基于DEM数据的三维地形地貌

数字高程模型（DEM）——知识汇总一、数字高程的定义数字高程模型（Digital Elevation Model,简称DEM）是DTM中最基本的部分，它是对地球表面地形地貌的一种离散的数学表达。

DEM表示区域D上的三维向量有限序列，用函数的形式描述为：式中,X i,Y i是平面坐标，Z i是（X i ,Y i）对应的高程。

二、数字高程的特点1）表达的多样性，容易以多种形式显示地形信息。

2）精度的恒定，常规地图对着时间的推移，图纸将会变形，而DEM采用数字媒介，能够保持精度不变。

3）更新的实时性，容易实现自动化，实时化。

4）具有多比例尺特性。

三、数字地面模型（DTM）、数字高程模型（DEM）和数字地形模型（DGM）的区别表 1 三者的区别与联系四、数字高程数据1. 来源：DEM数据包括平面和高程两种信息，常用的数据来源有：影像，现有的地形图，地球本身，其他数据源。

2. 数字高程数据类型1) 分辨率①. 10米DEM数据全国10米数字高程模型数据，为栅格图像数据，图像分辨率为10米，数学基础采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）及Albers投影。

数据像素值记录了点位高程。

高程值计量单位为米。

②. 12.5米DEM数据12.5米DEM数据是由ALOS的PALSAR传感器采集。

该传感器具有高分辨率、扫描式合成孔径雷达、极化三种观测模式。

该数据水平及垂直精度可达12米。

ALOS（Advanced Land Observing Satellite）卫星于2006年1月24日由日本发射升空，载有3个传感器：全色测绘体例测绘仪（PRISM），主要用于数字高程测绘；先进可见光与近红外辐射计-2（AVNIR-2），用于精确陆地观测；相控阵型L波段合成孔径雷达（PALSAR），用于全天时全天候陆地观测。

③. 不同分辨率下的晕渲图对比10m分辨率数据12.5m分辨率数据来源： databox.store/product/Details/344图1 不同分辨率下的晕渲图2) 遥感测量方法a) SRTM数据SRTM（Shuttle Radar Topography Mission），由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量。

DEM数据的主要应用及原理1. 什么是DEM数据DEM（Digital Elevation Model）是数字高程模型的缩写，指代地理信息系统中描述地球或其他天体表面的数字化表达方式。

DEM数据常用于地形分析、地貌模拟、山脉建模等应用。

DEM数据以栅格形式表示，每个栅格单元都有一个高度值，表示该点的地面高度或海底深度。

2. DEM数据的主要应用2.1 地形分析DEM数据在地形分析中起到了至关重要的作用。

通过DEM数据，可以计算地表坡度、坡向、流域分析等。

这些分析结果对于土地利用规划、水文模拟、自然灾害评估等工作具有重要的参考价值。

2.2 地形模拟DEM数据能够用于地形建模和地貌模拟。

通过DEM数据，可以生成真实的三维地形模型，用于景观设计、视觉效果展示等领域。

2.3 自然资源管理DEM数据可用于自然资源管理。

通过分析DEM数据，可以确定适宜农业、林业、牧业等利用的地区，优化资源配置。

此外，DEM数据也可用于分析地下水资源分布和流向，指导水资源利用规划和管理。

2.4 地理信息系统应用DEM数据是地理信息系统中的重要数据源之一。

在地理信息系统应用中，DEM数据常用于地形分析、可视化、导航、地图制作等领域。

3. DEM数据的获取原理DEM数据的获取方法多种多样，常见的包括： - 3.1 传统测量方法传统测量方法是通过实地测量手段来获取地面海拔高度数据。

这些方法包括全站仪、测量仪器等。

• 3.2 遥感技术遥感技术是通过遥感卫星或飞机等载体，利用传感器对地球表面进行观测，并获取DEM数据。

遥感技术可以快速获取大范围的高程数据，对于地形分析和地形模拟具有重要的作用。

• 3.3 激光雷达技术激光雷达技术利用激光束对地表进行扫描和测量，获取地面高程数据。

这种技术具有高精度、高分辨率的特点，广泛应用于城市建设、交通规划、防灾减灾等领域。

• 3.4 其他方法除了上述方法，还有一些其他方法可以用于获取DEM 数据，如GPS测量、高程插值算法等。

三维地形数据处理教程1用于3DS MAX模型制作的基础地形处理操作比较简单，利用Global Mapper把DEM数据转换DXF 3D 表面文件即可。

注意：1. 导入到MAX中是Mesh文件，点未合并。

2. 文件通常比较大，容易导致计算机响应缓慢，所以数据量要进行控制。

一般是15米分辨率40平方千米是一个极限，一般处理为30米分辨率的。

2VRMap地形制作预处理数据预处理的目的是将各种原始文件转换成VRMap识别的文件格式。

地形文件数据预处理为标准的USGS DEM数据，由于VRMap不识别投影系统，所以只要平面坐标信息正确即可。

影像文件数据预处理为标准的Tiff数据，并需要编辑相应的tab，以便与地形文件相匹配。

由于原始数据的情况比较多，所以这部分工作比较复杂，根据原始数据的情况分为以下几种情况。

2.1最理想情况——客户提供标准的DEM数据和影像数据。

标准的DEM数据：一般是ArcGIS的GRID格式数据，也有直接提供USGS DEM 数据的，数据具有投影坐标系统，数据已经分幅切割完毕。

标准的影像数据：一般是TIFF数据，与DEM数据具有相同的投影坐标系统且匹配良好，已经分幅切割完毕。

对于这种情况，操作如下：DEM数据处理使用global mapper。

1. 如果数据范围较小，只有很少的文件数（一般只有一张），可以直接打开GRID 文件，点击file（文件）菜单，选择输出栅格文件——DEM文件。

可能会弹出对话框提示投影坐标之类的信息，在这里无需管他，确定进入下一对话框。

在弹出的对话框中：一般设置里，垂直单位一般选择meter（米），采样间距一般不修改，但不要小于1米；如原始文件比较大，可以在网格化里指定网格输出的行列数或指定输出的单个DEM的大小；如果想要输出指定范围的DEM，可以在导出边界里选择输出的范围，通常使用全球投影（UTM-米）或绘制方形区域。

在导出边界的全球投影中可以看出DEM的四至，但DEM可能不是矩形，所以不能简单的认为四至就代表角点的坐标值。

dem在地理学中的应用
dem（Digital Elevation Model）在地理学中被广泛应用。

DEM
通过测量和空间分析形成地表高程模型，这种模型对于地质、地形、水文和地形分析等研究具有重要意义。

1. 地形分析：DEM是地形分析的重要工具，可用于确定地势
起伏、坡度、坡向、流域特征等。

DEM可以用于确定地表形态、地表的绝对高程和相对高程差异，为地质地貌和土地利用规划等提供重要的参考依据。

2. 3D地图制作：DEM可以用于生成三维地图，实现对地理空
间的可视化呈现。

通过DEM，可以制作逼真的3D地图，以
便更好地理解地形特征、地貌变化和地理过程。

3. 水文分析：DEM可以用于研究河流、湖泊、水文分区、洪
水模拟等水文过程。

通过DEM，可以计算和分析流域面积、
水流路径、河网特征以及地表径流等。

4. 土地利用规划：DEM可以用于土地评估、土地分类和土地
利用规划。

通过DEM的高程数据，可以对土地资源进行评估，确定适宜的土地利用类型，如农业、城市建设、保护区域等。

5. 自然灾害研究：DEM可以用于预测和模拟自然灾害，如洪水、山体滑坡和地震等。

DEM可以帮助解释自然灾害风险的
分布和影响范围，为防灾减灾提供科学依据。

总之，DEM在地理学中的应用十分广泛，可以用于地形分析、
3D地图制作、水文分析、土地利用规划和自然灾害研究等领域。

它提供了对地表形态和地理过程的定量和空间分析，为地理学研究提供了重要的数据基础。

DEM在土地总体规划中的应用分析作者：张淑娟来源：《中国新技术新产品》2017年第09期摘要：对DEM中的坡度信息以及海拔信息进行有效提取，以密度分析思路为基础，在Arc GIS环境中对试验区地貌进行生成，在土地规划利用土地、编制土地利用、土地划分中可以发挥巨大的作用。

本文主要针对土地总体规划中DEM的应用进行分析。

关键词：土地利用；规划；DEM中图分类号：P208 文献标识码：A土地勘测定界是土地征收利用、土地划拨出让以及土地的流转、土地规划、土地整理、土地开发等工作中至关重要的技术工作，同时该项工作的技术难点又在于计算各类占地面积。

在《土地勘测定界规程》中针对土地面积有着明确的规定，地表在平面的投影所占面积即土地面积，但在实际的土地利用规划中，土地所有权人往往对依照规程所划分的面积并不认可，尤其在农用地流转过程中，依照规程所得到的土地面积往往比农民认知的面积要少，因此农民会要求重新测量，但实际上这一测量精度是准确的。

这种差距主要来自于农民所认知的土地面积为地表面积，而依照规程测量的土地面积为地表投影面积，并且坡度越大二者之间的差异也越大。

为了减少甚至消除地表面积和投影面积的差异，则应当寻找一个方法计算地表面积。

实际生活中地表往往是起伏不规则的，其表面积无法用确切的数学模型予以表达，因而就无法精确地利用数学公式计算出精确的地表面积。

虽然采用一些其他的方式可以尽可能地对地表曲面进行模拟，提高计算结果的精确度，但是往往还是会存在一定的差距。

1. DEM概述但是随着信息技术不断发展，测量技术也不断得到革新，数字化测图技术开始被应用于地形测图中。

利用数字化测图技术可以有效弥补传统测量中的不足，提高测量计算精度，令局部地表面积的高精度计算成了可能。

利用数字化测图进行地形数据以及地物数据的采集，其特征点利用三维坐标表述，相邻两点之间相互连接可以形成空间三角形，从而构成连续坡度，用以表述现实中地表的起伏，这种表述方式也是DEM的表示方法之一，而这些空间三角形面积的总和便可以对应相应地表面积，从而提高地表面积的精确度。

收稿日期:2004-04-25;修订日期:2004-08-04作者简介:石玉华(1971-),女,工程师,从事数据库建库和遥感图像处理等工作。

基于ERDAS 的三维地形景观图制作——以甘肃省敦煌市鸣沙山地形为例石玉华,康贵祥,白建荣(甘肃省基础地理信息中心,甘肃兰州　730000)摘要:简单介绍了DRG 数据和DEM 数据的获取方法,对如何利用已有的DRG 数据和DEM 数据制作三维地形景观图的方法、步骤进行详细的介绍,阐述了三维地形景观图是一种由基础测绘数字产品相互组合而形成的专题地图产品,是一种新型的复合测绘产品。

并对三维地形景观图的应用前景作了展望。

关　键　词:DRG;DEM;三维地形景观图中图分类号:TP 75 文献标识码:A 文章编号:1004-0323(2004)05-0411-041　引　言长久以来,地图是人类用于描述现实世界的主要手段。

由于电子计算机的问世,使用计算机来描述和分析产生在地球空间上的各类现象导致了地理信息学的发展。

地理信息学(Geomatics )源于地球科学(Geosciences )和信息学(Informatics )思想的合成〔1〕。

地学科学是描写地学环境并对浩瀚信息予以综合概括的科学,层次化图形符号的模型化表达是正在迅速发展中的虚拟现实技术(VR)的基石和向导〔2〕,由此各种基于测绘产品的立体图、景观图应运而生。

目前,随着基础测绘生产项目的开展,各测绘单位都生产了大量的4D(DEM 、DOM 、DRG 、DLG)产品,如何最大限度地发挥这些数字产品的作用是当前测绘界需要认真探讨的问题。

三维地形景观图是采用透视学原理,将平面的地形图(DRG )投影到DEM 模型上,通过调整光源的位置和强度,利用DEM 模型的三维特性在视觉上产生立体效果,使人产生立体感,使地形图更直观、易读。

2　DEM 数据处理过程2.1　DEM 数据简介DEM 是数字高程模型(Digital Elevation Models)的英文缩写,数字高程模型是定义在X 、Y 域离散点(规则或不规则)的以高程表达地面起伏形态的数据集合。

DEM基础知识DEM即地面数字高程Digital Terrain Model, 是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

如地面温度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤类型等其他地面诸特征。

数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型。

高程是地理空间中的第三维坐标。

数学表达为：z = f（x，y）DEM是DTM的一个子集，是DTM的基础数据，最核心部分，可以从中提取出各种地形信息，如高度、坡度、坡向、粗糙度，并进行通视分析，流域结构生成等应用分析。

DTM（Digital Terrain Model），数字地面模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一种模拟表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

x、y表示该点的平面坐标，z值可以表示高程、坡度、温度等信息，当z表示高程时，就是数字高程模型，即DEM。

地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。

数字高程模型是地形曲面的数字化表达，就是说，DEM是在计算机存储介质上科学、真实地描述、表达和模拟地形曲面实体，因此它的建立实际上是一种地形数据的建模过程。

DEM的建立首先要对地形曲面进行抽象、总结和提炼，形成高度概括的地形曲面数据模型，然后在此数据模型基础上，将观测数据按照一定的结构组织在一起，形成对数据模型的表述，最后借助计算机实现数据管理和地形重建。

1.DEM质量评价标准保凸性：若逼近面与实际曲面的波动次数相等或接近，而且两者对应的脊线、谷线位置和走向基本一致，则保凸性好，反之保凸性差。

逼真性：逼近面F(x,y)和实际地形曲面f(x,y)对应点之间应满足关系式：MAX|f(x,y)-F(x,y)|≤σ，则认为逼近面达到逼真性要求。

光滑性：光滑性是指曲线上切线方向变化的连续性，或者说曲线上曲率的连续性。

曲线的平顺性指曲线上没有太多的拐点。

dem 实验报告实验报告：探索DEM技术的应用与前景引言地理信息系统（GIS）是一种以地理空间数据为基础，用于收集、存储、处理和分析地理信息的技术。

数字高程模型（DEM）是GIS中的重要组成部分，它是一种用于表示地球表面的数字模型，可以提供地形、地貌和地势等信息。

本实验旨在探索DEM技术的应用与前景，通过实验验证DEM在地理信息分析中的有效性和实用性。

实验设计本实验采用了一种常见的DEM数据集，包含了一片地区的高程数据。

首先，我们使用GIS软件加载DEM数据，并对其进行可视化展示。

然后，我们选择了几个具有代表性的地点，对其进行地形分析和地势分析，以了解DEM在地理信息分析中的应用效果。

最后，我们根据实验结果，对DEM技术的应用前景进行讨论。

实验结果与分析1. 地形分析通过DEM数据，我们可以了解到地区的地形特征。

在实验中，我们选择了一座山峰进行分析。

通过DEM数据，我们可以清晰地看到山峰的轮廓和高度分布。

这对于地质研究、地形测量等领域具有重要意义。

同时，我们还可以利用DEM 数据进行地形剖面分析，了解山峰的坡度和高度变化情况。

这对于规划登山路线、防灾减灾等方面有着重要的实际应用。

2. 地势分析除了地形分析，DEM数据还可以用于地势分析。

在实验中，我们选择了一片湿地进行分析。

通过DEM数据，我们可以看到湿地的地势分布情况，包括湿地的高低起伏、水系的分布等。

这对于湿地保护、水资源管理等方面具有重要意义。

同时，我们还可以利用DEM数据进行洪水模拟分析，预测洪水的扩散范围和影响程度，从而提前做好防洪准备工作。

应用前景与展望DEM技术在地理信息分析中具有广阔的应用前景。

首先，DEM数据可以用于地形建模，为城市规划、交通规划等提供重要参考。

其次，DEM数据可以用于自然资源管理，如森林资源管理、水资源管理等。

此外，DEM数据还可以用于环境保护、气候变化研究等领域。

随着遥感技术和GIS技术的不断进步，DEM技术将会得到更广泛的应用。

【遥感专题系列】影像信息提取之——DEM提取(2013-04-23 08:47:35)转载▼标签：分类：遥感技术dem提取立体像对insar立体成像杂谈DEM除了包括地面高程信息外，还可以派生地貌特性，包括坡度、坡向等，还可以计算地形特征参数，包括山峰、山脊、平原、位面、河道和沟谷等。

在测绘中用于制作正射影像图以及地图的修测。

在遥感应用中可作为分类的辅助数据。

它还是地理信息系统的基础数据，作为三维GIS的基础地形数据。

在军事上可用于导航及导弹制导、作战电子沙盘等。

本文主要包括：∙几个概念∙表示模型∙DEM获取途径∙立体像对DEM提取数字高程模型(Digital Elevation Model)，简称DEM，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。

1.几个概念数字地形模型（DTM, Digital Terrain Model）DTM利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。

最初是为了高速公路的自动设计提出来的（Miller，1956）。

此后，它被用于各种线路选线（铁路、公路、输电线）的设计以及各种工程的面积、体积、坡度计算，任意两点间的通视判断及任意断面图绘制。

●数字高程模型（DEM, Digital Elevation Model）DEM是高程Z关于平面坐标X，Y两个自变量的连续函数， DEM只是它的一个有限的离散表示。

高程模型最常见的表达是相对于海平面的海拔高度，或某个参考平面的相对高度。

●数字表面模型（DSM，Digital Surface Model）DSM是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型。

和DEM相比，DEM只包含了地形的高程信息，并未包含其它地表信息，DSM是在DEM的基础上，进一步涵盖了除地面以外的其它地表信息的高程。

DEM地形分析范文DEM地形分析是通过数字高程模型（DEM，Digital Elevation Model）来研究和分析地表地形的方法。

DEM地形分析主要应用于地质、地貌、水文以及土地利用等领域，具有非常重要的研究价值和实际应用意义。

下面将从DEM的获取方法、数据处理、地形参数和应用等方面进行详细介绍。

DEM的获取可以通过多种途径，常见的方法包括遥感获取、气象雷达测量、激光测高仪等。

其中最常用的是激光雷达技术。

该技术通过激光束扫描地表，测量激光从发射到接收的时间，从而得到地表的高程信息。

激光雷达获取的DEM具有高精度和较大的空间覆盖范围，能够满足大部分地形分析的需求。

在进行DEM地形分析之前，需要对DEM数据进行处理。

首先，对原始DEM数据进行滤波处理，去除残余噪声和突出点。

然后，进行地表平滑处理，消除DEM数据中的局部波动和峰谷现象。

最后，进行数据投影和坐标转换，将DEM数据转换为所需的坐标系统和单位。

DEM地形分析的一个重要内容是地形参数的计算。

地形参数是用来描述地表地形特征的数值指标，包括高程、坡度、坡向、曲率、流域等。

高程是指地表相对于参考水平面的海拔高度。

坡度是指地表的垂直变化率，可以通过计算两个相邻格网之间的高程差得到。

坡向是指地表的最大降水方向，可以通过计算两个相邻格网之间的高程差和相对方位得到。

曲率是指地表高程的曲率变化情况，可以通过计算二阶导数得到。

流域是指一定区域内的地表水收集和排泄的区域，可以通过计算流向和累积面积得到。

DEM地形分析在许多领域有着广泛的应用。

在地质领域，DEM地形分析可以用来研究地壳运动、断裂和地震等现象，从而更好地理解地球内部的构造和演化。

在地貌学领域，DEM地形分析可以用来研究地表的起伏和形态，分析河流的发育过程和侵蚀特征，揭示地貌演化的规律和机制。

在水文学领域，DEM地形分析可以用来研究流域的水文特征，如坡度、坡向、曲率和流域面积等，为洪水预测、水资源管理和水土保持等提供科学依据。