Просмотр исходного текста страницы Общее описание ASTER GDEM

==Результаты предварительной оценки точности ASTER GDEM==

ASTER GDEM - продукт с очень широким охватом. Полная валидация и описание продукта будет доступо только после детальной проверки глобальным сообществом пользователей. Однако, перед выпуском продукта NASA и METI, в сотрудничестве с USGS, ERSDAC, и другими участниками, произвели масштабную предварительную проверку ASTER GDEM. Результаты исследования вкратце даются ниже. Обсуждение этой и других оценок точности доступны в Отчете по валидации ASTER DEM ([https://lpdaac.usgs.gov/lpdaac/content/download/4009/20069/version/3/file/ASTER+GDEM+Validation+Summary+Report.pdf ASTER Global DEM Validation Summary Report]).

===Оценка точности===

Для оценки точности было произведено сравнение 934 фрагментов ASTER GDEM на территорию США (набор CONUS) с данными USGS NED и с более чем 13,000 контрольных точек (GCP). Для сравнения с NED для каждого фрагмента для CONUS были расчитаны: среднее разниц, стандартные отклонения и среднеквадратичная ошибка (RMSE), так же оценка была произведена по классам, типу рельефа согласно National Land Cover Dataset (NLCD) и размера стэка.

В таблице 4 приведены результаты сравнения ASTER GDEM минус NED для класса воды по NLCD, для трех аггрегированных классов NLCD (застройка, лес, открытые территории), и одна дополнительная категория для уменьшения эффекта воды и снега/льда. В таблице 5 представлены результаты сравнения значений GDEM с 13,000 GCP разбросанных по CONUS. Результаты показываются как для высоты пиксела содержащего точку GCP (NN) так и для интерполированного значения (I) с использованием окружающих пикселей. Результаты из таблицы 5 в основном соответствуют таблице 44. Ошибка 10.87 RMSE из таблицы 4 и 9.35 RMSE из таблицы 5 соответствуют близким значениям непосредственно над и под ошибкой в 20 м по вертикали расчитанной при производстве ASTER GDEM.

Таблица 4. Результаты оценки точности ASTER GDEM для CONUS по растровым данным, включая класс воды (NLCD) и три аггрегированных класса. Все значения в метрах.

{| cellspacing="0" border="1"
!
Класс
!
Среднее
!
Стд.отклон
!
RMSE
|-
|
Весь CONUS
|
-3.64
|
8.75
|
10.87
|-
| Вода
| -1.32
| 15.71
| 16.53
|-
| Застройка
| -4.06
| 6.94
| 9.06
|-
| Лес
| 1.72
| 9.93
| 10.93
|-
| Открытые территории
| -6.40
| 7.31
| 10.33
|-
| Исключая воду, лед и снег
| -3.77
| 8.19
| 10.46
|}

Таблица 5. Результаты оценки точности ASTER GDEM для CONUS по GCP. Все значения в метрах.

{| cellspacing="0" border="1"
!
(NN = ближайшего соседа; I = интерполированное)
!
Кол-во тестов
!
Среднее
!
RMSE
!
Среднее средних
!
Среднее RMSE
|-
| GDEM минус GCP (NN)
| 13,193
| -3.71
| 9.33
| rowspan="2" | -3.70
| rowspan="2" | 9.35
|-
| GDEM минус GCP (I)
| 13,193
| -3.69
| 9.37
|}

Были также предприняты усилия для экстраполяции результатов полученных при изучении фрагментов CONUS ASTER GDEM с другими частями света. Результаты полученные исследователями из японии в основном совпали с результатами для фрагментов CONUS и для опорной ЦМР и для GCP. Результаты были лучше, чем для фрагментов CONUS когда для фрагментов ASTER GDEM была произведено исправление ошибок привязки (Таблица 6).

Таблица 6. Ошибка привязки для семи фрагментов ASTER GDEM по Японии.

{| cellspacing="0" border="1"
!
!
Фукуока
!
Кочи
!
Киото
!
Нуби
!
Осака
!
Саитама
!
Токио
|-
!
Ошибка привязки В-З (м)
|
-19.25
|
-16.55
|
-23.63
|
-15.24
|
-8.33
|
-17.25
|
-14.23
|-
|
Ошибка привязки С-Ю (м)
| -5.40
| 20.68
| 13.04
| 13.96
| 57.05
| 27.63
| 17.82
|}

Также, в рамках предварительной оценки точности исследователями из США и других стран была произведена дополнительная оценка примерно 350 фрагментов ASTER GDEM на всех континентах. Вертикальная точность была оценена с помощью опорного ЦМР SRTM DTED2 (30 м) и GCP проекта ICESat GLAS.

Несмотря на то что результаты оценки варьировали между исследованиями, в целом они соответствовали не-CONUS фрагментам ASTER GDEM. На качество ASTER GDEM могут влиять различные факторы, поэтому RMSE для отдельных не-CONUS фрагментов изменялись от значительно лучших до значительно худших. Однако, общая глобальная точность ASTER GDEM, может быть оценена как равная 20 метрам (доверительный интервал 95%).

===Аномалии и артефакты===

Важной задачей предварительного тестирования ASTER GDEM было описание специфических особенностей продукта, таких как артефакты и остаточные аномалии. Эти ошибки могут снизить общую точность, затруднить использование для некоторых приложений и просто ухудшают визуальное качество продукта. Как и ожидалось, было обнаружено, что ASTER GDEM содержит ошибки такого рода.

Аномалии особенно свойственны территориям, где размер стэка является маленьким числом, присутствует постоянная облачность и отсутствуют опорные ЦМР для замен значений. В бета версии ASTER GDEM это особенно свойственно фрагментам Евразии расположенным севернее 60°. Большинство этих аномалий в версии 1 были заменены на значение -9999.

Однако, артефакты связанные с линейными или криволинейными границами между областями с различными размерами стэков гораздо более проблематичны, чем просто аномалии связанные с облачностью. Такие артефакты могут принимать форму прямых линий, “ям”, “бугров”, “кротовин” и т.п. Аномальные значения высот связанные с этими артефактами могут изменяться от единиц до сотен метров. Пример "ямы" и его ассоциация с границами районов размера стэка приведен на рисунку 2. Рисунок 3 показывает пример "кротовины" и его связь с границами районов размера стэка.

Рисунок 2. Примеры артефакта типа "яма" на теневой отмывке ASTER GDEM (A) явно связанны с границами районов размеров стэка (B) "ямы" менее очевидны на обычных изображениях ASTER GDEM (C).

<center>[[Image:aster-gdem-02.gif|658px|ASTER GDEM]]</center>

Рисунок 3. Примеры артефакта типа "кротовина " на теневой отмывке ASTER GDEM (A) явно связаны с границами районов размеров стэка (B) "ямы" менее очевидны на обычных изображениях ASTER GDEM (C).

<center>[[Image:aster-gdem-03.gif|655px|ASTER GDEM]]</center>

В дополнение к перечисленным аномалиям и артефактам еще один недостаток текущей версии ASTER GDEM заключается в том, что при его производстве не применялась маска воды. В результате, высоты огромных площадей озер не постоянны и идентифицировать по ASTER GDEM водный объект невозможно. Несмотря на то, что разрешение продукта 30 м, минимальный размер идентифицируемого элемента топографии составляет 100-120 метров.