ALTIMETRY ASSESSMENT OF ASTER GDEM v2 AND SRTM v3 DIGITAL ELEVATION MODELS: A CASE STUDY IN URBAN AREA OF BELO HORIZONTE, MG, BRAZIL

Abstract

Abstract: This work is an altimetry evaluation study involving Digital Elevation Models ASTER GDEM version 2 and SRTM version 3. Both models are readily available free of charge, however as they are built from different remote sensing methods it is also expected that they present different data qualities. LIDAR data with 25 cm vertical accuracy were used as reference for assessment validation. The evaluation study, carried out in urbanized area, investigated the distribution of the residuals and the relationship between the observed errors with land slope classes. Remote sensing principles, quantitative statistical methods and the Cartographic Accuracy Standard of Digital Mapping Products (PEC-PCD) were considered. The results indicated strong positive linear correlation and the existence of a functional relationship between the evaluated models and the reference model. Residuals between -4.36 m and 3.11 m grouped 47.7% of samples corresponding to ASTER GDEM and 63.7% of samples corresponding to SRTM. In both evaluated models, Root Mean Square Error values increased with increasing of land slope. Considering 1: 50,000 mapping scale the PEC-PCD classification indicated class B standard for SRTM and class C for ASTER GDEM. In all analyzes, SRTM presented smaller altimetry errors compared to ASTER GDEM, except in areas with steep relief.Resumo: Este trabalho aborda a avaliação altimétrica dos Modelos Digitais de Elevação ASTER GDEM v2 e SRTM v3, ambos são disponibilizados sem custos, porém obtidos por diferentes métodos de sensoriamento remoto, o que também sugere diferente qualidade dos dados. Como referência foram utilizados dados LIDAR de 25cm de precisão vertical. Na avaliação, desenvolvida em área urbana, investigaram-se a distribuição dos resíduos e a relação erros observados versus classes de declividade do terreno. Foram considerados aspectos físicos do sensoriamento remoto, utilizados métodos estatísticos e o Padrão de Exatidão Cartográfica dos Produtos Cartográficos Digitais (PEC-PCD). Os resultados apontaram forte correlação linear positiva e a existência de relação funcional entre os modelos avaliados e o modelo de referência. Os resíduos, entre -4.36 m e 3.11 m, agruparam 47.7% das amostras correspondentes ao ASTER GDEM e 63.7% das amostras correspondentes ao SRTM. Nos dois modelos avaliados, os valores de Erro Médio Quadrático cresceram com o aumento da declividade do terreno. Considerando a escala de 1:50,000 a classificação do PEC-PCD indicou padrão classe B para o SRTM e padrão classe C para o ASTER GDEM. Em todas análises realizadas, o SRTM apresentou erros de altimetria menores em relação ao ASTER GDEM, exceto em áreas de relevo escarpado.