摘要 — 随着数字高程模型 (DEM) 的可用性和分辨率不断提高,对地球和行星表面高程的更大和更精细尺度的监测正在迅速发展。表面高程观测正被用于越来越多的领域,以研究地形属性及其随时间的变化,特别是在冰川学、水文学、火山学、地震学、林业和地貌学中。然而,DEM 通常包含大规模仪器噪声和不同的垂直精度,从而导致复杂的错误模式。在这里,我们提出了一个经过验证的统计工作流程来估计、建模和传播 DEM 中的不确定性。我们回顾了 DEM 准确度和精度分析的最新进展,并定义了一个概念框架来一致地解决这些问题。我们展示了如何通过量化高程测量的异方差来表征 DEM 精度,即随地形或传感器相关变量而变化的垂直精度,以及可能在多个空间尺度上发生的误差的空间相关性。随着高精度观测的日益普及,我们基于在稳定地形上获取的独立高程数据的工作流程几乎可以应用于地球上的任何地方。我们以地形坡度和冰川体积变化为例,说明了如何传播像素尺度和空间高程导数的不确定性。我们发现文献中大大低估了 DEM 中的不确定性,并主张新的 DEM 精度指标对于确保未来陆地高程评估的可靠性至关重要。
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