GEM-15: Near-Global Surface and Terrain Elevation Models (15m) (Experimental)

projects/climate-and-sustainability/assets/gem-15_v1
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此数据集属于发布商目录,并非由 Google Earth Engine 管理。 如需报告 bug 或查看 Climate and Sustainability Catalog中的更多数据集,请发送电子邮件至 eoscience-eng@google.com 。详细了解发布方数据集。

目录所有者
Climate and Sustainability
数据集可用时间
2025-01-01T00:00:00Z–2025-01-01T00:00:00Z
数据集生产者
Earth Engine 代码段
ee.ImageCollection("projects/climate-and-sustainability/assets/gem-15_v1")
标记
climate-and-sustainability dem elevation elevation-topography google height ml publisher-dataset topography

说明

Google 的近乎全球的 15 米高程模型 (GEM-15) 是一个实验性(正在审核中)的近乎全球的高程数据集,网格间距为 15 米,源自亚米级光学立体卫星图像。该数据集由 2024 年之前获取的光学立体图像构建而成(主要是 2022 年至 2024 年的 30 厘米 Pléiades Neo 图像,辅以 WorldView-2/3/4、GeoEye-1、Pléiades 1A/1B 和 1.5 米 SPOT 立体图像),将原始 0.5 米 DSM 重建和 1.0 米 DTM 预测聚合到 15 米分辨率。

除了主要的 15 米数字表面模型 (dsm) 之外,GEM-15 还包括 单元内高程百分位 (dsm_percentile_5、dsm_percentile_50、 dsm_percentile_95)、子网格高程标准差 (dsm_std),以及 在聚合之前使用深度学习模型以 1.0 米分辨率预测的裸地数字地形模型 (dtm)。您还可以通过 GEM-15 Earth Engine 应用以交互方式探索 高程图层。

所有高程图层均以米为单位报告正交高程,参考 EGM96 大地水准面垂直基准 (EPSG:5773),并以 15 米像素分辨率投影到本地 UTM 区域。

可能的用途:

  • 洪水和淹没建模: 使用 15 米裸地 dtm 和 dsm 图层进行流域、流量和淹没建模。
  • 树冠和建筑物高度估计: 将 dsm_percentile_95 (或 dsm)与 dtm 结合使用,以估计地面以上建筑物和森林树冠 高度 (dsm - dtm) 以及局部垂直变异性 (dsm_std)。请注意, 由于立体限制,超高(约>50 米)建筑物通常无法很好地捕获。
  • 地形分析: 使用 15 米高程图层进行卫星图像正射校正以及坡度或坡向计算。

限制:

  • 多时相图像: 图块由三个传感器层级的多视图图像构建而成:63.2% 的映射图块使用 2022 年至 2024 年的 30 厘米 Pléiades Neo 图像,24.4% 使用其他亚米级传感器(WorldView-2/3/4、GeoEye-1、Pléiades 1A/1B),12.4% 使用 1.5 米 SPOT 图像。时相转换可能会出现在采集边界处。
  • 覆盖范围排除项: 覆盖范围从南纬 60° 到北纬 84°,不包括俄罗斯、中国大陆、蒙古、格陵兰和南极洲。印度数据已偏移(偏移量在印度境外数十公里处逐渐减小),以符合印度地理空间法规。
  • 水体掩膜和空洞: 水体(加上 9 米缓冲区)、冰雪、盐滩和其他低纹理表面(约占单元格的 1-3%),以及与 Copernicus GLO-30 相差超过 50 米的像素,均被掩盖为无数据。
  • 茂密的森林树冠: 由于高程源自光学立体图像而非 LiDAR,因此在地面无法从上方看到的茂密森林中,裸地 dtm 的准确性较低。
  • 绝对垂直准确性: 相对于机载激光雷达,区域平均偏移量为几米(论文中验证区域的偏移量为 -4.8 米至 +1.9 米)。如果绝对精度至关重要,请针对本地控制进行偏差校正。

频段

频段

像素大小:15 米(所有频段)

名称 单位 像素尺寸 说明
dsm m 15 米

数字表面模型(15 米单元格内 2.5 米双线性原始 DSM 的平均值)

dsm_std m 15 米

15 米单元格内 2.5 米双线性原始 DSM 的标准差

dsm_percentile_5 m 15 米

15 米单元格内 2.5 米双线性原始 DSM 的第 5 百分位

dsm_percentile_50 m 15 米

15 米单元格内 2.5 米双线性原始 DSM 的第 50 百分位(中位数)

dsm_percentile_95 m 15 米

15 米单元格内 2.5 米双线性原始 DSM 的第 95 百分位

dtm m 15 米

裸地数字地形模型(15 米单元格内 2.5 米双线性原始 DTM 的平均值)

使用条款

使用条款

此数据集已获得 CC-BY 4.0 许可,并且需要提供以下提供方信息:"此数据集由 Google 制作"。

引用

引用:
  • Batchu, V. V. 等人 (2026)。GEM-15:源自亚米级光学立体图像的全球表面和地形高程模型(15 米)。

通过 Earth Engine 探索

代码编辑器 (JavaScript)

// --- Cyclic Color Palette (256 steps) ---
var elevationPalette = [
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  '#7267ff', '#7569ff', '#786aff', '#7b6cff', '#7e6eff', '#8170ff', '#8471ff',
  '#8773ff', '#8a75ff', '#8d76ff', '#9077ff', '#9378ff', '#9679ff', '#997aff',
  '#9c7bff', '#a07cff', '#a37dff', '#a77eff', '#aa7fff', '#ae80ff', '#b180ff',
  '#b581ff', '#b882ff', '#bc83ff', '#bf84ff', '#c284ff', '#c585ff', '#c885ff',
  '#cb86ff', '#ce86ff', '#d186ff', '#d486ff', '#d786ff', '#da86ff', '#dd87ff',
  '#e087ff', '#e287ff', '#e587ff', '#e886fe', '#ea86fd', '#ec86fc', '#ee86fb',
  '#f086fa', '#f285f9'
];

// --- GEM-15 Collection & Elevation Bands ---
var gem15Collection = ee.ImageCollection(
    'projects/climate-and-sustainability/assets/gem-15_v1');
var gemMosaic = gem15Collection.mosaic();

var dsm = gemMosaic.select('dsm');
var dtm = gemMosaic.select('dtm');
var dsm_50 = gemMosaic.select('dsm_percentile_50');
var dsm_5 = gemMosaic.select('dsm_percentile_5');
var dsm_95 = gemMosaic.select('dsm_percentile_95');
var dsm_std = gemMosaic.select('dsm_std');

// Structural Heightmap (nDSM)
var heightmap = dsm.subtract(dtm);

// --- Base Global DEMs ---
// They are all based on an EGM2008 geoid, whereas GEM-15 is based on EGM96,
// however the visual difference is minimal. Please perform a geoid correction
// for precise altimetric measurements.
var copernicusDem = ee.ImageCollection('COPERNICUS/DEM/GLO30_2024_1').mosaic().select('DEM');
var alosDem = ee.ImageCollection('JAXA/ALOS/AW3D30/V4_1').mosaic().select('DSM');
var nasadem = ee.Image('NASA/NASADEM_HGT/001').select('elevation');

// --- Cyclic Hillshade Visualization Helper ---
// Because GEM-15 tiles span multiple UTM zones, the mosaic does not retain a
// single native projection. Reproject to a metric grid at native resolution
// before computing hillshade.
function visualizeCyclic(image, cycleMax, nativeScale) {
  cycleMax = cycleMax || 100;
  nativeScale = nativeScale || 15;
  var dem = image.select(0);
  var cycle = ee.Image.constant(cycleMax);

  var gridDem = dem.reproject({
    crs: 'EPSG:3857',
    scale: nativeScale
  });

  var cyclic = gridDem.mod(cycle).add(cycle).mod(cycle);
  var rgb = cyclic.visualize({
    min: 0,
    max: cycleMax,
    palette: elevationPalette
  });

  var hs = ee.Terrain.hillshade(gridDem)
                     .divide(255)
                     .multiply(0.6)
                     .add(0.4);

  var hs3Band = ee.Image.cat([
    hs.rename('vis-red'),
    hs.rename('vis-green'),
    hs.rename('vis-blue')
  ]);

  return rgb.multiply(hs3Band).toByte();
}

// --- Viewport Setup ---
Map.setCenter(2.165, 41.395, 14);

// --- Map Layers ---
Map.addLayer(
    visualizeCyclic(nasadem, 100, 30), {},
    'NASADEM 30m (Cyclic 100m + Hillshade)', false);
Map.addLayer(
    visualizeCyclic(alosDem, 100, 30), {},
    'ALOS AW3D30 (Cyclic 100m + Hillshade)', false);
Map.addLayer(
    visualizeCyclic(copernicusDem, 100, 30), {},
    'Copernicus GLO-30 (Cyclic 100m + Hillshade)', true);
Map.addLayer(
    visualizeCyclic(dtm, 100, 15), {},
    'GEM-15 DTM (Cyclic 100m + Hillshade)', true);
Map.addLayer(
    visualizeCyclic(dsm, 100, 15), {},
    'GEM-15 DSM (Cyclic 100m + Hillshade)', true);
Map.addLayer(
    visualizeCyclic(dsm_50, 100, 15), {},
    'GEM-15 DSM 50th Percentile (Cyclic 100m + Hillshade)', false);
Map.addLayer(
    visualizeCyclic(dsm_5, 100, 15), {},
    'GEM-15 DSM 5th Percentile (Cyclic 100m + Hillshade)', false);
Map.addLayer(
    visualizeCyclic(dsm_95, 100, 15), {},
    'GEM-15 DSM 95th Percentile (Cyclic 100m + Hillshade)', false);
Map.addLayer(
    visualizeCyclic(dsm_std, 100, 15), {},
    'GEM-15 DSM Std (Cyclic 100m + Hillshade)', false);
Map.addLayer(
    heightmap, {min: 0, max: 25, palette: ['white', 'darkgreen']},
    'Heightmap (0-25m)', true);
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