1.1背景

随着社会经济的发展，全社会对重要地理信息数据的需求不断增长^[1]。地形因素是影响环境变迁,水文过程,生物分布,地貌特征等的重要因素,地形属性的空间分布特征则一直是人们用来描述这些空间变化过程的重要指标.DEM作为数字化的地形图，蕴含着大量的各种各样的地形结构和特征信息，是定量描述地貌结构，水文过程，生物分布等空间变化的基础数据^[2]。

近年来，伴随计算机科学及网络技术的飞速发展，地理信息系统的应用遍布各个行业，同时，摄影测量技术日益进步，使得研究者可以方便获取精确而详细的实时 DEM数据。

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。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，2015年初ASTER GDEM放出了修正后的第二版，数据质量很大，将目前的几种全球高程数据精度作简单对比。作为全球尺度的基础地形数据, SRT M DEM( Shuttle Radar Topography Mission Digital Elevation Model) 和 ASTER GDEM ( The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global Digital Elevation Model) 数据自公开以来, 在全球变化与制图、地质灾害、环境保护、水利交通、军事等科学和工程领域发挥了重要作用, 同时也是全球和区域尺度上地学分析、时空过程模拟的基础数据。正因为 DEM 数据的基础性, 其质量问题一直是相关领域研究的热点^[3]。

1.2选题意义

美国利用航天飞机成像雷达成功地获取了全球80%陆地区域的高分辨率地形数据。而利用常规的技术要得到相当的数据，则需数十年的时间，因此美国此次航天测绘是测绘科技发展史上的一个里程碑，有可能从根本上改变传统的获取地形信息的手段和方式。由此可见，SRTM将对测绘领域产生深远的影响。SRTM计划的实施，为建立全球统一高精度的数字地面模型提供了可能，经过处理的SRTM DEM数据集是全球范围内最高精度的规则格网地形数据之一，是数字地球基础设施建设中的重要组成部分^[4]。

ASTER GDEM覆盖了北纬83#176;至南纬83#176;的陆地表面，其垂直误差为20m,水平误差30m,置信度均为95%。在ASTER GDEM数据推出以前，可以获取到的大范围DEM数据是空间分辨率为90m的SRTM DEM数据。ASTER GDEM具有空间分辨率高，完整的全球数字地形数据，数据对公众免费开放，覆盖范围比以往任何地形地貌图均广阔得多等优点。因此，相比其他DEM数据，ASTER GDEM数据优势在于其拥有较高的空间分辨率，特别是在小尺度精细地形特征提取时明显优于其他DEM数据^[7]。

作为目前可以免费获取的两种全球高分辨率 DEM，ASTER GDEM 与SRTM数据在地学研究中具有重要意义。但是，由于ASTER GDEM 是通过光学成像的立体像对提取高程，而 SRTM 则是通过雷达图像的干涉信息提取高程，这种成像方式及处理流程的不同势必会对两种DEM 数据的高程值产生重要的影响^［5］。本文对ASTER GDEM 和SRTM-1 数据进行了比较，同时重点分析了地形、土地利用类型、ASTER DEM 影像数等因素对这两种 DEM 数据高程差异的影响，以进一步促进两种 DEM 数据在地学分析中的应用^[6]。

1.3国内外研究进展

SRTM和ASTER GDEM这两种数据的公开发布，获得了广泛关注和应用，国内外学者对于这两种数据的精度评估研究已有很多，下面主要总结了SRTM DEM和ASTER GDEM近几年的精度对比研究现状。
近些年来，国内学者对于SRTM3 DEM和ASTER GDEM的精度研究已有很多。刘勇等^[8]以中国西北部高山高原为研究区，用1:25万地形图生成的DEM数据对SRTM数据质量进行评估得出SRTM数据质量较高，在很大程度上可以代替1:25万地形图DEM。詹蕾等^[9]利用1:5万比例尺DEM，采用中误差和空间插值方法分析陕西省SRTM的垂直精度、得出SRTM的中误差有明显的空间分异特征。万杰^[10]等对青藏高原地区的SRTM3的精度进行了评估，得出其系统误差为2.36#177;16.48m.中误差为16.65m.杨小艳等^[11]以连云港为例，分析了ASTER GDEM在各种土地利用类型中的误差分布情况。郭笑怡等^[12]用矢量化地形图和地面实测数据，对比了这两种DEM数据的垂直和水平精度因子，得出ASTER GDEM水平位置精度较高，垂直精度比SRTM数据低，与国家1:5万地形图生成的DEM存在较大差异。 ASTER GDEM和SRTM3在中国及周边区域的垂直精度进行比较，结果表明这两种数据存在系统误差。