ارزیابی دقت مدل های رقومی ارتفاعی SRTM و GDEM با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی NIDEM

هدف اصلی این پژوهش دقت و صحت ویرایش اول و دوم مدل های رقومی ارتفاعی استخراجی از ماهواره آستر GDME1, 2009; ) (GDEM2, 2011 با دقت تفکیک مکانی 30 متر و مقایسه آن با مدل رقومی SRTM (تفکیک مکانی 90 متر) و مدل رقومی تهیه شده به وسیله سازمان نقشه برداری کشور (تفکیک مکانی 10 متر) است. به این منظور سه نوار مطالعاتی که دربر گیرنده نواحی ای از کشور با خصوصیات ژئومورفولوژی مختلف اند انتخاب شدند و مدل های مذکور در این سه نوار مورد بررسی قرار گرفتند. پس از حذف محدوده دریاچه ها، هر سه لایه به روش موسوم به کوبیک به مدل های رقومی با دقت مکانی یک آرک ثانیه تبدیل شده اند. همچنین لایه های تفاضلی بین مدل های رقومی مختلف محاسبه گردید و توزیع خطا در گستره محدوده های مطالعاتی در مدل های مختلف به صورت دو به دو بررسی شد. با استفاده از دیاگرام پراکندگی بین مدل های رقومی مختلف و بررسی ابر پراکنش آنها، به مطالعه نوع و میزان خطاهای مختلف پرداخته شد. برای مقایسه بصری بهتر، مدل سایه روشن ارتفاعی سه بعدی و نیمرخ های توپوگرافی در امتداد خطاهای مختلف پرداخته شد. برای مقایسه بصری بهتر، مدل سایه روشن ارتفاعی سه بعدی و نیمرخ های توپوگرافی در امتداد خطاهای شناسایی شده برای هر سه مدل رقومی ترسیم گردید. نتایج این تحقیق نشان داده است که مدل GDEM1 دارای خطاهای عمده ای در مقایسه با مدل SRTM است که بیشتر از ماهیت و نحوه تهیه این مدل ناشی می شود. نتایج حاکی از انواع ناهنجاری ها همچون خطای پله ای، ناهنجاری های حفره ای، برآمدگی و برآمدگی های حفره دار است که در مرز بین زون های دو استاک مختلف ایجاد شده اند. دامنه خطای این ناهنجاری ها از چند ده متر تا بیش از 300 متر مشاهده می شود. نتایج این پژوهش در عین حال نشان داد که میانگین خطای مدل GDEM1 در حدود 8/4 متر با انحراف استاندارد 8/13 متر و در سطح اطمینان 95 درصد دامنه تغییرات آن بین 9/31 و 3/22- متر است. بررسی مدل رقومی GDEM2 نشان از بهبود جدّی کیفیت این مدل در قیاس با ویرایش قبلی دارد. در مدل GDEM2 بسیاری از خطاهای ویرایش نخست حذف شده و میانگین خطای آن کمتر از 3 متر با انحراف استاندارد 1/9 متر است که در سطح اطمینان 95 درصد دامنه تغییرات آن بین 8/14 و 8/20- متر خواهد بود. بررسی مدل رقومی SRTM نشان داده است که میانگین خطای آن کمتر از 2 متر با انحراف استاندارد 7/8 متر، و در سطح اطمینان 95 درصد دامنه تغییرات میانگین بین 1/19 و 1/15- متر است. نتایج نشان می دهد، مدل GDEM1 به رغم آنکه با تفکیک مکانی 30 متر منتشر شده است، عملاً فاقد جزئیات مدل رقومی ارتفاعی 30 متری است و کاربرد آن محدودیت های عمده ای دارد. همچنین مدل GDEM2 با توجه به رفع بسیاری از مشکلات ویرایش نخست دقت مناسبی در مقایسه با SRTM و NIDEM دارد و صرف نظر از خطاهای با دامنه کوتاه (نویز) این مدل در صورت اطمینان از نبود خطاهای محلی می تواند به عنوان مدل رقومی ارتفاعی سی متری به کار رود.