DEM制作步骤
DEM制作及流程
DEM制作及流程数字高程模型（DEM）是一种用于描述地形形态的数值表达方法。
它是地理信息系统（GIS）和遥感技术中的关键组成部分，广泛应用于土地利用规划、地貌分析、水资源管理、环境评估等领域。
本文将详细介绍DEM制作的流程和步骤。
1.数据采集在DEM制作的第一步，需要收集各种有关地形形态的数据，包括高程测量数据、卫星遥感影像和地形图等。
高程测量数据可以通过全球定位系统（GPS）或传统的测量方法获得。
而卫星遥感影像和地形图可以通过地理信息系统或其他相关软件测绘和处理。
2.数据处理数据采集完毕后，需要对数据进行处理。
首先，对高程测量数据进行数据质量控制，主要是检查是否有异常值和误差，对问题点进行修正和剔除。
然后，将卫星遥感影像和地形图与高程测量数据进行配准，以保证数据的一致性和精度。
3.数据插值在DEM制作的过程中，常常需要进行数据插值处理。
通过插值方法，将已知的有限高程点插值为一个全面且完整的高程表面。
常用的插值方法有反距离加权法（IDW），三角网法（TIN）和克里金法等。
插值得到的DEM可以平滑地反映地面形态，并为后续分析提供准确的数据基础。
4.数据量化在数据插值完成后，需要对DEM进行量化处理。
量化主要是将连续的高程数据离散化为离散的高程等级，以便进行其他地形分析和展示。
量化的方法有三类：分层（Layering），间隔（Interval）和分段（Band）法。
选择合适的量化方法可以根据实际需求和研究目的进行。
5.剖面分析剖面分析是DEM制作的重要环节之一、通过选择地面上的两点，绘制剖面线，计算这两点之间的高程变化，并以剖面图的形式展示出来。
剖面分析可以直观地反映地面的形态和起伏情况，为地形分析和规划提供重要的参考数据。
6.地形分析地形分析是DEM制作的核心内容之一、通过DEM，可以进行地形参数提取、地形单位划分、地形等级评价等分析工作。
地形参数包括高程均值、高程标准差、地势指数等，可以用来描述和比较不同地形单元之间的差异。
8、DEM的建立及应用
二、 DEM内插方法
移动曲面内插方法 多面函数内插法 有限元内插方法 数字高程模型的精度及存储管理
• 数字高程模型的建立过程
不规则分布点
规则分布
等高线分布
4
3
2
11
(0,1)
(1,1)
y
4 z
3 (0,1)
2 (1,1)
5
0
1 x
• ＤＥＭ内插方法分类
规则分布内插
数据分 布
不规则分布内插 等高线数据内插
1．地面测量：利用测量仪器在野外实测
野外测量：全站仪、GPS、移动测绘系统 特 点：精度高、效率较低 适合范围：小范围数据采集
• 数据获取方法
2．现有地图数字化 ：用数字化仪对已有地图上的信
息，进行数字化的方法。手扶跟踪数字化仪;扫描数
字化仪。
数字化设备：数字化仪、扫描仪
特
点：范围大，速度慢
使 用 范 围：大面积数据采集
能较好地顾及地貌特征点、线，表示复杂地形表面 比矩形格网精确。缺点是数据量较大，数据结构较 复杂，使用与管理也较复杂。
• 数据获取
为了建立DEM，必需量测一些点的三维坐标， 被量测三维坐标的这些点称为数据点。
数据采集是DEM的关键问题，数据的采集密 度和采样点的选择决定DEM的精度。
• 数据获取方法
Z3 4
Z4
S
4
单像修测
•进行单幅影像空间后方交会，确定影像的方位元素 量测像点坐标（x，y）， 取一高程近似值Z。将(x，y)与Z。代入共线方程， 计算出地面平面坐标近似值（X１，Y１） 由（X１，Y１）及DEM内插出高程Z１
单像修测示意图
外方位元素
（x,y)
DEM高程数据处理教程
DEM高程数据处理教程DEM (Digital Elevation Model) 数据是用来表示地表高程信息的数值化模型，可以广泛应用于地理信息系统（GIS）、地形分析、地质勘探、水文模拟等领域。
对DEM数据进行处理可以提取有用的地学信息，如坡度、坡向、流域分析等。
下面是一个DEM高程数据处理的简单教程。
1.数据获取：2.数据格式转换：获取到的DEM数据可能是不同的格式，需要将其转换成常用的数据格式，如GeoTIFF。
可以使用GIS软件（如ArcGIS、QGIS）或地理数据处理软件（如GDAL、GRASS GIS）将DEM数据转换成所需格式。
3.数据预处理：对DEM数据进行预处理可以提高后续分析的效果。
常见的预处理操作有：-去除异常值：检测并去除DEM中的异常值（如野点、噪声点），以减少对后续分析的影响。
-填补空白值：对DEM中的空白值进行填补，常用的方法是通过邻近区域的平均值或插值法进行填补。
-投影转换：根据需要，将DEM数据由原始坐标系转换为其他坐标系，如UTM投影坐标系。
4.地形分析：通过DEM数据可以进行各种地形分析，获取地学信息。
常见的地形分析方法有：-坡度计算：根据DEM数据计算每个像元的坡度，得到坡度分布图。
可以通过计算斜率值来判断地形的陡缓程度。
-坡向计算：根据DEM数据计算每个像元的坡向，得到坡向分布图。
可以通过坡向判断地形的朝向，如南坡、北坡、东坡、西坡等。
-流域分析：根据DEM数据计算流域边界和流域内的地形特征，如流向、河流网络、汇水面积等。
可以用来分析河流的走向、流域的范围等信息。
5.可视化呈现：对处理后的DEM数据进行可视化呈现，可以更直观地展示地形信息。
可以使用GIS软件绘制等高线图、坡度图、坡向图等，或者使用地图制作软件制作地形图、地形剖面图等。
6.结果应用：对处理和可视化的DEM数据进行分析和应用。
可以用于地质勘探、水文模拟、土地规划等领域，也可以与其他地理数据进行集成分析。
11.DEM制作和三维分析
3.3 坡向分析结果
3.4山体阴影(hillshade)
山体阴影(hillshade)：是根据设置的光源对栅 格的照明值，太阳方位角、太阳高度角设置，设置 的位置不同，结果也不一样，可以用于日照分析， 一天日照的时间等，值越小表示，阴影越大
3.5视域（中级）
在ArcGIS主要两点直线之间是可见的还是遮 挡的，必须要选择一个点层，在屏幕上画线， 可以实 现屏幕上两点可视分析，绿色表示可视，红色表示不 可视。注意坐标系统的问题
1.创建TIN：点、线创建TIN 2.TIN转栅格：tin生成栅格DEM 3.地形转栅格：点、线创建栅格DEM 4.栅格转TIN:栅格DEM转TIN 5.栅格转ASCII：栅格DEM转文本 6.ASCII转栅格：文本转栅格 7.Terrain使用向导创建
2.1创建TIN
1、使用等值线和离散点（有一个字段标注高程值）加载等值线，一定要选高程 字段硬断线提供Z值，那么构建出来的Tin也就会在Hard line处生成节点，表 示表面上的不连续性； 软断线在参与构Tin时，本身不提供Z值，表示线性要素但并不改变表面坡度 的边。比如，要标出当前分析区域的边界，mass points离散点，生成的TIN 没有线，用于点生成tin
第一章DEM数字产品制作技术
§1-1 DEM制作方法与评价
数字化地形测量
缺点: 1) 内业编辑处理工作量较大,自动化程度较低
2) 生产周期长、效率低 ，
3) 作业人员野外工作量大，劳动强度高；地形
特征点获取与作业员技术水平关系密切，野外难以整
体控制复杂地形地貌，导至误差大，易出错。
4) 作业人员要求较高、培训较复杂
5) 不适用于大区域、全局性DEM表面建模。
构TIN内插生成DEM
数字化地形测量
图根控制测量 地形数据采集
图形编辑 自动获取编辑DEM
§1-1 DEM制作方法与评价
二、DEM制作方法评价
数字摄影测量方法
1.适用于国家基础地理信息数据库数据产品加工， 即符合国际化产品标准的DEM数字产品，
2. 适用于城市基础地理信息数据库数据产品化加工 3. 适用于大型、区域性专业地理信息数据库数据产
• 国家基本比例尺二底图 • 城市中、大比例尺二底图
3) 铅笔地形源图
• 城市中、大比例尺地形源图 • 工程规划设计专业中、大比例尺地形源图4D数字产品
§1-2 DEM制作工艺流程
2. 地图预处理 印刷地形图
地形图预处理
N 检查
Y 预处理图
矢量化
元数据文件制作
§1-2 DEM制作工艺流程
地形图预处理
• 1)原图为刻图膜的先翻晒二底图； • 2)按矢量化软件与技术要求，建立图层控制模板，
设置图层属性项及其字段名、字段类型、字节数 及显示色等; • 3)建立测区文件管理的目录路径。 • 4)图幅等高线接边检查，特别是等高距不相同的 图幅，有矛盾处应作出标示并提出处理方法进行 修正: • 5)选择高程检测点点位，绘出推测区范围，并在 图边标示图例。
Dem与遥感影像制作三维效果简单教程.docx
Dem与遥感影像制作三维效果简单教程1、软件要求制作软件用ArcGIS的Arcsence模块，注意装ArcGIS9. 0以上，而且安装级别要装到Arcinf o级别才有Arcsence。
Desktop、和editor 版本可能没有Arcsence模块。
2、数据要求Dem数据：dem数据可以是买的1: 5万DEM或在网上下载的全球DEM srtm3o多可以，dem 格式有很多有*・txt、♦. asc. *. grd. ♦. dem 等，本教程用*. txt或*・asc其实这两种格式是一样的。
遥感影像：spot5、TM、quickbird等校正好的影像。
分辨率越高效果越好。
本教程用spot 2.5m分辨率的影像。
注意：dem数据和遥感影像数据的坐标系统要一至否则无法叠加在一起。
dem数据和遥感影像数据的坐标系统转换时应为他们不是矢量图因此坐标转换不能用普通的gis软件转换要借助遥感软件对坐标进行重投影转换。
3、Dem与遥感影像制作三维效果操作(1) dem转换启动ArcGIS的arcsence模块，在arcsence工具栏中单击◎ 按钮载入arctoolbox,界面如下图：6 Arc Jem Ar双击 conversion tool 工具展开 conversion tool X 具箱。
双 击To raster 工具展开To raster 工具箱。
双击ASCII to Raster 工具打开如下对话框:2 3 2UUt HUM !•!>□ W A* a a A • □自 o w◎ 4 ^ ：： ：： n (• O M"nml那毛柚d •…■ M K 5 «•M T..KMiUrut Title Lir ・ep"KfO3C ・vv ・ Vaal*Too3i r..i.fiMiMtilKal HyU L>S**4«■・『•#■»・> p ^541 北3>・1 k^alf «• T OO I K fgE 伽1li"・单击“OK”按钮执行转换操作，转换完成后自动在arcsence主窗口打开DEM如下图U 凡样■•CM -D SF Q 金■» •口t?■逊Q© 础®© :; ：：1it o *Jt U A!>«I ・Jr fi«l <J JR■ *IMW1111 1 —■ " L1IXILotl4・・ fiitwwBrwt r・2 卸・Uil ❻T»<11 ・•・」£(*•.«•亍Arctici n <rdyi(TodiCar go 3. facAs £■■■*«* *aai4 & FrM4 & Xt> C*XI• n T» Ctrivica・• f» OB• Bji T«. («c-4*t 4$.■ 0 * ________________ZSBBDS 八口* ,• uA F2・M Q・盘w$ Bu(« io omvr r ・野：• Us?J・8c«t« wwGtzUM T M L I这个DEM是栅格图，我们要把它转换成TIN才能使用。
浅谈DEM的制作方法
浅谈DEM的制作方法摘要：论文阐述了数字高程模型DEM内涵，简要介绍了DEM的制作方法，通过对乌海市海勃湾区某煤场地形图航片的数字处理，通过JX4-G TINDEM.exe 模块，理论联系实际的展现利用数字摄影测量的方法生成多种DEM和其它三维数字产品的全过程。
关键词：摄影测量；DEM；三维产品1 DEM的内涵数字地面模型（DTM）是表示地面特征的空间分布的数据阵列，最常用的是用一系列地面点的平面坐标X，Y以及该点的地面高程Z或属性组成的数据阵列。
若地面点按一定的网格排列，点的平面坐标X，Y有起始点开始推算，无需记录，地面形态只用地面高程表示这样的数据阵列被称为数字高程模型（DEM）。
三维分析大多是在数字高程模型（DEM）上进行的，一旦区域上生成所需密度和精度的DEM，内容丰富的各种三维分析是轻而易举的，其三维的可视化、真实场景、电子沙盘也迎刃而解。
DEM最常用的三种形式为：等值线DEM、TINDEM 、格网DEM。
1.1 等值线DEM高程等值线方法是地图学的基本方法，将地图上所有等高线数字化，即可形成高程等值线DEM。
等高线DEM的建立一般是直接采用数字化地图上的等高线。
1.2 不规则三角网TIN若将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形，构成一个不规则三角网TIN表示的DEM，通常称为三角网DEM或TIN。
通常的TIN（Triangulated Irregular Network）结构是按Delaunay三角形规则生成，该三角形的特点是任一三角形外接圆内部包含其它点，这里并未包括外接圆上。
按这个规则生成的三角网，称为Delaunay三角网。
1.3 格网DEM利用一系列在X，Y方向上都是等间隔排列的地形点的高程Z表示地形，形成一个个矩形格网DEM。
格网的每一个交点都包含有此处相关的高程信息。
2 DEM的制作方法论文用摄影测量的方法制作DEM，这种方法制作DEM是指通过影像中的地物以及已经制作好的数据来进行生产。
DEM数据生产流程图
DEM数据生产流程:1、点云预处理，主要是分类，初步分出地面点、建筑物、植被、噪点，其实主要是初步区分地面点和非地面点。
即基于Microsoft Station V8写的一个macro 文件，导入该文件即可进行自动分类。
2、打开Microsoft Station V8 2004，打开DNG围与分幅文件，加载点云，注意加载的点云文件名与图幅框一致（DNG文件是在V8中根据DWG格式的围线进行自动分幅的文件）悟*■丨FMLMFnr图1加载点云工具图2添加点云文件3、根据围线裁剪点云，首先选中围线，点击“ poi nt>delete>outside fence ”然后点击围线部，从而裁掉围外的点云4、选出噪点，打开两个视图，一个为俯视图，一个为侧视图， F5键剖切查看,在俯视图中拉框选择剖切的位置，侧视图中显示目标围的点云侧视图（如图）， 在侧视图中发现异常点时，使用 F3键线上分类，源图层设置为任何点，目标图 层设置为噪点图层，即将噪点选出来图3加载点云设置角 2538014270.- 5 牡石 pointsFile Output | Point View Clarify Tools FlightlineEditselected ■“Select by classFind■网Bj _point chss... 0y flightlinsi.b[mide fence图4裁围5、删除噪点，使用“ point>delete>By point class'，选择噪点图层删除图7删除噪点图层&构建全部点的TIN,辅助进行精细分类，即精细区分出地面点和非地面点首先F9键生成TIN模型，选择所有的图层建全模，然后F8键进行渲染，- 择颜色色带数值为10，颜色可自定义设置，从而生成全部点模型般选图5俯视图与侧视图图6噪点选择Delete points by Ha阵Create editable model7、构建地面点的TIN 模型，F9键构建模型，仅选ground 层，全模切换地面模型 可以点击“ cance ”然后F7刷新模型（或者删掉原有模型，仅选 ground 层）点 “ ok ”重新建模然后渲染查看1 DeFaull2 Ground3 L M vegetation4hi edinjm v 巳g 已talior吁High vegetation6 E Glding7 L MA 1paintTFSurface settingsSurface infoimationType: Gucunci ▼[Staragefile ： I 顺德航飞范圉也卜扩2D 咪）CancelCancelModel classesS cale elevations 厂[nside fence only图8构建TIN图9 TIN 模型图10地面TIN模型8、对比全模和地面模型，发现地面模型出现全模中非地面点的模型，即需剖切查看从部分点云的分类，如图为一个高架的点云错分为地面的点了图11精细点云分类9、 全图检查，主要检查是否有漏洞或者残余的噪点 10、 保存点云11、创建DEM 使用“ output>create surface model ”，根据比例尺要求设置格网间 距，保存DEM 成果。
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步骤
1.将采样点数据存为Excel格式.
2.Arcmap中,Tools--add xy data,将Excel加载进去,以经纬度为xy值,生成点状图层.
3.打开3D analysis工具,creat TIN,然后convert TIN to raster,生成DEM.
4.在ArcScene中,打开生成的DEM和照片,通过联合高程信息将照片覆盖在DEM数据层上(右击照片图层-属性-base heights-obtein heights for layer from surface 选择DEM).
ArcScene9.2
1// 等高线或者高程点数据用3D Analyst —Create/Modify Tin--Create Tin From Feature(选择源文件（带有高程的点/线/面）Height source 高程源/hard line 硬线/软性线/点--ok--生成Tin文件)
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2// 生成了Tin文件；Tin图层属性，
[/1/Source--Z unit conversion factor 转换因子；
/2 /Display--透明度可能用到；
/3/Sysbology 符号颜色等；
/4/Fields；
/5/Base Heights --Height 得到高程方式（Use a constant value ……用一个常数值作为高程--一般不用这个；Obtain heights for layer from suiface 图层从某一表面，获得高程--这个符合要求，选择Tin文件表面）；Z unit conversion Z值转换因子!!！
/6/Rendering 绘制---Visibility 可见性（all time/航行停止后可见/only 航行可见）；
/7/Effects --shade areal……阴影（必须，不然Tin颜色相同，看不到高地区分）；Use smooth shading if possible 平滑；Optimize --优化。
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3// 用Tin生成Raster（tingrid，平面样式）；3D Analyst --Convert---Tin to Raster （Tin源文件/Attribute高程/Z factor/Cell size 大小/Tingrid位置）；
[/1/Extent--Set the extent to：raster范围---a/根据当前layer范围显示；也可以根据这个裁减raster，里面还有一个手动设置坐标范围的//
/2/Display
/3/Sysbology color Ramp 选择不同高程的区分颜色；]
/4/Fields；
/5/Joins&Relates
/6/Base Heights 同Tin属性
/7/Rendering 同Tin属性
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这样就可以搞定到一定步骤了！
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首先DEM是一个名词，
DEM 是“数字高程模型（Digital Elevation Model）”的英文简写。
数字高程模型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，是数字地形模型（Digital Terrain Model，简称DTM）的一个分支。
一般认为，DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等。
在ArcGIS中一般都是表面surface，ArcGis中表面有两种，一种是Raster surface，一种就是Tin surface
,而Grid是ESRI 自己的基于文件系统的栅格影像格式，等同与tif,jpeg等等;
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在ArcGIS里一般是这样干活的：
套路一：先用等值线或特征点生成TIN，在用TIN生成GRID，在转换输出DEM。
套路二：用已有的DEM文件（其它软件生成的）转换成GRID，或TIN。
使用空间分析工具，生成等高线。
GRID的渲染一般采用ArcGIS里的符号自动分级即可//。