DEM数据获取方法
测绘技术中的DEM数据处理方法和技巧
测绘技术中的DEM数据处理方法和技巧随着科技的发展，遥感技术在测绘领域中扮演着至关重要的角色。
其中，通过数字地形模型（DEM）数据进行地理信息系统（GIS）分析成为了测绘专家们的常用方法。
DEM数据可以提供高程和地形信息，进而为地质勘探、水资源管理、土地利用规划等领域提供支持。
然而，在处理DEM数据时，我们需要注意一些方法和技巧，以确保数据的准确性和可信度。
首先，数据获取是进行DEM数据处理的第一步。
目前，DEM数据的获取主要有两种方法：高空航拍与地面测量。
高空航拍通常利用卫星或航空器获取，获取到的数据一般分为分辨率较高的全球DEM和分辨率较低但更详细的局部DEM。
地面测量则需要使用专业的测绘仪器，如全站仪或GPS设备，在地面上进行精确测量。
在数据获取时，我们需要注意选择合适的方法，以获取高质量的DEM数据。
接下来是数据处理的步骤。
首先，我们需要对采集到的数据进行预处理。
这一步骤包括数据的去噪和纠正等工作。
由于采集的DEM数据可能存在噪声和误差，我们需要使用滤波算法进行去噪处理，以剔除异常值和噪声干扰。
同时，我们还需要进行数据的纠正，比如校正大气效应和几何变形等，以提高数据的质量和准确性。
在数据预处理完成后，接着是数据分析和建模。
在DEM数据处理中，常见的分析工具有可视化分析、坡度分析、等高线提取等。
可视化分析可以将DEM数据转化为可视化的三维地形模型，以便更好地观察地形特征和变化趋势；坡度分析可计算地表的坡度情况，为土地利用规划和自然灾害预测提供数据支持；等高线提取则可以将DEM数据转化为等高线图，以呈现地形高程变化的分布情况。
通过这些分析工具，我们可以更好地理解和利用DEM数据。
此外，在DEM数据处理中，还有一些常用的技巧和方法。
例如，局部放大和缩小是一种常用的方法，可以用来更详细地观察特定区域的地形特征和变化。
同时，数据插值方法也是必不可少的技巧之一。
由于DEM数据的采样间隔可能不均匀，我们需要使用插值方法来填补数据空缺，以得到连续和平滑的DEM数据。
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提取高程
dem提取高程
DEM（数字高程模型）是一种用于表示地球表面高程的数学
模型。
提取DEM可以通过测量地面高程数据，例如地形测量仪、卫星遥感或激光雷达扫描，然后进行数据处理和分析来生成高程模型。
以下是通常使用的一些方法：
1. 数字化测图：使用测量仪器，如全站仪或GPS，测量地面
高程数据，并将其转换成数字形式。
这可以通过将地形图纸手工绘制到计算机软件或利用现代地面测量设备进行自动数据采集来完成。
2. 卫星遥感：利用卫星图像数据，如光学或合成孔径雷达（SAR），根据光度、回波时间或其他传感器测量高程信息的属性来提取高程数据。
这可以通过图像处理和反演算法来实现。
3. 激光雷达扫描：使用激光雷达设备测量地面上点的精确位置和高程。
通过发送激光脉冲并测量其回波时间来获得目标的距离，然后结合GPS定位数据来确定目标点的位置和高程。
4. 插值算法：将已知高程点的数据点之间的高程值进行插值，以便在整个区域内生成连续的高程模型。
常用的插值算法包括反距离权重插值、克里金插值和样条插值等。
以上是提取DEM的一些常见方法，这些方法可以根据实际应
用和数据可用性的不同进行组合使用。
提取的DEM数据可用
于各种领域，例如地形分析、水文模拟、城市规划和环境研究等。
DEM数据获取方法
DEM数据获取⽅法⼀、DEM数据获取⽅法：定义：地形图指的是地表起伏形态和地物位置、形状在⽔平⾯上的地物和地貌按⽔平投影的⽅法，并按照⼀定的⽐例缩绘到图纸上，这种图称为地形图。
特点：（1）具有统⼀的⼤地坐标系统的⾼程系统（2）具有完整的⽐例尺系列和分幅编号系统：国家基本地形图含1:5千、1:1万、1：2：2.5/1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万8种⽐例地形图。
缺点：（1）地形图现势性较差：纸质地形图制作⼯艺复杂，更新周期⽐较长，⼀般不及时反映局部地形地貌的变化情况（2）地形图存储介质单⼀，容易变形：传统地形图多为纸质存储介质，存放环境（温湿度）导致地形图图幅产⽣不同程度的变形，这种变形表现在不同⽅向上的长度变形和图幅⾯积上的变形（3）地图精度有限：地图精度决定这地形图对实际地形表达的可信度，与地形图⽐例尺、等⾼线密度（由等⾼距表⽰），成图⽅法有关。
不同⽐例尺的地形图，其所表⽰的⼏何精度和内容详细程度有很⼤的差别。
在应⽤DEM的时候要考虑DEM分辨率、存储格式、数据精度和可信度等因素。
⼆、DEM数据采样策略与采样⽅法：采样：确定在何处需要测量点的过程，这个过程有三个参数。
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（分布）来确定，指数据点的分布形态位置有地理坐标系统中经纬度或者⽹格坐标系统中坐标决定。
结构的形式很多，因地形特征、设备、应⽤的不同⽽不同。
2.数据的密度：是指采样数据密集程度，与研究区域的地貌类型和地形复杂程度有关。
⽤于刻画地形形态所必须的最少的数据点。
表⽰⽅式：相邻的两点之间的距离、单元⾯积内的点数、截⽌频率（采样数据所能表⽰的最⾼频率）、单位线段上的点数等。
采样距离：相邻两点之间的距离，也称采样间隔。
·通常数字加单位来表⽰，如采样距离为20⽶，表⽰规格⽹分布的采样数据·另⼀种表⽰法是单位⾯积内的点数，如每平⽅⽶500点，描述随机分布的采样数据·描述数据分布是沿等⾼线或特征等线状分布采样点，常⽤单位线段上的点数，如每⽶2点3.数据的精度：是指数据点本⾝所具有的精确度，是数据获取过程中各种不同类型误差的综合反映采样数据精度与数据源、数据的采集⽅法和数据采集的⼀起密切相关。
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。
第二章DEM的数据获取
一、摄影测量数据采集方法 1、摄影测量方法特点
模拟摄影测量 机械辅助测绘 解析摄影测量 计算机辅助测绘 数字摄影测量 自动化测绘
数字摄影测量
～目标是由计算机代替人眼的立体量测与识别， 完成影像几何与物理信息的自动提取和表达。
~已是目前摄影测量主要的生产方式，常用的 有VirtuOzo、Jx-4C DPS、HelavaDPW等。
0.27/0.47 m (P/M) 最大成图 1：1000
Quick Bird SPIN
0.72/2.88 m (P/M) 最大成图 1：2000 2 m (P/M) 最大成图 1：10000
c、 侧视雷达影像 cm~m级 最大成图1：500
影像
3、 三维扫描成像仪（三维成像光谱仪）数据
影像
3、 三维扫描成像仪（三维成像光谱仪）数据 （1）工作原理：
2、航天遥感影像 使用具有立体像对的卫星影像
a、 资源卫星影像
SPOT HRV 10/20m (P/M) 最大成图 1：50000
SPOT HRS 5/10m(P/M) 最大成图1：10000
ASTER
15m(VNIR) 最大成图1：50000
b 、 高分辨率商用小卫星影像
IKONOS
1/4 m (P/M) 最大成图 1：5000
➢ 利用基于TIN的方法进行数据建模和随机栅格转换，是快速可靠的 生产高精度格网DEM切实可行的方案
第三节 DEM的生产流程
本节主要内容:
一、数字摄影测量的DEM生产流程 二、解析摄影测量的DEM生产流程 三、数字化地形图方法
一、数字摄影测量的DEM生产流程
1、生产流程
可以自动方式采样（实施规则格网采样方案、渐进 采样方案）
DEM数据获取方法资料
DEM数据获取方法资料地形高程模型（Digital Elevation Model，简称 DEM）是地理信息系统（Geographical Information System，简称 GIS）中一种常用的地理数据类型，表示地球表面的高程信息。
DEM数据广泛应用于地形分析、自然资源管理、地质研究、水文模拟、城市规划等领域。
本文将介绍DEM数据的获取方法。
一、遥感获取方法：1.光学遥感技术：利用航空或卫星搭载的相机，采集地表的光学图像。
通过影像匹配、三角测量等技术手段，可以获取DEM数据。
光学遥感技术通常分为两种：一种是航空摄影，一种是卫星遥感。
航空摄影主要采用低空飞行的方式，分辨率较高，适用于较小范围的地形获取；卫星遥感则可以覆盖大范围的地区，但分辨率较低。
2.雷达遥感技术：利用雷达在地表和物体间相互反射，测量地形的高程信息。
雷达遥感技术可以在云层和夜间等恶劣条件下工作，具有全天候、全天时的优势。
雷达遥感数据可以通过反射、多频和干涉等技术处理，得到高精度的DEM数据。
3.激光遥感技术：利用激光束在地表和物体间反射，测量地面的距离信息。
激光遥感技术通常通过激光测距仪获取地表的高程信息，然后通过GPS定位和惯性测量单元确定传感器的位置和姿态。
激光遥感技术具有高精度、高分辨率和高效率的特点，已成为获取DEM数据的主流方法。
二、测量获取方法：1.全站仪测量：全站仪是一种测量仪器，可以通过测量地面上的点的三维坐标，获取地面的高程信息。
全站仪测量通常需要精确的测量点布设和复测，适用于小范围和高精度的地形获取。
2.扫描测量：利用扫描仪在地面上扫描并记录物体表面的形状，然后通过数据处理，得到地面的高程信息。
扫描测量可以采用激光扫描仪、光学扫描仪等不同的仪器，可以获得高分辨率和高精度的DEM数据。
3. GNSS测量：GNSS（全球导航卫星系统）是通过卫星系统提供全球定位和时间服务的系统，包括GPS（全球定位系统）、GLONASS（格洛纳斯）和Galileo（伽利略）等多个系统。
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。
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一、DEM数据获取方法：定义：地形图指的是地表起伏形态和地物位置、形状在水平面上的地物和地貌按水平投影的方法，并按照一定的比例缩绘到图纸上，这种图称为地形图。
特点：（1）具有统一的大地坐标系统的高程系统（2）具有完整的比例尺系列和分幅编号系统：国家基本地形图含1:5千、1:1万、1：2：2.5/1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万8种比例地形图。
缺点：（1）地形图现势性较差：纸质地形图制作工艺复杂，更新周期比较长，一般不及时反映局部地形地貌的变化情况（2）地形图存储介质单一，容易变形：传统地形图多为纸质存储介质，存放环境（温湿度）导致地形图图幅产生不同程度的变形，这种变形表现在不同方向上的长度变形和图幅面积上的变形（3）地图精度有限：地图精度决定这地形图对实际地形表达的可信度，与地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示），成图方法有关。
不同比例尺的地形图，其所表示的几何精度和内容详细程度有很大的差别。
在应用DEM的时候要考虑DEM分辨率、存储格式、数据精度和可信度等因素。
二、DEM数据采样策略与采样方法：采样：确定在何处需要测量点的过程，这个过程有三个参数。
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（分布）来确定，指数据点的分布形态位置有地理坐标系统中经纬度或者网格坐标系统中坐标决定。
结构的形式很多，因地形特征、设备、应用的不同而不同。
2.数据的密度：是指采样数据密集程度，与研究区域的地貌类型和地形复杂程度有关。
用于刻画地形形态所必须的最少的数据点。
表示方式：相邻的两点之间的距离、单元面积内的点数、截止频率（采样数据所能表示的最高频率）、单位线段上的点数等。
采样距离：相邻两点之间的距离，也称采样间隔。
·通常数字加单位来表示，如采样距离为20米，表示规格网分布的采样数据·另一种表示法是单位面积内的点数，如每平方米500点，描述随机分布的采样数据·描述数据分布是沿等高线或特征等线状分布采样点，常用单位线段上的点数，如每米2点3.数据的精度：是指数据点本身所具有的精确度，是数据获取过程中各种不同类型误差的综合反映采样数据精度与数据源、数据的采集方法和数据采集的一起密切相关。
野外测量、影像、地形图扫描的精度从高到低激光扫描、干涉雷达的精度是非常高的摄影测量比GPS的精度要高，达到厘米级。
地形图的手扶跟踪和扫描矢量化的精度都比较低三、DEM数据采集方法：1）手扶跟踪数字化步骤：定参考点（固定地图）定控制点跟踪采集（点方式，流方式）2）扫描数字化/矢量化（详见矢量化文档）DEM（全球数字高程模型）生成方法 - ANUDEM 模型水是地貌形成的主要侵蚀因素。
ANUDEM (Australian National University Digital Elevation Model) 采用了这一思想，使用地貌与水文数据作为插值约束条件，插值等高线高程。
大大减少了DEM中的凹陷数据错误，显著提高了DEM在水文特征方面的质量。
插值方法为递归有限元差分插值技术，拟合样条曲面。
ANUDEM插值处理方法：等高线是最常见的高程信息表达方法，也最难适用各种通用插值方法进行处理，处理要点： (1) 地表曲面形态：等高线->等高线局部最大曲率->坡度最陡区域->山脊线／河流径网->确认输出DEM的水文地貌特征/验证DEM的精确度。
(2) 地表曲面插值：每个网格单元的插值计算，使用临近等值线上的点。
(3) 多分辨率逐级插值：低分辨率DEM->高分辨率DEM->用户定义分辨率DEM。
每级分辨率插值操作，水系限制条件都用于DEM凹陷生成的控制，保留下的凹陷会纪录在log文件中等高线插值的举例 (arcinfo: topogrid)Arc: topogrid laodem20 20TopoGrid: datatype contourTopoGrid: contour laocontour elevTopoGrid: stream laostreamTopoGrid: enforce onTopoGrid: endArc:其中：laodem20 - 输出DEM的文件名20 - 用户指定分辨率Laocontour - 用于插值的等高线Elev-等高线cover的属性表中，表示高程属性的字段名Laostream-河流网络coverEnforce on-清除凹陷二、基于电源数据生成DEM的插值方法数据源：GPS测点，地形图网格采点等。
Arc: items pntcov.patCOLUMN ITEMNAME WIDTH OUTPUT TYPE N.DEC ALTERNATENAME 9 PNTCOV# 4 5 B13 PNTCOV-ID 4 5 B21 YIELD 8 8 F 629 X_COORD 8 10 F 337 Y_COORD 8 11 F 3Arc: q1)反距离加权插值法 IDW反距离加权法中距离的指数，指数越小表面越光滑，常用范围为0.5~3,缺省为2。
Arc: gridGrid: pntgrdidw=idw(pntcov,yield,#,2,sample,#,#,2.5) Running ... 100%Grid:2) 样条插值法Tension表示张力样条插值法，Regularized表示规则样条插值法Grid: pntgrdspline = spline(pntcov,yield,tension,#,#,2.5) Running ... 100%Grid:3)克吕格插值法Kriging方法包括普通Kriging ( SPHERICAL, CIRCULAR, EXPONENTIAL, GAUSSIAN, LINEAR)和泛Kriging(UNIVERSAL1 UNIVERSAL2)Grid: pntcovkriging =kriging(pntcov,yield,#,#,#,SPHERICAL,SAMPLE,#,#,2.5) Estimating semi-variogram ...Ordinary Kriging with the Following Model(s): SPHERICAL c0 = 0.003 c = 0.004a = 208.237sill = 0.007Interpolating grid ... 100%Grid:三．常用DEM数据资源GTOPO30 DEM1)GTOPO30数据特点由USGS EROS完成于1996年, 历时3年GTOPO30数据源：DTM, DCW(VMAP0), USGS 1 degree DEM覆盖全球陆地 90N – 90S, 小于1平方公里小岛屿忽略数据库大小：1.74 Giga (行21600 列43200)分辨率: 30 arc seconds (约1公里)高程范围: -407 ~ 8,752 meter数据格式：16bit二进制格式bil，MSB - big endian2) Vertical accuracy (meters)Source L.E. at 90% RMSE Estimation method------ -------------------------- ----------------- DTED 30 18 product specificationDCW 160 97 calculated vs. DTEDUSGS DEM 30 18 product specificationAMS maps 250 152 estimated from 500-meter interval IMW maps 50 30 estimated from 100-meter intervalPeru map 500 304 estimated from 1,000-meter interval N.Z. DEM 15 9 estimated from 100-foot intervalADD highly variab wide le range of scales and intervals 3)GTOPO30数据的获取整个数据库分为33 tiles，中国占据4 tiles：E60N90 E100N90E60N40 E100N40Lat Lon ElevTile Min Max Min Max Min Max Mean Std.Dev. ------- ------- ------- --------------------- E060N90 40 90 60 100 -152 7169 509 698E100N90 40 90 100 140 1 3877 597 455E060N40 -10 40 60 100 1 8752 1804 1892E100N40 -10 40 100 140 -40 7213 692 9104)GTOPO30数据文件解释 (以E100N40为例)FileName Contents----------- ---------------E100N40.DEM digital elevation model (BIP/BIL/BSQ) E100N40.HDR header file for DEME100N40.DMW world fileE100N40.STX statistics fileE100N40.PRJ projection information fileE100N40.GIF shaded relief imageE100N40.SRC source mapE100N40.SCH header file for source map5)SRTM DEM数据的处理与拼接#(ASCII DEM情况下, 投影参数手工定义)Arc: projectdefine grid n040e116Project: projection geographicProject: datum wgs84Project: zunits metersProject: units ddProject: spheroid wgs84Project: parametersArc:#DEM MosaicArc: gridGrid: mosaicUsage: (*) MOSAIC (<grid, ..., grid>)Grid: bjdem = mosaic(0N39E116,N039E117,N040E116,N040E117) Mosaicing grids ... 100%#Set Shadow/Water to NULL (for easy display only)Grid: bjdemp = setnull (bjdem < -100, bjdem) Running... 100%Grid:ASTER DEM#Terra ASTER/Level 3D15 meter resolution#newly launched satelliteResearch Opportunity for evaluation精品文档。