DEM数据生成方法
DEM数据获取方法
DEM数据获取方法Digital Elevation Model（DEM）是用于描述地球表面高程的数字模型。
它是地理信息系统（GIS）和遥感技术中常用的数据类型之一、DEM数据通常由遥感影像获取，主要有以下三种方法。
1.激光雷达（LiDAR）激光雷达是一种主动遥感技术，通过发射激光脉冲并测量其返回时间以计算地表高程。
激光雷达设备可安装在航空飞机、直升机或地面车辆上。
它能够快速、高效地获取大面积的DEM数据。
使用激光雷达获取DEM数据的过程包括以下几个步骤：a)激光雷达设备通过发射激光脉冲测量地表的反射时间，以计算出地表的高程值。
b)激光雷达采集的原始数据经过处理和校正，生成原始的点云数据集。
c)点云数据经过滤波和分类处理，提取地面点和非地面点。
d)利用地面点生成DEM数据，通过插值算法填充缺失的点，生成完整的DEM数据。
2.光学影像解算光学影像解算是一种 passsive 遥感技术，它通过从卫星或无人机获取的影像数据来推断地表高程。
这些影像数据通常包括航空摄影影像或卫星遥感影像。
利用光学影像解算获取DEM数据的过程大致如下：a)获取高分辨率的遥感影像数据。
b)对影像数据进行预处理，包括去除辐射校正、去除大气校正等步骤。
c)提取影像中的地物特征，如建筑物、道路、水体等。
d)利用地物特征进行图像匹配，通过计算图像特征之间的几何关系，计算地物的地面高程。
3.SAR干涉测量SAR干涉测量是一种基于合成孔径雷达（SAR）数据的遥感测量方法。
它通过测量不同时间的SAR数据之间的相位差来推断地表的高程变化。
SAR干涉测量的过程包括以下几个步骤：a)获取不同时间、不同视角的SAR影像数据。
b)对影像数据进行预处理，包括校正、几何校正等步骤。
c)对两幅SAR影像进行干涉处理，计算相位差。
d)根据相位差计算地表的高程变化。
除了以上三种方法，还有一些其他方法可以获取DEM数据，如GPS控制点测量、地形测量仪、卫星测高仪等。
dem数据是什么
dem数据是什么DEM数据是什么摘要：高程数据模型（Digital Elevation Model，DEM）是地理空间数据的重要组成部分，它描述了地球表面的海拔高度和地形特征。
本文将详细介绍DEM数据的定义、获取方法、应用领域以及常见的DEM数据源，旨在帮助读者更好地理解和利用DEM数据。
一、定义：DEM数据是一种以离散点的方式描述地球表面高程的数学模型。
简单来说，它将地球表面划分为一系列规则的网格或栅格，每个网格点都对应一个海拔高度值。
根据DEM数据的精度不同，这些高度值可以表示数米到数百米之间的范围。
二、获取方法：1. 激光雷达测量：激光雷达是获取高精度DEM数据的主要工具之一。
它通过发射激光束并测量返回的反射时间来计算地表距离，进而确定地表的高程数据。
2. 光学影像测量：利用航空和卫星遥感技术获取的光学影像也可以用来生成DEM数据。
通过对影像进行几何校正和高程解算处理，可以得到地表的高程信息。
3. 陆地测量：地理测量工程师的陆地测量测量技术也可用于获取DEM数据。
通过使用全站仪、GPS等设备进行测量，再通过数据处理生成DEM数据。
三、应用领域：DEM数据在地理信息系统（GIS）和遥感应用中有着重要的作用，广泛应用于以下领域：1. 地形分析：DEM数据可以用来分析地形特征，如山脉、河流、湖泊等。
通过对DEM数据进行计算和建模，可以获得水文模型、洪水模型等，为地质灾害的预测和防范提供支持。
2. 地质勘探：DEM数据可以用于地质勘探，帮助揭示地下的地质构造和地下水资源分布情况。
通过对DEM数据进行分析和解译，可以确定矿产资源的潜力，为矿产勘探和开采提供指导。
3. 城市规划：DEM数据可以用来构建城市数字地形模型，为城市规划和基础设施建设提供支持。
通过对DEM数据进行可视化和分析，可以评估城市的景观特征，优化城市的道路和建筑布局。
4. 农业和生态研究：DEM数据可以用来研究农田的排灌系统和土地利用规划。
dem的概念及建立方法及领域
dem的概念及建立方法及领域
DEM（Digital Elevation Model）是数字高程模型的缩写，是一种用于描述地球表面高程信息的数学模型。
DEM可以通过测量、遥感技术和地形插值等方法获取地表高程数据，并将其以数字形式表示出来。
DEM的建立方法主要有以下几种：
1. 测量法：通过使用全站仪、GPS等测量设备直接测量地面高程，然后将测量数据进行处理和插值，生成DEM。
2. 遥感法：利用航空摄影、卫星遥感等技术获取地表高程数据，然后通过图像处理和数字化等方法生成DEM。
3. 插值法：通过已知高程点的数据，利用插值算法推算出其他位置的高程值，从而生成DEM。
DEM的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：
1. 地形分析：DEM可以用于地形分析，如地形剖面、坡度、坡向、流域分析等。
2. 地质勘探：DEM可以用于地质勘探，如地质构造分析、地质灾害评估等。
3. 水文模拟：DEM可以用于水文模拟，如洪水模拟、水资源评估等。
4. 土地利用规划：DEM可以用于土地利用规划，如土地适宜性评价、土地开发潜力分析等。
5. 三维可视化：DEM可以用于三维可视化，如地形模拟、虚拟现实
等。
总之，DEM是一种用于描述地球表面高程信息的数学模型，可以通过测量、遥感技术和地形插值等方法进行建立，广泛应用于地理信息系统、地质勘探、水文模拟、土地利用规划等领域。
tin生成dem的原理
tin生成dem的原理DEM（Digital Elevation Model）是数字高程模型的缩写，是一种用来描述地球表面高程信息的数学模型。
而TIN（Triangulated Irregular Network）则是一种常用的DEM生成方法之一。
本文将介绍以TIN生成DEM的原理。
TIN生成DEM的过程主要分为三步：数据采集、三角网剖分和高程插值。
第一步，数据采集。
在生成DEM之前，需要先收集地面高程数据。
常用的数据采集方法有激光雷达、航空摄影、卫星测绘等。
这些技术可以获取大量的高程点数据，以及与之相关的属性信息。
第二步，三角网剖分。
三角网剖分是将采集到的高程点数据进行三角形网格的划分。
划分后的三角形网格能够准确地描述地形的细节，同时保证相邻三角形之间的连续性。
常用的三角网剖分算法有Delaunay三角剖分算法、TIN插值算法等。
第三步，高程插值。
在三角网剖分完成后，需要对三角形网格中的每个顶点进行高程值的插值处理，以得到整个地表的高程模型。
常用的插值方法有线性插值、反距离权重插值、克里金插值等。
插值的结果即为TIN生成的DEM。
TIN生成DEM的原理基于以下假设：地表的高程变化是连续的，相邻点之间的高程变化是平滑的。
通过三角网剖分和高程插值，可以在三角形网格中准确地描述出地形的细节，并确保相邻区域的高程变化平滑过渡。
TIN生成DEM的优点在于能够准确地描述地形细节，适用于复杂地形的表达。
同时，TIN模型还具有较小的数据存储量，能够高效地进行数据处理和分析。
然而，TIN生成DEM也存在一些限制。
首先，TIN模型的生成需要大量的高程点数据，数据的采集和处理成本较高。
其次，TIN模型在描述平坦区域时可能会引入冗余信息，导致数据冗余和存储浪费。
另外，TIN模型对于大范围的地形表达可能不够准确，需要进行后期的数据处理和修正。
以TIN生成DEM的原理是通过数据采集、三角网剖分和高程插值三个步骤来构建地表高程模型。
DEM数据获取方法资料
DEM数据获取方法资料DEM（Digital Elevation Model）数字高程模型是通过测量和计算地球表面的高程数据而生成的一种地形表面的模型。
DEM数据广泛应用于地形分析、地貌与水文模拟、三维可视化、地球科学研究、环境规划等领域。
获取DEM数据的方法主要有空间遥感技术、测绘技术和数值高程模型。
一、空间遥感技术获取DEM数据1.激光雷达（LiDAR）技术：激光雷达技术通过激光的脉冲反射来测量地表的高程，能够高精度地获取地形数据。
激光雷达设备搭载在航空器或地面车辆上，通过扫描地面并记录雷达返回的信号，高效地获取大面积DEM数据。
2.雷达干涉（InSAR）技术：雷达干涉技术利用合成孔径雷达成像来测量地表的形变和高程变化。
通过使用两个或多个雷达图像，可以计算地表的高程信息，并生成DEM数据。
这种技术可以应用于大面积的地表变形监测和地形测量。
3.卫星测高：卫星测高技术通过卫星载荷接收和处理地表的雷达回波信号，测量地表的高程，并生成高精度DEM数据。
这种方法适用于获取大范围的DEM数据，但精度相对较低。
二、测绘技术获取DEM数据1.地面测量：地面测量是通过在地面上放置测量仪器，通过测量角度、距离和高程来获取地表的高程信息。
常见的地面测量方法包括全站仪、GPS测量等，可以获取高精度的局部DEM数据。
2.摄影测量：摄影测量是通过航空或航天平台上的相机拍摄地面的图像，并通过图像处理和测量方法来推算地表的高程信息。
该方法适用于中等精度的大范围DEM数据获取。
3.地形测绘：地形测绘是通过现场勘测和测量获取地形数据，包括通过地形测图、地形描图和地形探测来获得地表高程数据。
这种方法适用于小范围和高精度的DEM数据获取。
三、数值高程模型获取DEM数据1.数学建模：数学建模是通过现有地表高程数据进行数学建模和插值方法来推算出没有测量点的地表高程数据。
常用的数学建模方法包括三角网格插值、反距离权重插值等，可以较好地还原地表的高程。
dem建立的一般步骤
dem建立的一般步骤：
dem（数字高程模型）的建立一般遵循以下步骤：
1.定向建模型：在MapMatrix系统下导入空三成果文件。
为了保证数据的准确性，整
个测区的空三成果需导入外业控制点进行定向评估，如不能满足规范限差要求，需要重新定向，直到满足精度要求为止。
再进行绝对定向，核线重采样，建立立体模型。
2.生成单模型DEM：设置好相关参数，软件自动生成DEM。
3.DEM拼接：将图幅所需的单模型DEM拼接在一起，根据比例尺设置标准分幅或者
任意分幅利用系统的DEMX模块裁切单幅DEM。
4.DEM编辑：DEM生成后，将数字高程模型格网点或自动匹配结果映射到影像立体模
型上进行编辑，使数字格网点或匹配点、线尽量切准地面。
预处理结束后进行影像匹配以及对匹配结果进行编辑。
编辑完后可作为成果输出。
数字高程模型第三章DEM数据获取方法
扫描与矢量化：黑色或彩色扫描，扫描参数根据图件信息量、线划密度、质量等因素调节，一般分辨率不小于300dpi。扫描后进行矢量化。 数据分层：主要用于DEM的层有地形信息层、水系层、推测区域、辅助高程层、公里网层等。
2.摄影测量数据采集方法 1〕摄影测量的根本原理：利用在不同地方获取的具有一定重叠度的同一景物的两张影像，在室内建立立体模型，对其进行三维量测。 2〕摄影测量的信息获取方式 航空/航天摄影测量：飞行器上搭载摄影测量设备〔传感器〕，垂直摄影方式获得数据。 地面摄影测量：采用倾斜摄影或交向摄影方式获取数据。
基于不同观点的采样 1.统计学观点：DEM外表可以看作是点的特定集合〔采样空间〕有随机采样和系统采样两种方法。因此，对特定集合的研究可以转化为对采样数据的研究。 随机采样：对各采样点以一定概率进行选择，各点被选中的概率各不相同〔假设概率相同那么为简单随机采样〕。 系统采样：也称规那么采样，以预先设定的方式确定采样点，各采样点被选取得概率为100%。
5 . 地貌单元类型 不同的地貌类型划分对DEM数据采集有一定的指导意义，如黄土地貌破碎，要分布较的采样点，而平原地区高程数据的精度要求比较高〔对坡向、流域网络影响比其他地区要大〕。
采样数据的属性 采样：确定在何处需要量测点的过程，这个过程由三个参数决定：点的分布、点的密度和点的精度。 1.采样数据的分布：由数据位置和结构来确定，指数据点的分布形态。 位置由地理坐标系统中经纬度或格网坐标系统中坐标决定。 结构〔分布〕的形式很多，因地形特征、设备、应用的不同而不同。 结构〔或分布〕的类别之间没有明显的界线和标准，实际采样时相互之间很多时候是重叠的。
5.选择性采样：根据地形特征进行选择性采样，沿山脊线、山谷线、断裂线、离散特征点〔山顶点〕等。 优点是只需以少量的点便能使其所代表的地面具有足够的可信度。 6.混合采样：将选择性采样与规那么格网采样相结合或者是选择性采样与渐进采样相结合的方法。
测绘技术如何进行DEM生成与分析
测绘技术如何进行DEM生成与分析测绘技术在地理信息系统（GIS）和遥感领域中起着重要的作用。
其中，数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）的生成和分析是测绘技术应用的重要方面之一。
本文将介绍DEM的生成和分析的基本原理和方法。
一、DEM生成DEM是地球表面高程信息的数字化表示，可以呈现出地面的起伏和形状。
常见的DEM生成方法有光学影像法、激光雷达法和雷达干涉法等。
1. 光学影像法光学影像法是利用航空或卫星遥感影像来生成DEM的一种方法。
通过对图像进行几何矫正和配准，可以获取地面上的特征点的坐标，并计算出其高程信息。
这种方法常用于大面积的地形测量和地貌分析。
2. 激光雷达法激光雷达法是利用激光器向地面发射激光束，通过测量激光束的反射时间和回波强度来计算地面点的坐标和高程信息。
这种方法具有高精度和高分辨率的优势，常用于山地地形的测量和建模。
3. 雷达干涉法雷达干涉法是利用合成孔径雷达（SAR）的干涉图像来生成DEM的一种方法。
通过对两幅或多幅干涉图像进行差分操作，可以获取地表的高程变化信息。
这种方法适用于大范围的地表变形监测和地震研究。
二、DEM分析DEM生成后，可以进行各种地形参数的分析和应用。
下面介绍几种常见的DEM分析方法。
1. 地形剖面分析地形剖面分析是对DEM数据进行剖面提取，以了解地面的起伏变化情况。
通过剖面分析，可以获取地面的高程变化曲线，并进一步计算地形参数，如坡度、坡向、高程差等。
这些参数对地质研究、水文模拟和土地规划等领域具有重要意义。
2. 流域提取和水流模拟利用DEM数据可以提取出流域范围，并计算出流域的面积、长度和周长等属性。
同时，基于DEM数据，还可以进行水流模拟和洪水预测。
通过建立流域模型，模拟水流在地表的流动过程，从而预测洪水灾害的发生和影响。
3. 三维可视化和地形重建利用DEM数据可以进行三维地形模型的可视化和地形重建。
通过DEM数据，可以构建真实的地形模型，使人们能够直观地了解地貌特征和地形变化。
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DEM数据制作方法与步骤
摘要：DEM数据是地形可视化表达和地形分析的基础。
就目前DEM 数据的类型、DEM数据生成的方法进行了研究和探讨，并在ArcGIS 平台的基础上，构建了试验环境，初步实现了由高程数据生成格网DEM数据和TIN DEM数据的思路、方法与步骤。
关键词：DEM；等高线；格网；TIN；ArcObjects
引言
DEM是多学科交叉与渗透的高科技产物，已在测绘、资源与环境、灾害防治、国防等与地形分析有关的各个领域发挥着越来越大的作用，也在国防建设与国民生产中有很高的利用价值。
ArcGIS是美国ESRI公司开发的一套功能强大的GIS软件。
ArcObjects是ArcGIS提供的一套开发组件库，可以开发出所需要的各种GIS功能，同时为用户提供了更大的开发自主性，它为用户提供了一套完整的生成DEM数据和进行各种DEM分析的对象库和接口，用户可以使用这些对象库和接口快速创建自己的应用软件系统。
现基于ArcObjects生成DEM数据的方法进行了初步的研究和探讨。
1 DEM数据的常见表现形式
DEM模型按照数据的表现形式主要分为两种：不规则三角网（Triangulated Irregular Network简称TIN，也称三角网DEM）和规则格网（简称GRID，也称格网DEM）。
1.1规则格网（GRID）格式DEM
GRID是以规则排列的正方形网格来表示地形表面。
GRID数据结构简单，数据存储量小，还可压缩存储，适合于大规模的使用和管理。
现在我们常说的DEM及大规模的DEM数据建设，主要是指这种形式，这里所称的数字高程模型DEM，也是指GRID。
栅格模型支持大量丰富的空间分析，比如空间一致性分析、邻近分析、离散度分析以及最低成本路径分析等，这些分析速度也比较快。
1.2不规则三角网（TIN）格式DEM
TIN采用离散数据点生成的连续的不重叠的不规则三角形网格来表示地形表面，在地形平坦的区域，三角形较少，而在地形复杂的区域，三角形较多。
因此，TIN能较好地顾及地形地貌特征，逼真表示复杂地形的高低起伏变化，并且能够克服地形平坦区域的数据冗余。
但TIN的数据结构复杂，数据量大，一般只适用于小范围大比例尺的高精度地形建模。
由于三角形在形状和大小方面有很大的灵活性，所以这种模型能较容易表示断裂线和地形起伏较大的区域。
TIN模型还支持很多的表面分析，如计算高程、坡度、坡向、进行体积计算、创建剖面图等，因此TIN建模方法在地形表面建模中引起了越来越多的注意，在GIS 中得到了普遍使用，已成为表面建模的主要方法之一。
在ArcGIS中主要提供了RASTER和TIN两个类型的数据，它们分别对应GRID数据和TIN数据。
在ArcGIS中的各种三维操作和三维分析功能都是基于这两种数据进行的。
所以这里也主要研究和探
讨基于网格（GRID）和基于不规则三角网（TIN）来生成DEM数据。
2 RASTER（GRID）数据的生成
在实际生产中，经常要利用等高线数据直接内插生成DEM数据，或者利用具有高程值的一定密度的离散点内插生成相应的DEM 数据，从用户的角度出发，利用等高线数据直接内插生成DEM数据是一种经常采用的方法。
在实际应用中，通常有两种内插方法，一种是沿预定轴方向的等高线直接内插法，首先计算预定轴与相邻等高线的交点，然后利用这些交点通过基于点的内插方法完成内插的过程。
另一种是沿内插点最陡坡度的内插，首先搜索相邻等高线上沿最陡坡度上的两点，然后根据这两点线性内插出格网结点的高程值。
实际上，等高线内插的核心问题在于如何确定用于内插所需要的点。
在ArcObjects组件库中并没有提供直接由含有高程信息的等高线直接内插来生成GRID数据的方法，而是提供了利用具有高程值的离散点内插生成RASTER数据。
我们可以利用间接的办法来实现：先将等高线数据生成TIN类型的DEM数据，然后再将TIN转换成RASTER数据。
实现思路和步骤：
（1）首先需要添加一个带有高程值的数据，作为生成RASTER 的源数据；（2）通过从数据集中选择它的高程字段来创建一个FeatureClassDescriptor对象。
该对象是一个从数据集中提取了高程字段新对象，作为进行内插操作的一个输入对象；（3）使用
IRasterAnalysisEnvironment接口设置输出Raster网格的大小；（4）使用IInterpolationOp接口中的内插方法IDW进行内插操作；（5）生成并保存输出文件。
3 TIN数据的生成
等高线生成三角网主要有三种方法：等高线离散点直接生成TIN方法、将等高线作为特征线的方法、自动增加特征点及优化TIN 的方法。
3.1等高线离散点直接生成TIN
首先将等高线上的点离散化，然后使用从不规则点生成TIN的方法生成TIN，这种方法并没有考虑等高线数据的特殊结构，会出现各种各样的问题，如：出现三角形的三个顶点都位于同一条等高线（即所谓的平三角形），或者三角形某一边穿过了等高线的情况，而这些情况按照TIN的特性来说都是不允许的。
在实际应用中，这种算法很少直接使用。
3.2将等高线作为特征线的方法
将每一条等高线当作断裂线或结构线，对于三角形而言，至多只能从同一等高线取两个点，并且规定在这些线上不能有三角形生成。
3.3自动增加特征点及优化TIN的方法
这种方法的实质是将等高线离散化建立TIN，采用增加特征点的方式来消除TIN中的“平三角形”，并使用优化TIN的方式来消除不合理的三角形。
利用ArcObjects在生成DEM的方法上，TIN比Raster实现起来更容易一些，实现步骤如下：
（1）加载一个等高线数据集，用来生成TIN；（2）将该等高线数据集的空间引用设置为要创建TIN的空间引用；（3）利用ITinEdit 接口中的InitNew方法生成TIN；（4）由于生成的TIN没有高程信息，还要利用ITinEdit接口中的AddFromFeatureClass方法添加高程信息到TIN中；（5）保存TIN数据。
结束语
DEM数据是GIS中进行地形可视化表达和地形分析的重要基础，而DEM数据生成方法的选择，直接决定了DEM数据生成的效率和质量，这里在对生成DEM数据的相关算法和技术研究的基础上，基于ArcGIS的ArcEngine二次开发平台，利用ArcObjects组件库提供的相关接口实现了DEM的生成，从实际效果来看，其数据的表现形式和精确度还是较令人满意的，当然，这还只是对DEM数据的生成方法进行了试验性的研究和探讨，真正要发挥DEM数据的作用，还需要结合具体的实际应用，进行结构和功能上的不断完善，尤其是在生成DEM数据的基础上进行各种相关的地形分析。
参考文献
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[2]汤国安，刘学军，闾国年.数字高程模型及地学分析的原理与方法[M].北京：科学出版社，2005.
[3]邬伦等.地理信息系统原理、方法和应用[M].北京：科学出版社，
2001.
作者简介：张禹，2004年毕业于中南大学地理信息系统专业，助理工程师，主要从事航测内业工作。