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    国内外常用DEM数据简介

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      目前网上有多种全球高程数据,国内在这方面也进步喜人,资源三号目前已放出来的卫片给了不少惊喜,其高程数值得期待。但资源三号的高程数据放出来还需等待,过去两三年全球高程数据发展相当迅猛,DLR放出了相当高精度的数据,去年底aster gdem放出了修正后的第二版,数据质量改善很大,昨天又看到有网友介绍USGS放出的GMTED数据,所以决定先不等国产数据了,将目前的几种全球高程数据精度作简单对比。

          先简要介绍下这五种数据:

          1、DLR之SRTM X波段数据:DLR是德国宇航中心缩写,2000在奋进号航天飞机开展SRTM(航天飞机雷达地形测绘任务)时,德国人搭其便车也用自己的雷达测全球的地形数据,DLR用更高精度的雷达测试(X波段),带来了比美国人(C波段)更高精度,但只是呈网状覆盖全球(也就是说有些地方是没有DLR数据的)的高程数据。在2011年的时候,德国人放开了这个数据的下载,精度为1角秒(1 arc second),高程相对精度6米,绝对精度16米。在这可以下载:https://centaurus.caf.dlr.de:8443/eoweb-ng/index2.html。这个数据多说一点,德国人目前正在开展更高精度的地形测绘任务(TanDEM-X、TerraSAR-X双星观测)测全球更高精度的数据,这次是覆盖全球,这个数据对于民用来说相当可观了。

         2、aster gdem数据:美国货,该数据是根据 NASA的新一代对地观测卫星Terra的观测结果制作完成的。其数据覆盖范围为北纬83°到南纬83°之间的所有陆地区域。这是目前覆盖最广的高精度全球高程数据。2009年放出了第一版数据,目前国内中科院有镜像数据可以下载。

          3、gdem-v2数据:对之前的gdem数据的修正,于2011年10月份放出,我是在日本航天局的网站下载的。

          4、SRTM C波段数据,美国货,可能是最有名的高程数据了。美国航空航天局NASA在2000时利用奋进号航天飞机上的雷达测观测所得,是以前用得最多的高程数据,覆盖了全球南北纬60度以内的区域。有SRTM1和SRTM3两种,即分别是1角秒和3角秒精度的数据,对应精度为30米和90米。谷歌地球所使用高程数据即为SRTM3。公开出来的覆盖中国区域的只有90米精度。中科院镜像可以下载。

          5、GMTED2010数据,美国货,美国地质勘探局USGS和美国国家地理空间情报局NGA搞的,我也是刚知道这个数据。从其自述文件来看,它是对USGS的GTOPO30的进一步优化和发展,不过这个数据精度并不可观,只有30角秒、15角秒和7.5角秒,对应的最高精度也在250米了。再多说几句:USGS上有它做的只覆盖美国的高程数据,看其介绍,精度为1角秒的1/3角秒,部分区域还有1/9角秒,即精度达到了3米的水平,相当可观。

       

          我关注的都是中国数据,除DLR全球都开放高精度外,如前所述,往往美国境内都还有比中国精度更高的数据,普通网友拿不到其在中国区域的更高精度数据。

          

          我用北京香山地区的数据作对比,以点距5米截取该区域各种原始高程数据(该截取精度均大于原始数据精度,因此截取不会产生失真)。其中GMTED的数据有好几种,还未看具体区别,我用的是gmted-gmax075。

       

          对比一:比例尺没有严格控制,5种数据的比例尺基本都在1:57000左右,图片东西长约15公里,西至军庄镇,东至颐和园。

      国内外常用DEM数据简介

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          对比二:比例尺均在1:12000,对比下细节方面,生成10米等高距的等高线来辅助显示细节,图中右下角蓝色区域是香山水库,可以作为参照,该水库长约500米。可以看出DLR的细节十分丰富,可用性相当强。

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          基本结论:DLR精度在10米左右(相对精度6m,绝对精度16m),gdem-v2在30米左右,gdem和srtm在90米左右,GMTED2010在200米以上。

          因此对于只想找尽可能高精度数据使用,又不愿花过多时间研究各数据区别的网友,我的建议就是下载全部的DLR数据和gdem-v2的数据,DLR覆盖到的区域用DLR数据,未覆盖到的区域用gdem-v2。

         1、DLR的数字高程数据。该数据也是SRTM(shuttle radar topography mission,航天飞机雷达地形测绘任务)数据,一般提到SRTM都是指NASA在2000年利用奋进号跑出来的数字高程数据,覆盖全面、公开数据早、精度在今天仍相当可观,所以更加有名。但SRTM并不只专指这一家,当年德国航天局DLR同在奋进号上用自己的雷达搞地形测绘,美国人用的C波段雷达,德国人用的X波段雷达,后者属于搭便车,航天飞机按美国人的测绘需求飞的,X波段覆盖更窄,没法扫全,所以扫出来的数据是呈网状的,但X波段精度更高,约在10米。

          所以这个数据的优缺点都非常明显,优点是精度相当高,缺点是有些地方覆盖不全,覆盖方式如下图所示: 

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          放大一点看北京附近覆盖的地区

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          近似的看,DLR的高程数据覆盖了中国国土面积约40%的区域,网状的带宽约50公里,空白的带宽约100公里,数据还是比较整齐。

          DLR-DEM数据的下载源,我只知道DLR网站可以,未知是否还有其他镜像站提供下载。网址是:https://centaurus.caf.dlr.de:8443/eoweb-ng/template/default/welcome/entryPage.vm,需要注册才能下载,注册比较简单,另外这个网页约在2012年末时调整过检索方式,需要java的支持,安装一下即可。

          以前下载DLR数据应该是通过地图检索出来,然后再在网页下载,比较类似下面日本航天局网站下载aster gdem v2数据的方式。(全部下完数据后就好久没有下载了,所以记不太准)

          今天为了写此文,发现下载方式改变了,变得更方便了:登陆后,点击SRTM DATA DOWNLOAD按钮,弹出一个页面,临时分配一个FTP帐号给你,可用24小时(貌似以前是挑选数据后才能弹出这个页面):

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          使用ftp客户端软件(如filezilla)就可以进入下载页面,这种方式下,文件检索只能依靠在google earth里查看经纬度以获得自己想要的数据,最小下载单位是10经度*10纬度。此数据只有这一个源,所以网速也没法挑剔,100k/s我觉得还可以了。数据量方面,覆盖中国的数据约有16G,覆盖全球的数据约90G。

         2、ASTER-GDEM V2,这是NASA新一代对地观测卫星TERRA测绘所得。覆盖全,精度约在30米。此数据约在2012年夏天之前还可以通过日本航天局的网站下载,之后就无法下载至今年2月,今天写此文再看发现竟然又可以下载了,此下载方式最简单,我的一部分ASTER GDEM V2数据就是在日本站下载的。网址是:http://gdem.ersdac.jspacesystems.or.jp/,先简单注册一下,再点左侧search进入检索界面,jp网站提供四种检索方式,用select tiles directly即可,在地图上标记要下载的区域(最小单位是1经度*1纬度),点next,后续页面再选择一下用途即可点下载,我的网络带宽10M,下载速度能达到100多K,还是比较快的。

          除了日本站,NASA网站也可以下载,只是下载相对麻烦一些。在日本站不能下载后,我利用NASA网站继续下载了剩余的数据,网址是:http://reverb.echo.nasa.gov/reverb/,也需要先注册,注册的邮箱一定要用自己能用的,数据下载的信息会发到这个邮箱。之所以说NASA网站麻烦,是因为连密码强度一类的规则都很多,注册后总要你不断完善信息(不完善也可)等等。该站也是利用地图检索,方式也简单,最小下载单位也是1经度*1纬度,在地图上用鼠标拖曳选中要下载的区域后,注意一定要等一会,地图下方的

      Step 2: Select Datasets

      要等一会才会出现检索出来的数据,有一大堆,这也是NASA网站厉害的一地方,把相当多的数据都整合在一个页面来下载,顺着窗口向下滚动,就能找到aster gdem v2:

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          选中,然后点击下方的search for granules,然后跳转下一个页面,出来一个类似购物网站的页面(有点雷~··~),把要下载的数据加购物车,再点view items in cart,再点order,再点proceed,再order items页面,同样要选数据用途,并确认NASA的数据使用声明,再proceed,(这几步网页反应都不会很快,约10秒),然后再点submit orders,这时NASA会向你的注册邮箱发两封邮件,第一封是Reverb Order Confirmation 这封邮件就是确认你刚才要下载数据信息的,几乎实时到达,没什么用。第二封邮件是告诉你下载地址的(每次下载数据都这样临时分配一个ftp给你,貌似是由不同镜像站来提供这个下载地址的,该ftp只能下载你前面检索并order的数据),这封邮件一般会有时滞,以我的经验,大多时候是会十几分钟内到达,慢的话也有过花好几小时的时候。而且似乎是要下载的数据越多邮件到的越快(好久没有大量下载数据了,这一点可能记得不准了)。这封邮件内容很多,你要做的就是找到下载地址即可,把地址复制到浏览器就能下载:

      国内外常用DEM数据简介

          NASA的下载速度也还不错,比泥轰国的速度要慢一些,但也能接受。NASA搞的这一套用起来麻烦些,不过过程还是挺好玩的,能明显感受到美国人做事的那种思路。数据量方面,覆盖中国的数据约有22G。

          以上两种数据结合,既能获得履盖全,又能尽可能的获得高精度的高程数据,所以我推荐使用DEM的话就下载以上两种就够了,或者仅下ASTER GDEM V2就行,精度也够可观了。以上两个数据都是2011年时才放出来的,这两个之前,还有大名鼎鼎的SRTM1、SRTM3(就是上面提到的奋进号SRTM之美国人的C波段数据),以及ASTER GDEM第一版数据,下面简要介绍其他DEM数据的下载。

         3、ASTER GDEM第一版数据。第二版数据是对这个作了修正的,实际比较发现第二版数据的有较大的改善,精度达到了30米左右,而第一版精度在90米左右。由于数据出来的时候比较早,在国内也有镜像,即中科院的镜像,网址是:http://datamirror.csdb.cn/admin/datademMain.jsp,下载很简单,也需要注册,具体下载一看就会。这个数据号称是“30米分辩率数据”,公网搜索时也能看到有人说这个是第二版的数据,实际上从数据介绍看,它是ASTER GDEM V1经过加工而得,具体是如何加工的并未介绍,它说的“30米分辩率”与我所说的90米精度,简单的说并不予盾,具体口径有差异,但我也未作仔细研究。本质上这个数据还是ASTER GDEM第一版数据,跟第二版还是差很多。此ASTER GDEM第一版数据的最小下载单位也是1经度*1纬度。数据量方面,覆盖中国的数据约有11G。

         4、SRTM3数据。就是前面提到的NASA之SRTM C波段数据,有SRTM1和SRTM3,数字1、3分别表示1角秒、3角秒,对应的精度在30米和90米,公开的SRTM1只覆盖美国地区,而中国只有SRTM3,下载地址同上述中科院镜像,网址:http://datamirror.csdb.cn/admin/datademMain.jsp[20161210更新:http://www.gscloud.cn/sources/?cdataid=302&pdataid=10],SRTM3数据下载的最小单位是5经度*5纬度。数据量方面,覆盖中国的数据约有2G。这个数据的最大好处就是大面积使用时很方便,每一块数据覆盖范围很广,5经度*5纬度的文件也只有约70M大小,作为概况使用完全够用。 

         5、GMTED2010数据。我只下载过一个区域的数据粗略看过,基本结论是该数据覆盖中国地区的精度在200米以上了,所以未细研究,下载网址:http://earthexplorer.usgs.gov/,下载方式跟前面几种很相似,就不细介绍。这个数据下载的最小单位是10经度*10纬度。

          多说几句的是,虽然这个数据在中国的精度很有限,不过如果对美国本土地理有兴趣,可以好好发掘一下,比如该数据有公开的美国本土部分地区的1/3角秒精度DEM,即数米的精度。这个数据是美国地质调研局USGS所生产,关于该局的两个网站:http://www.usgs.gov/,https://lta.cr.usgs.gov/,里面有不少东西可看,我没太多时间细研究,但是粗看了一下网站,该局长期研究美国地理地质,几十年前就有大量可观的成果出来,可以看到其研究和成果物的发展演变脉络,现在也能看到公开的很多成果物,粗看上去都很好玩,进一步感叹美国的领先之处

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      版权声明:本文为CSDN博主「weixin_43105618」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。

      原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_43105618/article/details/90749029

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