高分辨率数字高程模型(DEM)是地形分析、水文模拟和地质灾害评价等研究的重要基础数据。然而,受云层遮挡、地形阴影和立体影像匹配条件影响,HMA 8-m DEM在祁连山区存在数据空洞和局部高程异常。本研究利用HMA 8-m DEM、SRTM DEM和ICESat-2 ATL08测高数据,基于ICESat-2高程残差先验引导的DEM超分辨率重建方法(PAG-SR),将SRTM DEM重建至8 m,并对HMA 8-m DEM的数据空洞和局部异常区域进行填补与替换,生成祁连山区8 m融合DEM。采用200,000个未参与训练的ATL08测高点进行验证,结果表明,融合DEM的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均偏差(MBE)分别为3.9657 m、3.1216 m和2.4351 m。该数据集可为祁连山区地貌分析、水文模拟、冰川变化和生态环境研究提供基础高程数据支持。
HMA 8-m DEM 由 GeoEye-1、QuickBird-2 和 WorldView-1/2/3 等高分辨率商业卫星立体影像生成,数据从美国国家冰雪数据中心网站(https://nsidc.org/)下载。本数据集采用的 HMA 8-m DEM 空间分辨率为 8 m,其源影像获取时间范围为 2002 年 1 月至 2016 年 11 月。该产品具有较好的地形细节表达能力,但部分区域受云层遮挡、地形阴影和立体影像匹配条件影响,存在数据空洞和局部高程异常。SRTM DEM 来源于美国国家航空航天局(NASA)等机构联合实施的航天飞机雷达地形测绘任务(SRTM),数据从 NASA Earthdata 网站(https://earthdata.nasa.gov/)下载。本数据集采用的 SRTM DEM 采集于 2000 年 2 月,空间分辨率为 30 m,具有覆盖范围广、数据连续性较好的特点。ICESat-2 ATL08 数据由 ICESat-2 卫星搭载的先进地形激光测高系统(ATLAS)获取,数据从美国国家冰雪数据中心网站(https://nsidc.org/)下载。本数据集采用的 ATL08 数据时间范围为 2018 年 10 月至 2025 年 10 月。
(1)对HMA 8-m DEM、SRTM DEM、ICESat-2 ATL08数据及辅助边界数据进行投影转换,统一至WGS 1984 UTM Zone 47N投影坐标系;(2)对ICESat-2 ATL08数据进行质量筛选,计算其与SRTM DEM之间的高程残差,并结合高程、坡度、坡向和地形起伏度等地形因子,采用XGBoost模型生成连续的高程残差先验;(3)利用高程残差先验辅助PAG-SR模型将SRTM DEM超分辨率重建至8 m;(4)以HMA 8-m DEM为主体,采用PAG-SR重建DEM对湖泊水体区域以外的数据空洞和局部异常值进行填补与替换,采用经三次卷积插值重采样至8 m的SRTM DEM替换湖泊水体区域,最终生成祁连山区8 m融合DEM。
从经过质量筛选的ICESat-2 ATL08数据中选取200,000个未参与训练的测高点,并将其与对应位置的融合DEM像元进行匹配,采用均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均偏差(MBE)评价融合DEM的高程精度。验证结果表明,融合DEM的RMSE、MAE和MBE分别为3.9657 m、3.1216 m和2.4351 m,整体具有较好的高程精度。此外,对最终数据的空值、异常高程和空间连续性进行了检查,结果显示数据完整覆盖研究区,不同数据源交界处未发现系统性高程突变或明显的人工分块接缝。因此,本数据集可为祁连山区地貌分析、水文模拟、冰川变化和生态环境研究提供基础高程数据支持。
| 采集时间 | 2000/01/01 - 2025/12/31 |
|---|---|
| 采集地点 | 祁连山区 |
| 数据量 | 5.1 GiB |
| 数据格式 | *.tif |
| 数据空间分辨率(/米) | 8米 |
| 坐标系 | WGS84 |
| # | 编号 | 名称 | 类型 |
| 1 | 42361058 | 高寒山区积雪表面太阳短波辐射遥感估算研究 | 国家自然科学基金 |
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| # | 标题 | 文件大小 |
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| 1 | QilianShan_HMA_8m_DEM_filled |
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