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

هدف اصلی این پژوهش بررسی دقت و صحت ویرایش اول و دوم مدل‌های 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 تهیه‌شده به‌وسیله سازمان نقشه‌برداری کشور (تفکیک مکانی 10 متر) است. به این منظور سه نوار مطالعاتی که دربرگیرنده نواحی‌ای از کشور با خصوصیات ژیومورفولوژی مختلف‌اند انتخاب شدند و مدل‌های مذکور در این سه نوار مورد بررسی قرار گرفتند. پس از حذف محدوده دریاچه‌ها، هر سه لایه به روش موسوم به کوبیک به مدل‌های رقومی با دقت مکانی یک آرک ثانیه تبدیل شده‌اند. همچنین لایه‌های تفاضلی بین مدل‌های رقومی مختلف محاسبه گردید و توزیع خطا در گستره محدوده‌های مطالعاتی در مدل‌‌های مختلف به صورت دو به دو بررسی شد. با استفاده از دیاگرام پراکندگی بین مدل‌های رقومی مختلف و بررسی ابر پراکنش آنها، به مطالعه نوع و میزان خطاهای مختلف پرداخته شد. برای مقایسه بصری بهتر، مدل سایه روشن ارتفاعی سه‌بعدی و نیمرخ‌های توپوگرافی در امتداد خطاهای شناسایی‌شده برای هر سه مدل رقومی ترسیم گردید. نتایج این تحقیق نشان داده است که مدل 1gdem دارای خطاهای عمده‌ای در مقایسه با مدل srtm است که بیشتر از ماهیت و نحوه تهیه این مدل ناشی می‌شود. نتایج حاکی از انواع ناهنجاری‌ها همچون خطای پله‌ای، ناهنجاری‌های حفره‌ای، برامدگی و برآمدگی‌های حفره‌دار است که در مرز بین زون‌های دو استاک مختلف ایجاد شده‌اند. دامنه خطای این ناهنجاری‌ها از چند ده متر تا بیش از 300 متر مشاهده می‌شود. نتایج این پژوهش در عین حال نشان داد که میانگین خطای مدل 1gdem 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 2gdem نشان از بهبود جدّی کیفیت این مدل در قیاس با ویرایش قبلی دارد. در مدل 2gdem 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 می‌دهد مدل 1gdem به‌رغم آنکه با تفکیک مکانی 30 متر منتشر شده است، عملاً فاقد جزییات مدل رقومی ارتفاعی 30 متری است و کاربرد آن محدودیت‌های عمده‌ای دارد. همچنین مدل 2gdem با توجه به رفع بسیاری از مشکلات ویرایش نخست دقت مناسبی در مقایسه با srtm و nidem دارد و صرف‌نظر از خطاهای با دامنه کوتاه (نویز) این مدل در صورت اطمینان از نبود خطاهای محلی می‌تواند به عنوان مدل رقومی ارتفاعی سی‌متری به کار رود. کلید‌واژه‌ها: srtm، nidem، 2gdem، 1gdem، مدل رقومی ارتفاعی، ناهنجاری.