Análisis de evaluación de precisión de datos altimétricos ICESat-2 en áreas urbanas basado en múltiples factores

ZHANG Yuwei ,  

WANG Tao ,  

ZHONG Shuxian ,  

LI Xiaoyu ,  

摘要

Los datos de altimetría láser a bordo del satélite ICESat-2 cuentan con ventajas como alta precisión, alta actualidad y bajo costo, lo que puede proporcionar una base de datos para la construcción de modelos tridimensionales urbanos. Sin embargo, estos datos aún carecen de una evaluación sistemática de precisión en áreas urbanas. Por ello, este artículo construyó primero un conjunto de datos altimétricos satelitales urbanos completos y estructurados en la zona de estudio basándose en los productos ATL03 y ATL08 de ICESat-2, y realizó la eliminación de valores anómalos de altura y la selección de calidad basada en múltiples parámetros. Luego, utilizando datos locales de nubes de puntos láser aéreas en la zona de estudio, se aplicó una corrección de desplazamiento a los datos altimétricos satelitales en las direcciones horizontal y vertical. Posteriormente, se evaluó la precisión de los datos altimétricos satelitales corregidos en otras áreas dentro de la zona de estudio. Finalmente, se llevó a cabo un análisis de las características de error basado en múltiples factores como tipos de uso del suelo urbano, intensidad del haz, tiempo de adquisición, estación, pendiente del terreno y cobertura vegetal. Los resultados mostraron que los datos altimétricos originales de ICESat-2 en la zona de estudio presentan una ligera subestimación (ME de -0.10 m), MAE de 0.67 m, RMSE de 1.57 m y LE90 de 1.46 m, donde la precisión de los datos de terrenos urbanos y otros usos es relativamente baja, mientras que la precisión de los datos de transporte, anexos de construcción y terrenos agrícolas y forestales es alta. Tras la corrección de desplazamiento, el sesgo sistemático y los errores de cola larga de los datos altimétricos satelitales se redujeron eficazmente, mejorando significativamente la precisión general de los datos (MAE de 0.48 m, RMSE de 1.11 m). La mejora de la precisión fue más notable para los datos de haz débil y para los datos adquiridos durante el día, y la precisión fue mayor en primavera e invierno, en terrenos planos con baja pendiente y en áreas con alta cobertura vegetal. Este estudio encontró que utilizar datos aéreos láser locales de alta precisión para corregir los datos altimétricos de ICESat-2 puede mejorar la precisión en áreas adyacentes, mejorar la disponibilidad de datos diurnos y de haz débil, y aumentar la cantidad de fotones de alta calidad. Este estudio puede servir como referencia para la modelización 3D urbana y la integración de datos multisource.

关键词

ICESat-2; altimetría láser satelital; datos espaciales tridimensionales; corrección de desplazamiento; urbano; evaluación de precisión; múltiples factores

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