com/file/cl326i69。下載并保存數(shù)據(jù),解
15、壓后選擇處于平原地區(qū)的壓縮包N34E114.zip和處于高山地區(qū)的壓縮包N33E110.zip作為分析數(shù)據(jù)。再次解壓得到平原區(qū)的ASTGTM2_N34E114_dem.tif(DEM文件)和ASTGTM2_N34E114_num.tif (質(zhì)量評估文件)以及高山區(qū)的ASTGTM2_N33E110_dem.tif(DEM文件)和ASTGTM2_N33E110_num.tif(質(zhì)量評估文件),放在指定位置。</p><p
16、> 1.3 Global Mapper簡介</p><p> Global Mapper 是一款地圖繪制軟件,不僅能夠?qū)?shù)據(jù)(例如:SRTM數(shù)據(jù))顯示為光柵地圖、高程地圖、矢量地圖,還可以對地圖作編輯、轉(zhuǎn)換、打印、記錄GPS及利用數(shù)據(jù)的GIS(地理信息系統(tǒng))功能。它可以轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)集的投影方式以符合你的項(xiàng)目的坐標(biāo)系統(tǒng),并可以同時(shí)對數(shù)據(jù)集的范圍進(jìn)行裁剪。它還提供距離和面積計(jì)算,光柵混合、對比度調(diào)節(jié)、海拔高度查
17、詢、視線計(jì)算,以及一些高級功能,如圖像校正、通過地表數(shù)據(jù)進(jìn)行輪廓生成、通過地表數(shù)據(jù)觀察分水嶺、對3Dpoint數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三角多邊形和網(wǎng)格化等。通過內(nèi)建的腳本語言或眾多的批處理轉(zhuǎn)換選項(xiàng)能夠高效地完成重復(fù)性任務(wù)</p><p> 圖1-1 Global Mapper界面</p><p> 1.4 Matlab[1]簡介</p><p> Matlab是由美國Ma
18、thWorks公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中,為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案,并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言(如C、Fortran)的編輯模式,代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。Matlab一年有兩次更新上半年為a,下
19、半年為b,本文所用的是Matlab 2012b。</p><p> 圖1-2 Matlab 2012b新界面</p><p> 2 等高線、三維模型的生成和比較[7]</p><p> 2.1等高線的繪制、疊加和比較</p><p> 由于下載的srtm_59_06.tif和ASTGTM2_N33E110_num.tif數(shù)據(jù)量太大,
20、在生成等高線時(shí)速度緩慢,為清楚顯示等高線細(xì)部也不需要如此大的數(shù)據(jù),并且,正射影像圖的精確顯示,也要求選擇部分?jǐn)?shù)據(jù)。所以首先選擇部分?jǐn)?shù)據(jù),本文選擇北緯33.6°~33.7°,東經(jīng)110.6°~110.7°的區(qū)域。保存成.dem的格式,保存名字為srtmshangqu.dem和astershangqu.dem。繪制等高距為25m等高線,并保存成srtmshanqudenggaoxian.KMZ和ast
21、ershanqudenggaoxian.KMZ。</p><p> 再在Global Mapper中同時(shí)打開srtmshanqudenggaoxian.KMZ和astershanqudenggaoxian.KMZ實(shí)現(xiàn)等高線的疊加,查看高程為750m的一條等高線的走向。</p><p> 圖2-1 高程為750m的等高線</p><p> 由圖2-1可以看出兩種
22、數(shù)據(jù)的等高線走向大體一致,個(gè)別地區(qū)會出現(xiàn)偏差,在至高點(diǎn)數(shù)量上和等高線長度上不相等,在細(xì)部表現(xiàn)上也有所不同,其中astershanqudenggaoxian.KMZ的等高線彎彎曲曲,比srtmshanqudenggaoxian.KMZ的等高線更細(xì)致平滑、更顯得準(zhǔn)確。下面觀看其折射影像圖,看有何特點(diǎn)。</p><p> 2.2 正射影像圖的比較[9]</p><p> 在Global Ma
23、pper中打開srtmshangqu.dem和astershangqu.dem可看到其正射影像,觀察其特征。</p><p> 圖2-2 正射影像圖 </p><p> 兩種數(shù)據(jù)的三維模型有明顯的不同點(diǎn),astershangqu.dem比srtmshanqu.dem棱角分明,在表現(xiàn)地貌方面更棱角分明、更清晰、更細(xì)致。然而在垂直方向上,兩種數(shù)據(jù)是否有差距,差
24、距為多少,在山區(qū)和平原區(qū)又有什么樣的特征,以下將重點(diǎn)介紹。</p><p> 3 山區(qū)與平原區(qū)在垂直方向上的比較[6]</p><p> 已知srtm_59_06文件的第1201—2401行,1—1201列數(shù)據(jù)與文件ASTGTM2_N33E110_dem相對應(yīng),且是屬于山區(qū),又因?yàn)閟rtm_59_06文件中的一個(gè)方格對應(yīng)地面90m的距離,而ASTGTM2</p><
25、p> _N33E110_dem文件中的一個(gè)方格對應(yīng)地面30m的距離,所以必須使矩陣中代表同一地面點(diǎn)的數(shù)據(jù)參加運(yùn)算才能得到兩數(shù)字高程模型的差值矩陣,否則發(fā)生錯(cuò)位,得不到想要的結(jié)果。以此為原則,可采用數(shù)據(jù)提取法和數(shù)據(jù)內(nèi)插法[3]等來實(shí)現(xiàn)運(yùn)算,本文提供了三種算法:</p><p> ?。?)數(shù)據(jù)提取法:在ASTER數(shù)據(jù)中直接提取與SRTM數(shù)據(jù)對應(yīng)的3″點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差值分析。</p><p>
26、; ?。?)均值賦值法:利用ASTER數(shù)據(jù)中3″及其周圍的八個(gè)點(diǎn)求平均值,然后把均值賦給3″點(diǎn)。再進(jìn)行兩種數(shù)據(jù)的差值分析。</p><p> (3)移動曲面擬合賦值法:利用ASTER數(shù)據(jù)中3″點(diǎn)周圍的八個(gè)點(diǎn)擬合內(nèi)插出3″點(diǎn)得高程,然后進(jìn)行兩種數(shù)據(jù)的差值分析。</p><p> 在Matlab 2012b軟件中載入srtm_59_06.tif、ASTGTM2_N33E110_dem.ti
27、f和ASTGTM2_N34E114_dem.tif 分別利用以上幾種方法在“Command window“中編寫編程,求在山區(qū)和平原區(qū)的差值矩陣,以及兩差值矩陣的最大值、最小值、平均值和方差。并分析插值前后插值矩陣的特點(diǎn),具體方法和步驟見附錄1。</p><p> 結(jié)果無論是均值法還是擬合法賦值,前后的差值矩陣表明,ASTER在山區(qū)的插值后的數(shù)據(jù)精度稍微低于平原區(qū),在平原地區(qū)均值后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)相差不大,差值
28、矩陣平均值都非常小,接近與零,并且差值的最大值、最小值和方差都不大,所以,我們認(rèn)為賦值前后數(shù)據(jù)非常相近,可以將賦值前后的數(shù)據(jù)等同起來看待。</p><p> ASTER數(shù)據(jù)取自地面的實(shí)際數(shù)據(jù),如果SRTM3數(shù)據(jù)也達(dá)到同樣的精度,均值或擬合內(nèi)插的ASTER數(shù)據(jù)也有同樣的精度,則賦值前后ASTER數(shù)據(jù)的差值矩陣與賦值后兩數(shù)據(jù)的差值矩陣相近,而結(jié)果卻是相差很大。ASTER賦值后與SRTM3數(shù)據(jù)在平原地區(qū)的差值超過了與
29、原始數(shù)據(jù)在山區(qū)的差值,更遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在平原區(qū)差值,可見ASTER數(shù)據(jù)與SRTM3數(shù)據(jù)在山區(qū)具有較大的差,所描繪的地貌形態(tài)在垂直方向上并不一致。</p><p> 不管用何種方法,插值后兩數(shù)據(jù)在山區(qū)差值均值都高達(dá)6m之多,最大值在270m左右,最小值-160m左右,方差在15m左右,所以在山區(qū)兩數(shù)據(jù)在垂直方向上的差值大,且不穩(wěn)定性大,兩種數(shù)據(jù)所描繪的地貌在垂直方向上并不重合。而在平原區(qū),兩數(shù)據(jù)差值矩陣的均值接近于0m
30、,最大值15m左右、最小值-103m左右,且方差在4m和5m之間,說明在平原區(qū),二者的相差不是很大,兩種數(shù)據(jù)所描繪的地貌均能正確表達(dá)地面的形態(tài),因此在平原地區(qū),兩種數(shù)據(jù)的精度相當(dāng),在實(shí)際生活中二者均可用。而在山區(qū),若要得到更為精確的地貌特征,根據(jù)等高線和正射影像圖的特點(diǎn),宜選擇ASTER數(shù)據(jù)。</p><p><b> 結(jié)語</b></p><p> 利用Glob
31、al Mapper軟件分析SRTM和ASTER數(shù)據(jù)的等高線和3維模型,根據(jù)等高線的走向和彎曲程度,平滑程度,分析得ASTER數(shù)據(jù)更能細(xì)致的表現(xiàn)地貌的特征,更能準(zhǔn)確的表現(xiàn)地形的特征。</p><p> 利用Matlab軟件對矩陣進(jìn)行提值、插值、求差矩陣,對其元素進(jìn)行分析,根據(jù)計(jì)算所得結(jié)果得知,無論是用提取法還是用插值法,這些數(shù)據(jù)充分證明了二者在山區(qū)的差值較大,且非常不穩(wěn)定,此種結(jié)果造成,在山區(qū)SRTM數(shù)據(jù)所描繪的
32、地形與ASTER數(shù)據(jù)所描繪的地形在垂直方向上有很大的差別,在某些地區(qū)可能給商業(yè)經(jīng)濟(jì)等帶來損失。</p><p> 由于ASTER1數(shù)據(jù)是采取的真實(shí)的30m的地面點(diǎn),在表現(xiàn)地貌、地形方面,其結(jié)果無論是在山區(qū)還是在平原都比SRTM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)平均得來的)更為細(xì)致、精確、有優(yōu)勢,所以在山區(qū)宜選擇ASTER數(shù)據(jù)。在平原區(qū)二者相差不大,都可以為人們應(yīng)用。但在(山區(qū))垂直方向上究竟哪種
33、數(shù)據(jù)更貼近于實(shí)際的地面,還需要第三種數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。就目前而言,追求SRTM、 ASTER兩種數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)的結(jié)合已成為發(fā)展趨勢,用以獲得更為準(zhǔn)確和完備的全球地形圖。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 王家文.Matlab7.6圖形圖像處理[M].國防工業(yè)大學(xué)出版社,2009</p><p> [2] 張
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37、[J].測繪科學(xué),2012,4(37):156—158</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 在此次畢業(yè)論文寫作過程中,非常感謝老師熱情的指點(diǎn)和幫助,當(dāng)我有什么不懂的問題,老師就一遍遍詳細(xì)地講解,有時(shí)電話解答,有時(shí)當(dāng)面解決。讓我在寫作過程中即鞏固了專業(yè)知識,也學(xué)到了很多其他的東西,懂得了科學(xué)研究就是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭?chuàng)作過程,來不得半點(diǎn)的馬虎和虛假。
38、老師們知識淵博,積極樂觀,熱真負(fù)責(zé),鼓勵(lì)著我們要時(shí)刻充實(shí)自己。</p><p> 通過這次論文寫作,讓我了解到,我國在測繪方面所做出的努力和所取得的成就,以及與世界各國的差距,讓我們看到世界未來的發(fā)展方向,中國未來的發(fā)展任務(wù)和趨勢,我們新一代的年輕人在建設(shè)中國,創(chuàng)造美好世界的過程中,更應(yīng)該腳踏實(shí)地的做好該做之事,能做之事。再次感謝老師!</p><p><b> 附錄1<
39、;/b></p><p> “Command window”中的編程及結(jié)果如下:</p><p> >> whos %顯示文件信息</p><p> Name
40、 Size Bytes Class Attributes</p><p> ASTGTM2_N33E110_dem 3601x3601 25934402 int16 </p><p> ASTGTM2_N34E114_dem 3601x3601 2593
41、4402 int16 </p><p> srtm_59_06 6001x6001 72024002 int16 </p><p> >> %數(shù)據(jù)提取的方法</p><p> >> srtmshanqu=srtm_59_06(120
42、1:2401,1:1201); % srtm山區(qū)數(shù)據(jù)3″</p><p> >> astershanqu=ASTGTM2_N33E110_dem(1:3:3601,1:3:3601); % aster山區(qū)( 1″)數(shù)據(jù)提取(3″)</p><p> >> srtmpingyuan=s
43、rtm_59_06(1:1201,4801:6001); %srtm平原數(shù)據(jù)3″</p><p> >> asterpingyuan=ASTGTM2_N34E114_dem(1:3:3601,1:3:3601); % aster平原區(qū)( 1″)數(shù)據(jù)提取(3″)</p><p><b> >
44、> %處理過程</b></p><p> >> shanqucha1=srtmshanqu-astershanqu; %山區(qū)對應(yīng)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)矩陣的差值矩陣</p><p> >> pingyuancha1=srtmpingyuan-asterpingyuan; %平原
45、區(qū)對應(yīng)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)矩陣的差值矩陣</p><p> >> sqcmax1=double(max(max(shanqucha1))); %山區(qū)差值矩陣的最大值</p><p> >> sqcmin1=double(min(min(shanqucha1)));
46、 %山區(qū)差值矩陣的最小值</p><p> >> pycmax1=double(max(max(pingyuancha1))) ; %平原差值矩陣的最大值</p><p> >> pycmin1=double(min(min(pingyuancha1))) ;
47、 %平原差值矩陣的最小值</p><p> >> sqcmean1=double(mean2(shanqucha1)); %山區(qū)差值矩陣的平均值</p><p> >> pycmean1=double(mean2(pingyuancha1));
48、 %平原差值矩陣的平均值</p><p> >> sqcstd1=double(std2(shanqucha1)) ; %山區(qū)差值矩陣的方差</p><p> >> pycstd1=double(std2(pingyuancha1)) ;
49、 %平原差值矩陣的方差</p><p> >> jieguo1= [sqcmax1 sqcmin1 sqcmean1 sqcstd1;pycmax1 pycmin1 pycmean1 pycstd1]</p><p><b> jieguo1 =</b></p><p>
50、; 288.0000 -161.0000 -6.1272 15.5155</p><p> 114.0000 -103.0000 0.1884 5.1480</p><p> >> clear astershanqu asterpingyuan shanqucha1 pingyuancha1 sqcmax1 sqcmin1 pycmax1
51、 pycmin1 sqcmean1 pycmean1 sqcstd1 pycstd1 </p><p> >> %進(jìn)行山區(qū)(aster)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)均值賦值</p><p> >> k= ASTGTM2_N33E110_dem ;</p><p><b> >> k2=k;</b></p>
52、<p> >> sizk=size(k2);</p><p> >> for i=4:3:sizk(1)-1</p><p> for j=4:3:sizk(2)-1 %從第四行第四列開始算起,避免計(jì)算最后一行最后一列數(shù)據(jù)</p><p> m=[k(i-1,j-1),k(i-1,j),k
53、(i-1,j+1),k(i,j-1),k(i,j),k(i,j+1),k(i+1,j-1),k(i+1,j),k(i+1,j+1)];</p><p> %提取3″數(shù)據(jù)點(diǎn)及周圍的八個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)</p><p> k2(i,j)=mean(m); %九個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)求平均值并賦值給3″數(shù)據(jù)點(diǎn)</p><p>&l
54、t;b> end</b></p><p><b> end</b></p><p> >> %進(jìn)行平原區(qū)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)均值賦值</p><p> >> g = ASTGTM2_N34E114_dem;</p><p><b> >> g2=g;<
55、/b></p><p> >> sizg=size(g2);</p><p> >> for i=4:3:sizg(1)-1</p><p> for j=4:3:sizg(2)-1 %從第四行第四列開始算起,避免計(jì)算最后一行最后一列數(shù)據(jù)</p><p> m=[g(i-1
56、,j-1),g(i-1,j),g(i-1,j+1),g(i,j-1),g(i,j),g(i,j+1),g(i+1,j-1),g(i+1,j),g(i+1,j+1)];</p><p> g2(i,j)=mean(m); %九個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)求平均值并賦值給3″數(shù)據(jù)點(diǎn)</p><p><b> end</b>&l
57、t;/p><p><b> end</b></p><p> >> clear i j m sizk sizg</p><p> >> shanqucha2=k(1:3:3601,1:3:3601)-k2(1:3:3601,1:3:3601); %對應(yīng)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)相減后所得的矩陣</p>&l
58、t;p> >> pingyuancha2=g(1:3:3601,1:3:3601)-g2(1:3:3601,1:3:3601); %對應(yīng)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)相減后所得的矩陣</p><p> >> %山區(qū)和平原區(qū)(插值前后的)差值矩陣的比較</p><p> >> sqcmax2=double(max(max(shanqucha2)));&l
59、t;/p><p> >> pycmax2= double(max(max(pingyuancha2)));</p><p> >> sqcmin2= double(min(min(shanqucha2)));</p><p> >> pycmin2= double(min(min(pingyuancha2)));</p&g
60、t;<p> >> sqcmean2= double(mean2(shanqucha2));</p><p> >> pycmean2= double(mean2(pingyuancha2));</p><p> >> sqcstd2= double(std2 (shanqucha2));</p><p>
61、>> pycstd2= double(std2 (pingyuancha2));</p><p> >> jieguo2=[sqcmax2 sqcmin2 sqcmean2 sqcstd2;pycmax2 pycmin2 pycmean2 pycstd2]</p><p><b> jieguo2 =</b></p><
62、p> 34.0000 -42.0000 0.0020 3.9706</p><p> 15.0000 -15.0000 -0.0013 1.9601</p><p> >> clear shanqucha2 pingyuancha2 sqcmax2 pycmax2 sqcmin2 pycmin2 sqcmean2 pycmean2 s
63、qcstd2 pycstd2 </p><p> >> %srtm數(shù)據(jù)與插值后的aster數(shù)據(jù)分析</p><p> >> shanqucha3=srtmshanqu(2:1200,2:1200)-k2(4:3:3598,4:3:3598); %對應(yīng)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)相減后所得的矩陣</p><p> >> pingyuanc
64、ha3=srtmpingyuan(2:1200,2:1200)-g2(4:3:3598,4:3:3598);%對應(yīng)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)相減后所得的矩陣</p><p> >> sqcmax3= double(max(max(shanqucha3)));</p><p> >> pycmax3= double(max(max(pingyuancha3)));</p&g
65、t;<p> >> sqcmin3= double(min(min(shanqucha3)));</p><p> >> pycmin3= double(min(min(pingyuancha3)));</p><p> >> sqcmean3= double(mean2(shanqucha3));</p><p&
66、gt; >> pycmean3= double(mean2(pingyuancha3));</p><p> >> sqcstd3= double(std2 (shanqucha3));</p><p> >> pycstd3= double(std2 (pingyuancha3));</p><p> >>
67、jieguo3=[sqcmax3 sqcmin3 sqcmean3 sqcstd3;pycmax3 pycmin3 pycmean3 pycstd3]</p><p><b> jieguo3 =</b></p><p> 262.0000 -155.0000 -6.1303 14.3963</p><p> 112.0000 -
68、101.0000 0.1857 4.3857</p><p> >> clear shanqucha3 pingyuancha3 sqcmax3 pycmax3 sqcmin3 pycmin3 sqcmean3 pycmean3 sqcstd3 pycstd3 k2 g2 </p><p> >> %移動曲面擬合法內(nèi)插3″點(diǎn)坐標(biāo)</p>
69、<p><b> >> zs=k; </b></p><p><b> >> zp=g;</b></p><p> >> dx=[1 1 1 0 0 -1 -1 -1]'; %待插值點(diǎn)距離周圍八個(gè)數(shù)據(jù)的X坐標(biāo)差<
70、/p><p> >> dy=[1 0 -1 1 -1 1 0 -1]'; %待插值點(diǎn)距離周圍八個(gè)數(shù)據(jù)的Y坐標(biāo)差</p><p> >> m1=dx.^2;</p><p> >> m2=dx.*dy;</p><p> >&
71、gt; m3= dy.^2;</p><p><b> >> m4=dx;</b></p><p><b> >> m5=dy;</b></p><p> >> m6=ones(8,1);
72、 %生成一個(gè)8*1元素為1的矩陣</p><p> >> M=[m1 m2 m3 m4 m5 m6]; %系數(shù)矩陣</p><p> >> clear dx dy m1 m2 m3 m4 m5 m6
73、 %清除垃圾變量</p><p> >> P=diag([0.5 1 0.5 1 1 0.5 1 0.5]); %權(quán)陣(待插點(diǎn)與周圍數(shù)據(jù)點(diǎn)的距離的平方的倒數(shù))</p><p> >> for i=4:3:3598</p><p> for j=
74、4:3:3598</p><p> vk=double([k(i-1,j-1), k(i-1,j), k(i-1,j+1), k(i,j-1), k(i,j+1), k(i+1,j-1), k(i+1,j), k(i+1,j+1)]'); </p><p> %下面的*運(yùn)算要求數(shù)據(jù)為雙精度型</p><p> xk=inv(M'*P*M)*M&
75、#39;*P*vk;</p><p> zs(i,j)=xk(length(xk)); %xk中最后一個(gè)數(shù)據(jù)便為3″插值,將其賦值到zs中</p><p> vg=double([g(i-1,j-1), g(i-1,j), g(i-1,j+1), g(i,j-1),g(i,j+1), g(i+1,j-1), g(i+1,j), g(i+1,j+1)]
76、39;); </p><p> %下面的*運(yùn)算要求數(shù)據(jù)為雙精度型</p><p> xg= inv(M'*P*M)*M'*P*vg;</p><p> zp(i,j)=xg(length(xg)); %xg中最后一個(gè)數(shù)據(jù)便為3″插值,將其賦值到zp中</p><p><b>
77、end </b></p><p><b> end</b></p><p> >> clear i j vk vg xk xg M P %清除垃圾變量</p><p> >> %比較(aste
78、r)擬合前后數(shù)據(jù)之間的差值</p><p> >> shanqucha4=zs(1:3:3601,1:3:3601)-k(1:3:3601,1:3:3601); %對應(yīng)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)相減后所得的矩陣</p><p> >> pingyuancha4=zp(1:3:3601,1:3:3601)-g(1:3:3601,1:3:3601);
79、 %對應(yīng)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)相減后所得的矩陣</p><p> >> sqcmax4= double(max(max(shanqucha4)));</p><p> >> pycmax4= double(max(max(pingyuancha4)));</p><p> >> sqcmin4= double(min(min(sha
80、nqucha4)));</p><p> >> pycmin4= double(min(min(pingyuancha4)));</p><p> >> sqcmean4= double(mean2(shanqucha4));</p><p> >> pycmean4= double(mean2(pingyuancha4))
81、;</p><p> >> sqcstd4= double(std2(pingyuancha4));</p><p> >> pycstd4= double(std2(pingyuancha4));</p><p> >> jieguo4=[sqcmax4 sqcmin4 sqcmean4 sqcstd4;pycmax4 p
82、ycmin4 pycmean4 pycstd4]</p><p><b> jieguo4 =</b></p><p> 51.0000 -51.0000 0.1206 2.1518</p><p> 21.0000 -22.0000 0.1217 2.1518</p><p> &g
83、t;> clear shanqucha4 pingyuancha4 sqcmax4 pycmax4 sqcmin4 pycmin4 sqcmean4 pycmean4 sqcstd4 pycstd4 g k</p><p> >> %比較擬合后的aster與srtm數(shù)據(jù)</p><p> >> shanqucha5=srtmshanqu(1:1201,1:
84、1201)-zs(1:3:3601,1:3:3601); %對應(yīng)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)相減后所得的矩陣</p><p> >> pingyuancha5=srtmpingyuan(1:1201,1:1201)-zp(1:3:3601,1:3:3601); %對應(yīng)3″數(shù)據(jù)點(diǎn)相減后所得的矩陣</p><p> >> sqcmax5= double(max(max(s
85、hanqucha5)));</p><p> >> pycmax5= double(max(max(pingyuancha5)));</p><p> >> sqcmin5= double(min(min(shanqucha5)));</p><p> >> pycmin5= double(min(min(pingyuanc
86、ha5)));</p><p> >> sqcmean5= double(mean2(shanqucha5));</p><p> >> pycmean5= double(mean2(pingyuancha5));</p><p> >> sqcstd5= double(std2(shanqucha5));</p>
87、;<p> >> pycstd5= double(std2(pingyuancha5));</p><p> >> jieguo5=[sqcmax5 sqcmin5 sqcmean5 sqcstd5;pycmax5 pycmin5 pycmean5 pycstd5]</p><p><b> jieguo5 =</b><
88、;/p><p> 274.0000 -169.0000 -6.2479 15.4421</p><p> 116.0000 -106.0000 0.0667 5.0835</p><p> >> clear shanqucha5 pingyuancha5 sqcmax5 pycmax5 sqcmin5 pycmin5 sqcmean
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