Analyse d’évaluation de la précision des données altimétriques ICESat-2 dans les zones urbaines basée sur des facteurs multiples

ZHANG Yuwei ,  

WANG Tao ,  

ZHONG Shuxian ,  

LI Xiaoyu ,  

摘要

Les données altimétriques lidar embarquées ICESat-2 présentent des avantages tels qu'une haute précision, une grande actualité et un faible coût, ce qui peut fournir une base de données pour la construction de modèles tridimensionnels urbains. Cependant, ces données manquent encore d'une évaluation systématique de la précision dans les zones urbaines. Par conséquent, cet article a d'abord construit un ensemble de données d'altimétrie spatiale urbaines structurées complètes dans la zone d'étude en se basant sur les produits ATL03 et ATL08 d’ICESat-2, puis a effectué la suppression des valeurs aberrantes de l’altitude et une sélection de qualité selon plusieurs paramètres. Ensuite, la correction de décalage des données altimétriques spatiales a été réalisée dans les directions horizontale et verticale à l'aide de données locales de nuages de points lidar aéroportés dans la zone d'étude. Par la suite, une évaluation de précision a été conduite sur les autres zones corrigées des données altimétriques spatiales dans la zone d’étude. Enfin, une analyse des caractéristiques des erreurs a été réalisée en fonction de multiples facteurs tels que les classes d'occupation urbaine, la puissance du faisceau, le moment de collecte, la saison, la pente du terrain et la couverture végétale. Les résultats montrent que les données d'altimétrie brutes ICESat-2 dans la zone d'étude présentent une légère sous-estimation (ME de -0,10 m), un MAE de 0,67 m, un RMSE de 1,57 m et un LE90 de 1,46 m. La précision des données des zones bâties et autres usages est relativement faible, tandis que celle des zones de transport, des annexes de construction et des zones agricoles et forestières est élevée. Après correction de décalage, le biais systématique et les erreurs à longue traîne des données altimétriques spatiales ont été efficacement réduits, améliorant sensiblement la précision globale des données (MAE de 0,48 m, RMSE de 1,11 m). L’amélioration de la précision est plus marquée pour les données de faisceaux faibles et les données collectées de jour. Les données des saisons printemps et hiver, les terrains plats à faible pente et les zones à forte couverture végétale présentent une meilleure précision. Cette étude a révélé que l’utilisation de données lidar aéroportées locales à haute précision pour corriger les données ICESat-2 améliore la précision dans les zones adjacentes, améliore la disponibilité des données diurnes et des faisceaux faibles, et augmente le nombre de photons de haute qualité. Cette étude peut fournir une référence pour la modélisation 3D urbaine et l’intégration de données multi-sources.

关键词

ICESat-2; lidar altimétrique spatial; données spatiales tridimensionnelles; correction de décalage; urbain; évaluation de précision; facteurs multiples

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