高志遠(yuǎn), 謝元禮,3, 王寧練,3, 蔣廣鑫, 周 鵬

(1.西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院, 陜西 西安 710127; 2.陜西省地表系統(tǒng)與環(huán)境承載力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710127; 3.西北大學(xué) 地表系統(tǒng)與災(zāi)害研究院, 陜西 西安 710127)

在地理學(xué)研究中，數(shù)字高程模型(digital elevation model, DEM)已成為一個(gè)重要且可靠的分析數(shù)據(jù)源，在土壤侵蝕、水土流失、流域分析、地貌分析以及地形因子提取方面有著十分廣泛的應(yīng)用。針對(duì)全球尺度DEM產(chǎn)品的精度評(píng)估工作已有不少進(jìn)展。Rodriguez等人[1]利用絕對(duì)地理誤差、絕對(duì)高程誤差和相對(duì)高程誤差等精度指標(biāo)對(duì)全球6大洲的SRTM DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行精度評(píng)估；Shortridge等人[2]針對(duì)全美格局的景觀(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)SRTM DEM精度影響進(jìn)行了大范圍的評(píng)估分析。但是對(duì)于特定地區(qū)DEM精度評(píng)價(jià)可能面臨以下問(wèn)題：第一，全球大尺度DEM精度評(píng)價(jià)結(jié)果不一定適用于特定區(qū)域的數(shù)字高程模型；第二，DEM精度評(píng)價(jià)主要依賴(lài)于地面測(cè)量數(shù)據(jù)如GPS測(cè)量作為驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)[3-4]，而地面測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)于特殊地理環(huán)境地區(qū)通常較難獲取。高精度星載雷達(dá)(ICESAT/GLAS)數(shù)據(jù)的水平精度為±20 cm，高程精度為±18 cm，已有不少學(xué)者以ICESAT/GLAS高程數(shù)據(jù)為參考進(jìn)行了相關(guān)的精度分析。En?le等人[5]利用GLAH14數(shù)據(jù)進(jìn)行了樹(shù)冠頂層、地面高程和植被高度的精度評(píng)價(jià)。Yue[6]利用ICESAT/GLAS高程數(shù)據(jù)對(duì)ASTER GDEM數(shù)據(jù)進(jìn)行改正并與SRTM DEM數(shù)據(jù)的進(jìn)行無(wú)縫融合。Liu等人[7]利用經(jīng)過(guò)ICESAT/GLAS數(shù)據(jù)糾正后的ASTER數(shù)據(jù)計(jì)算蘭伯特冰川的變化率，結(jié)果表明其速率符合當(dāng)期冰川的物質(zhì)平衡。但是全球DEM在青藏高原地區(qū)的精度情況及其地形影響因素研究的比較少。為此，本文中選取3種的全球免費(fèi)中分辨率DEM數(shù)據(jù)SRTM DEM(shuttle radar topography mission digital elevation model)，ASTER GDEM(the advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer global digital elevation model)以及HydroSHEDS，以星載激光雷達(dá)ICESAT/GLAS數(shù)據(jù)中的GLAH14數(shù)據(jù)為高程參考標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)青藏高原地區(qū)具體情況，對(duì)SRTM DEM，ASTER GDEM以及HydroSHEDS DEM這3種DEM進(jìn)行整體的精度評(píng)價(jià)，并分別從坡度、坡向以及地形粗糙度等地形因子進(jìn)行精度變化趨勢(shì)及規(guī)律的探究。

1 研究區(qū)概況與方法

1.1 研究區(qū)概況

青藏高原是世界上面積最大的高原，同時(shí)也是世界上平均海拔最高的高原，有“世界屋脊”和“第三極”之稱(chēng)[8]，青藏高原總面積為2.60×106km2，平均海拔4 500 m，全球海拔超過(guò)8 000 m的14座山峰全部分布在該地區(qū)[9]。青藏高原是中國(guó)3個(gè)凍土主要聚集區(qū)域之一，分布有大量季節(jié)性?xún)鐾梁筒糠侄嗄陜鐾羀10]，因?yàn)槠鋬鐾撩娣e廣泛，地表覆蓋特征受植被季節(jié)性變化影響小。萬(wàn)杰等人[11]提出時(shí)間間隔為4 a的青藏高原ICESAT/GLAS數(shù)據(jù)和SRTM DEM數(shù)據(jù)的高程線(xiàn)性擬合的決定系數(shù)高達(dá)0.999 8，因此在青藏高原地區(qū)利用多年ICESAT/GLAS數(shù)據(jù)進(jìn)行DEM精度評(píng)價(jià)十分合適。本文研究區(qū)為青藏高原非冰雪覆蓋區(qū)域。

1.2 研究數(shù)據(jù)

本次研究使用的數(shù)據(jù)主要包括DEM數(shù)據(jù)和ICESAT/GALS數(shù)據(jù)。DEM數(shù)據(jù)包括SRTM DEM，ASTER GDEM和HydroSHEDS。SRTM DEM數(shù)據(jù)選用的是SRTM V4版本，SRTM V4版本數(shù)據(jù)是針對(duì)SRTM V2版本的缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行插值補(bǔ)充；ASTER GDEM為對(duì)地觀(guān)測(cè)衛(wèi)星Terra的近紅外波段獲取的立體像對(duì)生成的DEM；HydroSHEDS DEM是在3弧秒的SRTM DEM數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，采用新改進(jìn)和新開(kāi)發(fā)的算法所生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。3類(lèi)DEM數(shù)據(jù)對(duì)比如表1所示。ICESAT/GLAS數(shù)據(jù)采用的是GLAH14數(shù)據(jù)，GLAH14數(shù)據(jù)是由GLAH05數(shù)據(jù)和GLAH06數(shù)據(jù)再生產(chǎn)的陸地表面二級(jí)測(cè)高數(shù)據(jù)。GLA14數(shù)據(jù)為散點(diǎn)記錄方式，相鄰點(diǎn)的距離為172 m，與目前常見(jiàn)的數(shù)字高程模型相比GLAH14數(shù)據(jù)有更高的精度，因此可以當(dāng)成DEM的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行精度驗(yàn)證。ICESAT/GLAS工作周期為2003—2009年，共18個(gè)工作時(shí)間段，數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家冰雪數(shù)據(jù)中心(National Snow and Ice Data Center， http:∥nsidc.org/)，試驗(yàn)中在GLAH14的18期數(shù)據(jù)序列中選取300 000余個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行分析。

1.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理

由于3種DEM數(shù)據(jù)的參考橢球體與GLAH14數(shù)據(jù)不同，要對(duì)GLAH14數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理工作。預(yù)處理工作包括高程基準(zhǔn)處理、參考橢球體處理和粗差剔除3部分。

1.3.1 高程基準(zhǔn)處理 在GLAH14的數(shù)據(jù)集中，直接利用HDFView工具提取出大地水準(zhǔn)面差距的數(shù)值t，再利用公式(1)進(jìn)行計(jì)算，把橢球體高程轉(zhuǎn)化為正高(地面點(diǎn)沿過(guò)此點(diǎn)的重力線(xiàn)到大地水準(zhǔn)面的距離)。

HT/P=h-t

(1)

式中：HT/P——TOPHEX/Poseidon橢球體的正高；t——水準(zhǔn)面差距。

1.3.2 參考橢球體處理 3種DEM的參考橢球體都是WGS84橢球體，而GLAH14的參考橢球體是TOPHEX/Poseidon橢球體(T/P橢球體)。橢球體之間的差異主要來(lái)源于水平差異和垂直差異兩方面，兩者在水平方向上的差異只有厘米極[12]，因此這里主要針對(duì)高程差異進(jìn)行轉(zhuǎn)換。表2為T(mén)OPHEX/Poseidon橢球體和WGS84橢球體參數(shù)對(duì)比，經(jīng)計(jì)算可知，兩種橢球體的高程差異約在70 ～71 cm之間，一般取70 cm[13]。最后再利用公式(2)進(jìn)行計(jì)算，求出WGS84的正高高程。

表2 T/P橢球體和WGS84橢球體參數(shù)對(duì)比

HWGS84=HT/P-0.70=h-t-0.70

(2)

式中：HWGS84——WGS84橢球體的正高；HT/P——TOPHEX/Poseidon橢球體的正高。

1.3.3 粗差剔除 先剔除NODATA的數(shù)據(jù)點(diǎn)(數(shù)據(jù)異常值點(diǎn))，然后計(jì)算GLAH14數(shù)據(jù)點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的3種DEM的差值，高程差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差3倍的數(shù)據(jù)點(diǎn)不參與統(tǒng)計(jì)。

1.4 精度指標(biāo)

本文利用坡度、坡向以及地形粗糙度等地形因子，結(jié)合不同的精度指標(biāo)，綜合對(duì)3種DEM進(jìn)行精度評(píng)價(jià)以及地形因子的響應(yīng)分析。本文利用高程的誤差d，平均誤差Mean及中誤差RSME作為評(píng)價(jià)精度的指標(biāo)。其公式如式(3)—(5)所示。

d=hDEM-hICESAT/GLAS

(3)

(4)

(5)

其中高程誤差d表示了數(shù)據(jù)集中每個(gè)DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)高程與GLAH14數(shù)據(jù)之間的差值；平均誤差 表示數(shù)據(jù)集中DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)高程與GLAH14數(shù)據(jù)的高程誤差的平均值；中誤差 代表了數(shù)據(jù)集中DEM高程數(shù)據(jù)與相應(yīng)GLAH14數(shù)據(jù)之間的離散程度，是評(píng)價(jià)精度的直接指標(biāo)。綜合研究3種DEM在不同的精度指標(biāo)與各個(gè)地形因子之間的關(guān)系及變化規(guī)律。

針對(duì)DEM分形維數(shù)的計(jì)算方法，本文采用表面積—尺度法，表面積—尺度法也稱(chēng)作投影覆蓋法，此方法由Clarke等人[14]于1986年首次提出，而后謝和平、周銀軍等人[15-16]又在此方法的基礎(chǔ)之上做出了改進(jìn)。首先，需要對(duì)原始的DEM柵格進(jìn)行重采樣，以分出不同的空間分辨率尺度Ri，并且計(jì)算每一種空間分辨率尺度下DEM的表面積Si。而后，計(jì)算各個(gè)尺度下DEM分辨率尺度Ri的對(duì)數(shù)值以及其對(duì)應(yīng)表面積Si的對(duì)數(shù)值，并將其進(jìn)行線(xiàn)性擬合，再在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)軸上找尋一段擬合較好的區(qū)域作為無(wú)標(biāo)度區(qū)。雖然分形維數(shù)具有尺度不變性，但當(dāng)尺度大到一定值時(shí)，粗糙表面根本不表現(xiàn)出分形性質(zhì)[17]。因此只有當(dāng)觀(guān)測(cè)尺度介于一定范圍內(nèi)時(shí)，粗糙表面才能出現(xiàn)分形性質(zhì)，因此需要尋找一個(gè)合適的尺度范圍來(lái)計(jì)算分形維數(shù)D。

1.5 試驗(yàn)方案

利用以上幾種精度評(píng)價(jià)指標(biāo)，先計(jì)算總體精度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后結(jié)合坡度、坡向以及地表粗糙度等地形因子進(jìn)行3種DEM精度的分析。在坡度因子分析中，對(duì)坡度進(jìn)行離散化分級(jí)，級(jí)差根據(jù)地形特點(diǎn)選取1°～5°，在每個(gè)坡度級(jí)內(nèi)統(tǒng)計(jì)3種DEM的平均誤差和中誤差，分析坡度對(duì)精度的影響。在坡向因子分析中，將坡向按照45°范圍分為8個(gè)坡向區(qū)域，在每個(gè)坡向區(qū)域內(nèi)分別統(tǒng)計(jì)3種DEM的平均誤差和中誤差，分析坡向?qū)鹊挠绊憽７中尉S數(shù)的計(jì)算是在青藏高原研究區(qū)選取600余個(gè)ICESAT/GLAS數(shù)據(jù)點(diǎn)較多分布的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域大小為60 km×60 km(圖1)，因?yàn)樵?0 km的空間尺度下，研究區(qū)地形有較為明顯的分維特征。為了保證精度，地形因子采用SRTM DEM進(jìn)行計(jì)算，將每個(gè)區(qū)域的DEM柵格進(jìn)行重采樣，采樣分辨率范圍為100～600 m，以10 m作為間隔，最后利用求得的分形維數(shù)D與每個(gè)區(qū)域的中誤差擬合，分析地形破碎度對(duì)精度的影響。

圖1 青藏高原分形維數(shù)試驗(yàn)分區(qū)

2 結(jié)果及分析

經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，青藏高原地區(qū)SRTM DEM平均誤差為0.49 m，中誤差為14.29 m。ASTER GDEM平均誤差為1.71 m，中誤差為18.81 m。Hydro SHEDS DEM平均誤差為4.17 m，中誤差為31.08 m。其中，SRTM DEM數(shù)據(jù)精度與萬(wàn)杰等人[11]在青藏高原地區(qū)研究得到的16.65 m高程中誤差相當(dāng)，ASTER GDEM數(shù)據(jù)精度與杜小平等人[13]在中國(guó)西南地區(qū)高海拔山區(qū)得到的20.42 m高程中誤差相接近。很明顯地，在青藏高原地區(qū)，SRTM DEM精度最高，HydroSHEDS DEM精度最低。

2.1 坡度對(duì)DEM精度的影響

將DEM與GLAH14高程的高程誤差d(hDEM-hICESAT/GLAS)按照點(diǎn)所在的坡度級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，坡度級(jí)差設(shè)定為：<1°，1°～5°，5°～10°，10°～15°，15°～20°，20°～25°，25°～30°，30°～35°，35°～40°，40°～45°，45°～50°以及>50°分別求出在各個(gè)坡度級(jí)中3種DEM的平均誤差Mean和中誤差RSME，計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表3。

表3 各坡度區(qū)間3類(lèi)DEM精度指標(biāo)

3種DEM平均誤差隨坡度的變化及中誤差隨坡度的變化如圖2所示。SRTM DEM的平均誤差在坡度為40°～45°時(shí)較大，HydroSHEDS DEM平均誤差在坡度為0°～10°及35°～45°出現(xiàn)兩個(gè)峰值，而ASTER GDEM的平均誤差隨坡度增大而增大。從中誤差分析來(lái)看，SRTM DEM數(shù)據(jù)高程精度在各個(gè)坡度上均優(yōu)于A(yíng)STER GDEM；HydroSHEDS DEM中誤差隨坡度變化規(guī)律呈明顯的對(duì)數(shù)關(guān)系，與SRTM DEM和ASTER GDEM的規(guī)律有很大的不同。在地形較為平坦地區(qū)(坡度小于5°)，HydroSHEDS DEM精度高于A(yíng)STER GDEM精度，但在坡度較大地區(qū)(坡度大于5°)，則ASTER GDEM精度高于HydroSHEDS DEM精度。

圖2 3類(lèi)DEM中誤差和平均誤差與坡度的關(guān)系

2.2 坡向?qū)EM精度影響

將坡向劃分為北方向(337.5°～22.5°)、東北方向(22.5°～67.5°)、東方向(67.5°～112.5°)、東南方向(112.5°～157.5°)、南方向(157.5°～202.5°)、西南方向(202.5°～247.5°)西方向(247.5°～292.5°)以及西北方向(292.5°～337.5°)8個(gè)坡向級(jí)。圖3為3種DEM高程誤差隨坡向分異圖，圖中上下邊緣代表了除數(shù)據(jù)異常值(大于或小于上下四分位數(shù)1.5倍四分位數(shù)差的數(shù)據(jù))外的最大和最小值。3種DEM的高程誤差分布均具有不同程°的坡向分異性特征，其中SRTM DEM的分異幅°最小，不同坡向的高程誤差數(shù)據(jù)中位數(shù)接近，且均大于0，高程誤差隨坡向的分異特征不明顯，南方向和東南方向SRTM DEM的高程誤差相對(duì)較大。相較于SRTM DEM，ASTER GDEM和HydroSHEDS DEM數(shù)據(jù)高程誤差隨坡向的分異性強(qiáng)，規(guī)律顯著，且高程誤差有明顯的正負(fù)分布性。

其中ASTER GDEM高程誤差正值最大值分布在東北方向和西南方向，而高程誤差負(fù)值在東南方向最大；HydroSHEDS DEM的高程誤差則呈現(xiàn)明顯的“東北—西南對(duì)稱(chēng)”分布，坡向?yàn)?37.5°～157.5°時(shí)，高程誤差總體傾向?yàn)檎?，且誤差在東北方向和北方向值最大，當(dāng)坡向?yàn)?57.5°～337.5°時(shí)，高程誤差總體傾向?yàn)樨?fù)值，誤差在西南方向和南方向值最大?？梢?jiàn)不同DEM測(cè)量值在不同坡向上的正負(fù)分布有一定差異性。

SRTM DEM ASTER GDEM HydroSHEDS DEM

圖3 青藏高原3種DEM高程誤差隨坡向分異

為了進(jìn)一步研究這種差異規(guī)律特征，本文分別對(duì)測(cè)量值大于正2倍中誤差和小于負(fù)2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)(下文中稱(chēng)為正負(fù)2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)，即di>2RSME和di<-2RSME)按照其在某一坡向數(shù)據(jù)點(diǎn)所占百分比進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，嘗試探究DEM測(cè)量正偏離值、負(fù)偏離值隨坡向的分異特征，結(jié)果如圖4所示。

3種DEM測(cè)量偏離值的分布呈現(xiàn)不同的特征，且程度不同。SRTM DEM正負(fù)2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)主要呈“南—北”分布，正2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)主要集中在南方向、西南方向和東南方向，其中南方向占比達(dá)3.23%，負(fù)2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)則主要出現(xiàn)在西北方向上，占比為3.07%，ASTER GDEM正負(fù)2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)呈現(xiàn)“西北—東南”分布，正2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)主要出現(xiàn)在西方向，占比為1.46%，負(fù)2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)主要集中在南方向，占比為0.89%。HydroSHEDS DEM正負(fù)2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)呈現(xiàn)“東北—西南”分布，正2倍差數(shù)據(jù)點(diǎn)峰值分布在東方向上，占比為21.52%，負(fù)2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)峰值位于西南方向，占比為8.69%。

研究表明，SRTM DEM測(cè)量正偏離值主要分布在南方向，而負(fù)偏離值主要分布在北方向。ASTER GDEM測(cè)量正偏離值主要分布在西北方向，負(fù)偏離值分布在東南方向，HydroSHEDS DEM測(cè)量正偏離值分布在東北方向，負(fù)偏離值分布在西南方向。3種DEM測(cè)量偏離值的離散程度不盡相同，HydroSHEDS DEM的偏離程度最大，ASTER GDEM的偏離程度最小。3種DEM出現(xiàn)高程測(cè)量偏離值隨坡向的分異特征的原因可能與衛(wèi)星傳感器在上升軌道和下降軌道的航向[2]以及SRTM傳感器雷達(dá)與地表的入射角度有關(guān)。

圖4 3類(lèi)DEM各坡向正負(fù)2倍中誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)占比

Zhang[18]等人在研究地表覆蓋對(duì)SRTM DEM精度的影響時(shí)將坡度進(jìn)行分級(jí)固定，以排除坡度因子的干擾，本文利用這一思想進(jìn)行坡度、坡向的控制變量分析。不同DEM的中誤差隨坡向變化規(guī)律不同，且隨著坡度的增加，中誤差隨坡向變化幅度增大，呈現(xiàn)更加明顯的坡向分異特征。

如圖5所示，當(dāng)坡向固定時(shí)，3種DEM中誤差隨著坡度的增加，呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中SRTM DEM和ASTER GDEM在坡度大于30°時(shí)中誤差迅速增加，HydroSHEDS DEM在坡度大于8°時(shí)，精度迅速變差。而當(dāng)坡度處于不同的特定區(qū)間時(shí)，3種DEM精度的坡向分異規(guī)律也不同，其中SRTM DEM在各個(gè)坡度區(qū)間內(nèi)中誤差隨坡向的分異規(guī)律均不明顯，ASTER GDEM在坡度小于16°時(shí)，規(guī)律不顯著，而當(dāng)坡度大于16°時(shí)，坡向分異明顯，且隨著坡度的增加，規(guī)律愈發(fā)突出，其中最大中誤差集中在西南方向，而在西北方向和北方向上精度最好，受到坡度的影響較小。HydroSHEDS DEM在坡度小于8°時(shí)，各個(gè)坡向上的精度大致相當(dāng)，且中誤差均在30 m以?xún)?nèi)，當(dāng)坡度大于8°時(shí)，HydroSHEDS DEM中誤差在不同坡向上呈現(xiàn)明顯的“雙峰”分布，即在東北方向和西南方向中誤差往往較大，而在東南方向，精度相對(duì)較好。由以上分析可以發(fā)現(xiàn)，HydroSHEDS DEM受到地形坡度的波動(dòng)精度變異性更明顯，并且相對(duì)SRTM DEM和ASTER GDEM其在更小的的坡度區(qū)間內(nèi)就出現(xiàn)了明顯的坡向分異性。

SRTM DEM ASTER GDEM HydroSHEDS DEM

圖5 3類(lèi)DEM各坡向中誤差分市

2.3 DEM精度與地形粗糙度的關(guān)系

按照分形維數(shù)的計(jì)算步驟進(jìn)行逐個(gè)樣方的計(jì)算，每個(gè)樣方中樣點(diǎn)的數(shù)量從168到756，656個(gè)樣方的分形維數(shù)D計(jì)算統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

表4 分形維數(shù)D統(tǒng)計(jì)結(jié)果

由圖6可以看出，樣方分形維數(shù)的分布主要集中在2.00～2.06之間，當(dāng)分形維數(shù)大于2.06時(shí)，樣方數(shù)迅速減少，而在2.00～2.01區(qū)間內(nèi)的樣方數(shù)最多，為262個(gè)，達(dá)到總數(shù)的40%。

通過(guò)對(duì)3種DEM中誤差與分維數(shù)擬合，發(fā)現(xiàn)它們均呈現(xiàn)二次多項(xiàng)式關(guān)系，如圖7所示。SRTM DEM精度受到地形破碎度的影響較小，ASTER GDEM次之，HydroSHEDS DEM精度隨地形破碎度影響最大。當(dāng)分形維數(shù)較大時(shí)(D>2.04)時(shí)，SRTM DEM和ASTER GDEM中誤差與分維數(shù)的相關(guān)性變?nèi)?，而HydroSHEDS DEM中誤差與分維數(shù)一貫的相關(guān)性，可見(jiàn)HydroSHEDS DEM精度對(duì)地形破碎度響應(yīng)較為敏感。

圖6 分形維數(shù)數(shù)頻數(shù)

SRTM DEM ASTER GDEM HydroSHEDS DEM

圖7 3種DEM分形維數(shù)和中誤差的關(guān)系

3 結(jié) 論

(1) 在青藏高原地區(qū)，SRTM DEM的精度最高，中誤差為14.29 m，ASTER GDEM的精度次之，中誤差為18.81 m，HydroSHEDS DEM精度最差，中誤差為31.08 m。

(2) SRTM DEM精度隨坡度變化趨勢(shì)與ASTER GDEM趨勢(shì)相似，但是在各坡度區(qū)間內(nèi)略?xún)?yōu)于A(yíng)STER GDEM。HydroSHEDS DEM中誤差隨坡度變化呈明顯的對(duì)數(shù)關(guān)系，在地形較為平坦地區(qū)(坡度小于5°)，HydroSHEDS DEM精度高于A(yíng)STER GDEM精度；但在坡度較大地區(qū)(坡度大于5°)，ASTER GDEM精度高于HydroSHEDS DEM精度。

(3) SRTM DEM誤差正偏離主要位于南坡向，而負(fù)偏離主要分布在北坡向；ASTER GDEM誤差正偏離主要分布在西北坡向，負(fù)偏離分布在東南坡向；HydroSHEDS DEM誤差正偏離主要分布在東北坡向，負(fù)偏離主要分布在西南坡向。HydroSHEDS DEM測(cè)量偏離值的離散程度最大，ASTER GDEM離散程度最小。

(4) SRTM DEM中誤差在不同坡度、各個(gè)坡向上分異幅度較小，具有一定的同質(zhì)性；ASTER GDEM在坡度大于16°時(shí)分異性較強(qiáng)，中誤差峰值出現(xiàn)在西南坡向；HydroSHEDS DEM在坡度大于8°時(shí)分異性較強(qiáng)，最大中誤差分布在西南和東北坡向。

(5) 分形維數(shù)D和3種DEM中誤差擬合均呈較為明顯的二次多項(xiàng)式關(guān)系，分形維數(shù)越小，分形維數(shù)對(duì)DEM精度的影響越大。其中分形維數(shù)對(duì)HydroSHEDS DEM精度影響最大，對(duì)SRTM DEM精度影響最小。