NASA全球与全国12.5米高程覆盖率统计与订正说明

sjz2017

起因

最近有客户需要NASA 12.5米高程DEM数据，希望我们统计出全球覆盖率，并将该参数写到合同中。

于是技术同事基于我们最后处理生成的高程切片数量与全球的理论切片数量比例进行覆盖率计算，由于切片数据为WGS84大地坐标（变形比较大），再加上包括了全球海洋区域，因此得出全球12.5米高程数据的覆盖率约为12%的统计结果。

该值大大出乎客户的预料，并在与我们客服同事的沟通过程中提出质疑，总的意思是说你们发布的文档中不是说99.99%吗？为什么现在统计出来相差如此之大呢？

于是我们找出了客户说的这篇文章覆盖率为99.99%的《全国12.5米高程DEM原始数据2.0》发布！，的确我们说的是99.99%，但这里说的是全国，且仅限于陆地区域。

不过诚实地讲，这个全国高程99.99%的覆盖率的确是根据“鸡头”位置的微小缝隙估计的，是在没有经过科学计算的情况下武断地估出的结果，因此我们不得不承认我们错了！

无数据区域

但本着科学严谨的精神，同时也为了给客户一个满意的答复，我们技术同事重新对数据进行了覆盖率统计，并把统计过程和原理整理成了一个文档，且附了处理过程中的相关数据，如下图所示。

覆盖率统计资料一

覆盖率统计资料二

本文将基于技术同事提供的文档资料进行整理，将NASA全球和全国的12.5米高程数据的统计过程和结果进行一个简单的梳理。

NASA全球与全国12.5米高程覆盖率统计原理

众所周知，由于地球是椭圆形的，因此在进行高程覆盖率统计时无法按实际面积进行统计，必需要在某一投影坐标系下进行，这是必要前提。

鉴于全球12.5米高程DEM原始数据采用的坐标系为UTM坐标系，因此这里的统计方案采用基于WGS84椭球体的UTM投影坐标系什么是UTM坐标系进行覆盖率统计。

基于上述前题，全球高程覆盖率统计的基本思路为：

• 基于全球WGS84大地坐标范围按6度分割为小块,得到范围A。
• 将上述范围A与全球12.5米高程的实际数据覆盖范围进行裁剪，得到裁剪后的WGS84大地坐标范围B。
• 将上述范围A与全球陆地覆盖范围进行裁剪，得到裁剪后的全球WGS84大地坐标范围C。
• 将范围B与范围C中的6度分块分别转换到UTM坐标系下，然后统计两个范围的每个6度分带下的面积之和分别得到总面积，最后范围B与范围C的面积之比即为全球12.5米高程数据覆盖率。
  

NASA全球与全国12.5米高程覆盖率统计说明

我们在上文讲解了高程覆盖率的统计思路，现在我们对该流程作一个更详细的说明。

在开始之前，需要对UTM有一个大概的认识，该投影全球共计60个分带，南北半球共计120个分带，北纬到84度，南纬到80度。

首先，我们将全球WGS84大地坐标范围按照UTM的分带方式进行分块，即每6度分割为一个小块得到范围A，结果如下图所示。

范围A

然后，我们将全球12.5米的高程数据进行合并镶嵌后，生成WGS84大地坐标的数据覆盖范围B，如下图所示。

全球12.5米高程覆盖范围B

再然后，将WGS84大地坐标的6度分带范围A，与全球12.5米高程覆盖范围B进行裁剪，得到按每6度进行分块的高程覆盖结果，如下图所示。

6度分块的全球高程覆盖结果

最后，将WGS84大地坐标系下的高程覆盖范围的每个6度分块分别投影转换为UTM后计算面积，并计算出每个分块的面积之和为UTM投影下的全球高程覆盖面积B。

由于这里只统计全球高程的陆地覆盖面积，因此我们还需要一个WGS84大地坐标的全球陆地覆盖范围C，如下图所示。

全球陆地全球陆地覆盖范围C覆盖范围C

接下来，我们用同样的方法来计算UTM投影下的全球陆地覆盖面积。

首先，将WGS84大地坐标的6度分带范围A，与全球陆地覆盖范围C进行裁剪，得到6度分块的全球陆地覆盖结果，如下图所示。

6度分块的全球陆地覆盖结果

然后将6度分块的全球陆地覆盖结果中的每个分块投影转换为UTM后计算面积，最后计算出每个分块的面积之和即为UTM投影下的全球陆地覆盖面积C。

现在，我们已经得出了UTM投影下的全球高程覆盖面积B和UTM投影下的全球陆地覆盖面积C，它们的比值即为全球的高程覆盖率。

同样地，对全球12.5米高程覆盖率的计算原理和方法完全相同，也你可以通过以下视频了解，这里不再赘述。

12.5米高程覆盖率统计原理与订正说明

统计结果

通过上述方法，我们分别统计出来12.5米高程数据的全球陆地覆盖率和全国陆地覆盖率，不包括海洋和岛礁区域，且是在UTM投影下完成的统计结果。

全球12.5米高程数据的北半球覆盖面积为80852631.852平方公里，南半球覆盖面积为33476374.341平方公里，由于全球陆地覆盖面积为131009928.0292平方公里，因此最后全球高程覆盖率为(80852631.852+33476374.341)/131009928.0292=87.27%。

全国12.5米高程数据的覆盖率为9513800.0771平方公里，全国陆地覆盖面积为9523254.95平方公里，因此最后全国高程覆盖率为9513800.0771/9523254.95=99.90%。

我们在统计过程中生成了相关附件资料,如果你对该附件资料内容感兴趣，请通过sixin回复“高程覆盖率”获取下载地址。

最后

本文对除了海洋与岛礁以外的全球和全国高程覆盖率的计算原理和方法作了一个梳理，从最终的结果也可以看出全国的高程覆盖率为99.90%，而不是仅通过数据接图表就武断地估计出的99.99%。

经过这次用户提出的质疑，我们承认数据没有经过严格的计算，并为此重新进行了科学严谨的统计，因为我们不仅要对客户负责，还必需要对每一个公布的数据负责！

同时，也希望大家能随时指出我们的不足，我们也一定会认真对待并积极改正，从而希望我们能为大家提供更好的服务！

david_gyl

谢谢分享谢谢分享

youngkz

洗咯在发下

lyh007

谢谢分享

1402958364

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qixin131

分析的有道理哦！