首先明确两个概念:DEM和DSM
DEM是Digital Elevation Model数字高程模型,描述地表起伏形态特征的空间数据模型,
DSM是Digital Surface Model数字地表模型,包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型,和DEM相比,DEM只包含了地形的高程信息,DSM是在DEM基础上,进一步涵盖了除地面以外的其他地表信息的高程。
我们平时遇到的DEM其实大多是DSM,这是由于数据生产方式造成的,一般利用雷达观测,反射地面信号进行测量,所以地面有啥就都测到了,毕竟没法把地表的东西都铲平再测不是。
本文把常用的几种开源DEM的获取方式进行整理,欢迎各位同学补充交流~
SRTM
ASTER
ALOS
NASADEM
TanDEM-X
Copernicus DEM
FABDEM
SRTM GL1是美国航天飞机雷达地形测绘任务11天采集的C波段干涉雷达数据生产的,覆盖北纬60度到南纬56度范围内的陆地区域,占全球80%的陆地,由美国生产发布该开源数据集。这是全球首套高分辨率开源DEM数据集,它的最早版本是90米分辨率,2015年公开了全球30米分辨率的产品。多个用户发表的国际论文表明其高程精度LE90优于9米,平面精度CE90优于13米,比官方公布的产品指标高程精度16米和平面精度20米要好很多。分辨率90米的可以从地理空间数据云下载。也有30m的可以从美国USGS下载。数据源的采样时间是2000年。
https://www.gscloud.cn/
https://lpdaac.usgs.gov/products/srtmgl1v003/
ASTER GDEM是由美国Terra卫星上的ASTER传感器采集的188万景15米分辨率的光学立体影像生产的,覆盖南北纬83度以内所有陆地区域,占全球陆地面积99%。美国和日本共同生产发布该开源数据集,分辨率30m,目前有三个版本,最新版本是ASTER GDEM V003,可以从地理空间数据云下载,也可从美国USGS下载,数据源的采样时间是2000-2013年。
https://lpdaac.usgs.gov/products/astgtmv003/
AW3D30是基于日本的ALOS-1卫星全色立体测图传感器PRISM采集的300万景2.5米分辨率的光学立体影像生产的,覆盖南北纬82度以内的陆地区域。日本生产发布该开源数据集。值得注意的是,AW3D30是对商业化的5米分辨率AW3D产品进行重采样得到的,分辨率30m,2.5m和5m为收费产品,可通过注册后获得密码下载。这个产品明确标明是DSM。数据源的采样时间是2006-2011年。
https://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/data/index.htm
NASADEM_HGT V001数据由NASA JPL于2019年1月首次发布,并于2020年1月发布了更新版本。制作该数据的目标是改善SRTM DEM数据精度及覆盖范围(减少空值)。该数据采用优化的处理算法处理SRTM原始雷达数据,并引入了ICESat GLAS(Ice,Cloud,and Land Elevation Satellite Geoscience Laser Altimeter System)和ASTER(Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer)数据。根据用户手册,其精度应相对SRTM DEM更优。该数据空间分辨率为1弧度(30m)。可从nasa数据提供网站上下载。
https://lpdaac.usgs.gov/products/nasadem_hgtv001/
TanDEM-X DEM是TanDEM-X和TerraSAR-X这2颗雷达卫星编队飞行采集的X波段干涉雷达数据生产的,是首个以统一精度和无间隙方式获取的全球覆盖数字高程产品,由德国生产发布该开源数据集。TanDEM-X DEM开源的90米分辨率的产品是对商业化的12米分辨率产品进行重采样得到的。要注意,TanDEM-X DEM开源数据是椭球高,这是跟其他开源DEM不同的,水平和垂直参考基准用的是同一个椭球WGS84-G1150。这个数据是目前开源数据中广泛认为精度较高的。0.4弧秒(12m),1弧秒(30m)数据通过申请才能下载。数据源的采样时间是2010-2015年。
https://geoservice.dlr.de/web/dataguide/tdm90/
哥白尼数字高程模型(Copernicus DEM, COP-DEM)产品的生产数据源与TanDEM-X是一样的,由欧洲航天局(European Space Agency, 简称ESA或欧空局)发布,欧洲部分是10米(EEA-10)分辨率,免费提供全球范围30米和90米分辨率DEM,它声称在开源DEM里,该DEM的平面和高程精度是最优的。COP-DEM是数字表面模型(DSM),它表示地球表面(包括建筑物、基础设施和植被)的高程。数据源的采样时间是2010-2015年。
全球COP-DEM数据下载不限于以下3种方式:
(1)欧空局哥白尼panda网站
https://panda.copernicus.eu/panda
(2)OpenTopography网站
https://portal.opentopography.org/datasetMetadata?otCollectionID=OT.032021.4326.1
(3)QGIS下载:安装OpenTopography DEM Downloader插件。
笔者尝试了注册下载但是过程较繁琐,后来是从网友提供的网盘里下载的,拼接好了全国30m和90m的高程数据,可以私聊交流。
作者使用机器学习从哥白尼数字高程模型中去除建筑物和森林,首次制作了一个以1弧秒(∼30米)去除建筑物和森林的全球高程地图。
相关文章:
Hawker, Laurence, Peter Uhe, Luntadila Paulo, Jeison Sosa, James Savage, Christopher Sampson, and Jeffrey Neal. "A 30m global map of elevation with forests and buildings removed." Environmental Research Letters (2022).
ShieldSquare Captcha
下载方式:
FABDEM V1-0 - Datasets - data.bris
综合网上各位大佬的建议,我感觉30m的高程数据可以首选NASADEM和ALOS的,90m的首选TanDEM-X的。Copernicus DEM刚出来还没有测试过,可以再观望一下子,据说是在开源数据中精度最高的,如果可以的话就能取代上面的所有数据了。
也有遥感的大佬推荐排序是CopDEM、AW3D30、SRTM GL1、TanDEM-X、ASTER GDEM,可以参考使用。
参考文献:
https://blog.csdn.net/Crace1992/article/details/114953025
https://zhuanlan.zhihu.com/p/523590858
https://mp.weixin.qq.com/s/y1bRt8AOdy-UPOtdEWITqw
https://mp.weixin.qq.com/s/rw_iBFzUBFg1YKEJjoW5RA