基于自适应高斯卷积的PALSAR DEM降噪方法研究

摘要

【目的】针对DEM在山区存在高程畸变而导致的数据噪声问题，将地形因子引入DEM数据处理算法中，提出一种地形自适应高斯卷积DEM降噪方法。【方法】根据DEM高程梯度方向将山区坡向分为四个区域，对高斯二阶函数公式进行旋转，在不同坡向区域内，通过Python组合遍历3～13大小的窗口，0.5～10大小的标准差σ_x、σ_y，以激光雷达测量卫星ICESat-2/ATL08数据作为验证，根据均方根误差探讨了PALSAR DEM各区域的最佳卷积窗口和标准差值，最后对降噪结果进行评价。【结果】结果表明：PALSAR DEM在山区各方向的最佳卷积窗口大小均为9，各个方向的σ略有差异，σ_x一般不超过6，σy不超过3.5.卷积后的DEM均方根误差在北坡和南坡、东北坡和西南坡、东坡和西坡、西北坡和东南坡分别下降了7.00%、11.49%、9.24%、8.55%.【结论】高斯降噪后的DEM提取出的等高线与降噪前相比更加平滑，提取的水文网和流域更加完整合理。

关键词

高斯卷积 / DEM降噪 / 最佳卷积窗口 / 地形因子