哥白尼数字高程模型(Copernicus DEM, COP-DEM)用于InSAR(Sarscape)处理流程及注意事项

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前言

提示： 下载的 COP-DEM 为 EGM2008 大地水准面参考下的正高，格式为 tif 。在用作 InSAR 参考 DEM 输入时需先进行一系列前期处理

Copernicus DEM GLO-30 (CopDEM GLO-30) 产品是当前最好的全球开源DEM，其平面和垂直精度在开源DEM中是最高的，且数据采集时间较新，非常适合作为InSAR相关处理的参考DEM。该DEM的生产数据源与WorldDEM、TanDEM-X DEM是一样的，由TanDEM-X任务期间获得的全球雷达卫星数据 (2010-2015年) 经过干涉处理等步骤得到。

COP-DEM有3种不同的分辨率产品：EEA-10(10米)、GLO-30(30米)和GLO-90(90米)，其中 EEA-10覆盖39个欧洲国家，GLO-30和GLO-90覆盖全球。本文介绍GLO-30用于InSAR DEM参考的前期处理流程。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、数据下载

全球COP-DEM数据下载不限于以下3种方式：

（1）欧空局哥白尼panda网站：https://panda.copernicus.eu/panda

（2）OpenTopography网站：https://portal.opentopography.org/datasetMetadata?otCollectionID=OT.032021.4326.1

二、导入、拼接、格式转换

1.导入（拼接）

（1）COP-DEM以 以 1°×1° 的 tif 格式分发，当一个区块的DEM即可满足需求时无需拼接，直接将 tif 格式数据导入ENVI并另存为dat格式，File—>save as，选择ENVI格式，保存文件后缀为.dat

（2）若研究区跨越多个数据块，则需先进行拼接（Mosaicking—> Seamless mosaic)。

输出格式选择ENVI，后缀为.dat

2.格式转换

在sarscape中导入上一步 .dat 数据并转换为*.dat_bil （Import Data—> Original ENVI Format)

转换时数据格式选DEM

.dat_bil后缀也可手动修改为 .dem后缀，但本质不变

三、转为WGS84椭球高

下载的COP-DEM是基于 EGM2008 大地水准面参考下的正高，而 InSAR 处理中使用椭球体高程的 DEM 无疑是更好的，可以避免特定地理位置的大地水准面带来的误差。下图表示了正高（基于大地水准面）和椭球体高度（基于参考椭球面）的区别。

在 Sarscape 中进行 DEM 正高和椭球高度的转换，SARscape–>General Tools–>Geoid component
该工具提供了在 InSAR 处理流程前，将大地水准面分量从输入 DEM 中减去的可能性。

另一方面，如果目标是获得正高，该工具允许将大地水准面分量添加到椭球体参考的数字高程模型中。

此处注意自己编写代码转换时需按公式计算，将正高加上区域大地水准面高得到椭球高。但在Sarscape中是相反的，需要选择Subtract Geoid将EGM2008大地水准面参考下的正高转为椭球高

与TanDEM-X 30m DEM WGS84椭球高及EGM2008高度相比，结果显示EGM2008基准下两种DEM的正高完全一致（同源），但经Sarscape计算所得的WGS84椭球高度存在4-5m的误差。

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参考文献

[1] 最佳开源DEM——哥白尼DEM详解. https://mp.weixin.qq.com/s/mbPyw13LyLbB6T2YK5_YxA
[2] Copernicus DEM Product Handbook, June 2022.
[3] Copernicus DEM Validation report, Nov 2020.