12.5m分辨率DEM數據？解讀ASF DAAC的DEM數據--關於地理數據收集與處理的基本工具推薦(5)

關於地理數據收集與處理的基本工具推薦系列，有導航，不迷路：

1. 關於地理數據收集與處理的基本工具推薦(1) —高分辨率衛星影像數據免費下載方式
2. 關於地理數據收集與處理的基本工具推薦(2)—10m精度的全球土地覆蓋數據下載
3. 關於地理數據收集與處理的基本工具推薦(3)–最新30m的DEM與DSM數據免費下載
4. 最新全世界水系、水域矢量數據免費下載–關於地理數據收集與處理的基本工具推薦(4)
5. 驚現12.5m分辨率DEM數據？解讀ASF DAAC的DEM數據–關於地理數據收集與處理的基本工具推薦(5)

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本文可能花費您約10分鐘時間，但是花了這10分鐘，可能以後會省很多時間。

沒時間可直接劃到最後看總結中的重點。

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正文開始：

一文爲你探祕傳說中的免費的、開源的、覆蓋全面的、12.5m分辨率的DEM數據。

1.ASF DAAC 是啥玩意？

1. ASF： 全稱Alaska Satellite Facility (ASF)，中文翻譯：阿拉斯加衛星設備。
2. DAAC: Distributed Active Archive Centers (DAAC), 中文翻譯：分佈式活動檔案中心(DAAC)。
3. ASF DAAC擁有大量來自各種傳感器的合成孔徑雷達（SAR）數據檔案，可免費獲得。（就是這個阿拉斯加這個存儲中心有大量的SAR數據）
4. ASF DAAC存檔中的某些SAR數據集需要簡短的NASA提案才能訪問。
5. 根據相關飛行機構（CSA，ESA，JAXA）與美國國務院之間的諒解備忘錄（MOU），ASF DAAC不會分發SAR數據用於商業用途。（可以理解爲全免費，不用於商業）

2.NASA、ESDIS、ASF、DAAC的關係？

1. NASA：National Aeronautics and Space Administration (NASA)，大名鼎鼎，不用過多介紹。
2. ESDIS：Earth Science Data and Information System (ESDIS)， 中文翻譯：地球科學數據和信息系統。（你可以理解爲這是一個大項目。）
3. 國家航空航天局（NASA）的地球科學數據和信息系統（ESDIS）項目是戈達德太空飛行中心飛行項目管理局下的地球科學項目部的一部分。（這個大項目ESDIS又是另外一個大項目中的一個部分。）
4. ESDIS項目的的重要組成部分之一，12個相互連接的分佈式活動檔案中心(DAAC)。
5. 可以理解爲，這個項目的一個核心工作就是建立分佈式的並且可以更新的數據存儲中心，這個中心遍佈美國，並且獨立運行，這其中包括由ASF(Alaska Satellite Facility)運營的這個DACC(Distributed Active Archive Centers)。

3. ASF DAAC有哪些數據？

1. European Space Agency’s Sentinel-1, European Remote Sensing Satellite (ERS)-1, and ERS-2
2. 歐洲航天局的 Sentinel-1， 歐洲遙感衛星ERS-1和ERS-
3. Japan Aerospace Exploration Agency’s Japanese Earth Resources Satellite (JERS-1) and Advanced Land Observing Satellite (ALOS)
4. 日本航空航天局的 日本地球資源衛星JERS-1和高級陸地觀測衛星ALOS，重點
5. Canadian Space Agency’s RADARSAT-1 Satellite
6. 加拿大航天局的 RADARSAT-1衛星
7. NASA’s SMAP, Airborne Synthetic Aperture Radar (AIRSAR), Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar (UAVSAR), and Seasat missions.
8. NASA的SMAP，機載合成孔徑雷達AIRSAR， 無人飛行器合成孔徑雷達UAVSAR和Seasat任務。

4.數據的可獲取性？

1. Sentinel-1，ALOS PALSAR和其他SAR數據是開放訪問的，可以從ASF的Vertex界面或ASF網站上立即下載。(這些數據現在是可以用的，開放訪問的，但是需要網站註冊帳號)
2. ERS-1，ERS-2，JERS-1和RADARSAT-1數據集是與其他國家的太空計劃合作獲得的。這些數據集需要數據建議或前提條件。（這些數據現在用不了）

5.只聽說過30mDEM，這卻是比較少少提及的12.5m？

1. 30m的數據之間都介紹過了，主要就是大名鼎鼎的明星產品STRM30與ASTER GDEM V3，之前做過介紹了
2. 這個12.5m的數據全稱ALOS PALSAR 12.5m，（Advanced Land Observing Satellite，Phase Array type L-band Synthetic Aperture Radar），中文翻譯：高級陸地觀測衛星，相控陣式l波段合成孔徑雷達，是不是沒看懂？對，不用看懂，就是挺高級的。
3. 新的ALOS PALSAR RTC（RTC就是輻射校正，將SAR的數據進行了修改整理，SAR是synthetic aperture radar嗎，綜合孔徑雷達）產品從2014年10月開始發佈，並在一年後完成。
4. 它的數據採集時間爲2006年~2011年。
5. 在2015年6月1日，發佈了1.2版本的Guide數據手冊。

6.ALOS PALSAR 12.5m的幾點特徵。

1. 數據格式友好：一般的原始數據應該都是那種二進制文件，此數據和其他數據一樣，提供並以GIS友好的GeoTIFF格式。
2. 其實它是一種利用RTC技術（輻射校正）進行改良的數據產品，有12.5m與30m兩種。
3. 數據源是最佳分辨率的SRTM or NED來源的可獲取的DEM數據，可以理解爲新技術，老數據。
4. 越發的有意思了，先不對數據進行解密，我們先看看這個數據是否能下載？

7.12.5m的DEM數據如何下載？

1.首先打開ASF的網站，或者百度、谷歌直接搜索ASF DAAC，直接點擊第一個鏈接進來，再點擊下圖所示位置

or網址是https://search.asf.alaska.edu/#/，可能需要梯子
並且域名可能會隨時更新，建議搜索的方式進入。

2.進入到SAR data 主界面

這是全球的一個縮略圖

3.下面這幾個地方需要對數據進行選擇

4.Dataset選擇ALOS PALSAR（2006~2011）

5.利用框選工具選擇你要下載的區域，可以使用多邊形，也可以使用矩形。我這裏是框選的南京市江寧區。
選完之後點擊Filters

6.Filter 中File type選擇Hi-Res Terrain Corrected（高分辨率的地形修正，就是12.5m），
低分辨率的地形修正就是30m分辨率。
然後點擊search

7.就會出現一些備選的藍色方框，像這樣

8.選中你要下載的方框區域，如果橫跨兩個，就下載多個然後進行裁剪。
然後底下最右邊可以看到有個熟悉的下載按鈕。
離成功不遠了。

9.點擊下載按鈕，不出意外應該是彈出了登錄按鈕，如果第一次登錄，需要註冊。
註冊流程並不麻煩，登錄後就直接跳轉到下載框中了，稍等片刻就下載成功了。

這是其中包含的文件。

10.我們使用ArcMap打開數據，打開 .dem.tiff數據，構建金字塔，查看數據源屬性
數據的展示

真相來了，果然是12.5m

不對，再看一下它的座標系？又真相了，基準面是WGS_1984，投影座標系是UTM橫軸墨卡託，50N
單位是Meter，那麼上面的像元單位是m，那麼就是12.5*12.5柵格的DEM數據了。

11.看看數據的的展示，其實數據這樣，有一些白點，和一些黑點，這也是DEM數據避免不了的。

換個顏色看一下，紅色框的地方也是像是數據有些問題。

8.有點意思：這個12.5m的DEM數據的一些說明。

1.在這個12.5m的數據中，它其實是一種整合產品，不同DEM來源數據與輻射地形校正(RTC)中進行結合。

2.下面的圖中你可以看到不同的數據來源的DEM以及它使用RTC是什麼，一目瞭然，非常清楚。

3.我們一般使用的是就是紅框中，60 N to 57S (北緯60度到南緯57度，這個大部分陸地所在的爲緯度)
也有用10m分辨率的原始DEM數據，但是上表已經列出，是非常非常少的一部分。

4.這個ALOS PALSAR的12.5m 的DEM數據的來源是：SRTM GL1，（就是白話說的SRTM 30）驚喜不？意外不？
從上圖中看，大部分使用都是SRTM的數據。

4.使用的輻射地形校正RTC的資料是EGM96，EGM96是地球引力勢的球形諧波模型，是美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心（GSFC），美國國家圖像和地圖局（NIMA）和俄亥俄州立大學（OSU）合作開發了一種改進的地球引力勢的球諧模型。(個人理解：就是一個非常厲害的修正模型)

5.原始的30m的 SRTM GL1 DEM數據通過這個技術(EGM96)加持產生了2個數據產品，1個還是30m，另外一個就是12.5m的產品，就是我們講的主題了。
下面這張圖就是它的整體的處理流程圖。
紅色箭頭爲12.5m的處理工作流。

6.產品打包與命名規則：就是我們下載的文件名的一行字字母與數字，都代表這什麼？

7.看到這裏，大家應該都明白了，這個12.5m的數據其實是30m的數據的內核，加了一件華麗的外衣，搖身一變，成爲了12.5m的數據產品，不得不說，科學家還真是厲害，算法的時代，這些都不叫問題了？

8.但是，但是，但是，這個數據的本身當然也存在一些問題。
（1）由於底子就是30m數據，在水平精度上的精度提升，無非就是進行了重新採樣，加持了新的技術，精度上的變化也是非常小的。
（2）我查看了此數據的垂直精度，基本上沒有改進，。
（3）也有不少使用此數據的研究人員反應過此數據在有些區域存在數據異常，實際誤差比STRM 30m還大。
（4）部分地區的數據存在整體偏差
（5）數據在地表的變化趨勢與SRTM30一模一樣，基本上看不出區別。

9.上面這這部分在下面的鏈接中有一些對比說明，可以去閱讀一下，本文就不在舉例了。

9.總結

1. 重點1：12.5m的DEM不是真正的12.5m數據，是30m的內核，RTC華麗外表的產物。
2. 重點2：換句話說，ALOS PALSAR 12.5m DEM是SRTM 30 產品的精細化版本，產品的二次迭代與升級。
3. 重點3：經下載實驗，12.5m的數據是免費且開源可以下載的，不要被各種平臺所迷惑。
4. 重點4：12.5m的DEM數據好是好的，給了你多一個選擇，但是也沒想象中那麼好。
5. 重點5：12.5m的DEM數據本身也存在一些問題，使用前要進行預處理與驗證。
6. 重點6：如果想用10m分辨率及以上精度的DEM數據，估計都是要收費的了！

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有參考鏈接，不迷路。

感謝以下網站提供的資料與說明，如有問題，聯繫我，侵權刪：

1. ASF DAAC 官方網站: https://asf.alaska.edu/about-asf-daac/
2. 作者：Remote Sensing_Dong，免費DEM中分辨率最高的ALOS 12.5米 DEM獲取方式, https://blog.csdn.net/qq_46071146/article/details/103681676
3. ALOS PALSAR – Radiometric Terrain Correction: https://asf.alaska.edu/data-sets/derived-data-sets/alos-palsar-rtc/alos-palsar-radiometric-terrain-correction/
4. EGM96: https://cddis.nasa.gov/926/egm96/egm96.html
5. NASA GSFC和NIMA聯合地勢模型: https://cddis.nasa.gov/926/egm96/nasatm.html
6. 實錘！那些號稱10米的DEM真實精度有多少？ : https://www.sohu.com/a/335890579_120135183