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DEM是描述地面高程的基础数据,对于DEM数据精度的评估非常重要。SRTM DEM和ASTER GDEM数据自发布以来得到了广泛应用,AW3D30是2016年日本宇宙航空研究开发机构发布的分辨率为30m的数据,SRTM1 DEM、SRTM3 DEM,ASTER GDEM和AW3D30作为全球免费的典型DEM数据源,获得其精度的对比分析情况,对于与DEM数据相关研究以及应用的数据源选择具有重要参考价值。本文以山西省为研究区域,利用ICESat/GLA14数据对上述四种DEM数据进行绝对垂直精度和相对垂直精度的比较分析,并计算了这四种数据在不同海拔等级、坡度等级、地貌类型和土地利用类型中的误差分布;利用DEM数据提取地形剖面和水系,对其地形表达及水文应用上的情况进行了比较。研究结果表明:(1)垂直精度对比,AW3D30、SRTM1 DEM、SRTM3 DEM和ASTER GDEM的RMSE分别为5.0m、6.2m、9.8m和10.8m,AW3D30最好,ASTER GDEM最差。低坡度SRTM1 DEM和SRTM3 DEM的垂直精度略优于AW3D30,或者与AW3D30相当。低海拔和坡度较小地区,SRTM3 DEM的垂直精度比ASTER GDEM高,而在高海拔、坡度较大和地形起伏较大的地区,ASTER GDEM略优于SRTM3 DEM。(2)相对精度对比,AW3D30、SRTM1 DEM、ASTER GDEM和SRTM3DEM的RMSE分别为2.523%、3.399%、5.224%和5.406%,AW3D30最好,SRTM1 DEM次之,SRTM3 DEM和ASTER GDEM相接近。低坡度情况下,SRTM1 DEM和SRTM3 DEM的相对精度相当。低海拔、低坡度和平原、台地地区,SRTM3 DEM的相对精度比ASTER GDEM好,而高海拔、坡度较大和地形起伏较大的地区,ASTER GDEM略优于SRTM3 DEM。AW3D30的FSR最小,为4.37%,SRTM1为5.80%,SRTM3为8.27%,ASTER GDEM最大,为12.15%。四种DEM数据的FSR随海拔等级和地貌类型变化的规律与垂直误差以及相对误差相反,表明DEM数据点对坡度方向的识别能力在低海拔和地势平坦的地区低于地形起伏较大的地区。(3)剖面对比,ASTER GDEM和AW3D30在平原和台地地区有较多异常值,ASTER GDEM在丘陵地区对地形的表达明显过高;在地形起伏地区,SRTM3 DEM存在较多对山谷的过高估计,SRTM1 DEM和AW3D30数据比较准确。(4)河网对比,SRTM1 DEM的河网套合差最小,为1.35%,SRTM3DEM为1.36%,AW3D30为1.56%,ASTER GDEM为2.75%。所以,总体来看,SRTM1 DEM提取河网的精度最好,ASTER GDEM最差。在平坦区域,SRTM1 DEM和SRTM3 DEM的河网提取精度优于AW3D30和ASTER GDEM;在地形起伏较大的地区,AW3D30的河网提取精度最好,ASTER GDEM最差。通过从绝对垂直误差和相对误差两个方面来分析四种典型开放DEM数据集的精度,给出其在不同海拔等级、坡度等级、地貌类型和土地利用类型中的精度情况以及在地形剖面提取和河网提取应用中的精度差异,有助于DEM数据源的选择。