Avaliação da precisão do Modelo Digital de Elevação global TanDEM-X com dados de GPS

O objetivo principal da missão alemã TanDEM-X é gerar um Modelo Digital de Elevação (MDE) global altamente preciso com precisões globais de pelo menos 10 m de erro absoluto de altura (erro linear de 90%). O MDE global TanDEM-X, adquirido com interferometria SAR em passagem única, foi concluído em setembro de 2016. Este artigo fornece uma avaliação única da precisão do MDE global TanDEM-X final usando dois conjuntos de dados de pontos de referência de GPS diferentes, que estão distribuídos por todos os continentes, para caracterizar completamente o erro absoluto de altura. Primeiramente, a precisão vertical absoluta é examinada por cerca de três milhões de pontos de GPS cinemáticos (KGPS) globalmente distribuídos, derivados de 19 trilhas de KGPS cobrindo um comprimento total de cerca de 66.000 km. Em segundo lugar, é realizada uma comparação com mais de 23.000 pontos de “GPS em Marcos de Referência” (GPS-on-BM) fornecidos pelo Serviço Geodético Nacional dos EUA (NGS) espalhados por 14 tipos diferentes de cobertura do solo da base de dados de Cobertura do Solo Nacional dos EUA (NLCD). Ambas as comparações de GPS comprovam um erro absoluto médio vertical do MDE TanDEM-X menor que ±0,20 m, um Erro Quadrático Médio (RMSE) menor que 1,4 m e um excelente erro absoluto linear de altura de 90% abaixo de 2 m. Os valores de RMSE são sensíveis aos tipos de cobertura do solo. Para vegetação baixa, o RMSE é ±1,1 m, enquanto é levemente maior para áreas desenvolvidas (±1,4 m) e para florestas (±1,8 m). Esta validação confirma um erro absoluto de altura excepcional, no nível de confiança de 90%, do MDE global TanDEM-X, superando o requisito por um fator de cinco. Devido aos seus extensos e globalmente distribuídos conjuntos de dados de referência, este estudo é de considerável interesse para aplicações científicas e comerciais.