Оцінка точності цифрових моделей висот засобами геоматики

Abstract

У публікації висвітлені результати оцінки точності цифрових моделей висот, побудованих на основі даних SRTM та векторизованих топографічних карт. У дослідженні, проведеному в межах двох модельних територій площею близько 20 тис. га кожна, з’ясовано відмінності між трьома аналізованими моделями рельєфу залежно від типу наземного покриву та ухилу поверхні місцевості. Виявлено, що на лісовкритих територіях, а також в умовах плоского рельєфу моделі SRTM значно поступаються у точності моделі, створеній за топографічною картою. У всіх випадках використання моделей висот SRTM є виправданим з врахуванням надійності даних, вільного доступу та зручності опрацювання.

Данная статья посвящена оценке точности цифровых моделей высот (ЦМВ) построенных с использованием топографических карт и других, на основе данных SRTM. В нашем исследовании мы тестировали точность трех ЦМВ по сравнению с ЦМВ, созданной по оцифрованным данным c 1:50 000 аналоговой топографической карты, которая, на основе данных полевых исследований была выбрана в качестве эталонной ЦМВ. Насколько нам известно, это было первое исследование, которое касалось оценки точности ЦМВ в пределах Украины с использованием топографических карт разного масштаба и ЦМВ SRTM с пространственным разрешением 90 и 30 м в качестве входных данных. Это исследование проведено на двух модельных участках, площадью около 20 тысяч га каждый, которые расположены в низкогорном и равнинном регионах Украины. Мы рассчитали отклонение по высоте трех анализированных ЦМВ для трех классов наземного покрова и трех классов наклона. Было установлено, что ЦМВ SRTM имеют более высокую точность в пределах открытых (без лесного покрова) территорий и на холмистой местности, в то время как ЦМВ на основе топографической карты была точнее на покрытых лесом участках, в пределах водоемов и на местах с ровным рельефом. Среди различных классов наземного покрова лучший результат среди всех ЦМВ показали участки с водными объектами. Кроме того, нами выявлено, что в разрезе трех анализированных классов наземного покрова и категорий наклона обе ЦМВ SRTM имели близкую точность, с немного лучшими показателями у ЦМВ с разрешением 30 м.

This article deals with accuracy assessment of digital elevation models (DEM) built using topographic maps and other ones based on SRTM data. In our study we tested the accuracy of three DEMs in comparison with DEM created by digitized data from 1:50 000 paper topographic map, which using ground truth data was chosen as reference DEM. To our knowledge it was a first research which tackles DEM accuracy assessment within Ukraine using multi-scale topographic maps and SRTM DEM with spatial resolution of 90 and 30m as input data. This investigation was performed within two model areas of ca. 20 thousand of ha each which situated in low-mountain and plain regions of Ukraine. We calculated height deviation of three analyzed DEMs across three land cover and three slope classes. it was found that SRTM DEMs had higher accuracy within open (without forest cover) land and on hilly terrain, while DEM based on topographic map performed better on forested land, within water bodies and on the places with flat topography. Among the different land cover the best result all three DEMs showed for water bodies. Also we revealed that across three analyzed types of land cover and slope categories two SRTM DEMs showed similar accuracy with a bit better values for DEM with 30 m resolution.