DEM数据的介绍获取处理.doc

DEM 网格单元大小的确定简单方法 1由地形图上的等高线生成 DEM 时，DEM 网格大小的粗略估计 : CELL Size = Scale 分母 / 纸张分辨率纸张分辨率为 300bpi(一般为 200bpi)，即一英寸纸张上面可以印刷 300 条线，以 1:5 万地形图为例： cell size = 50000/300 (inch) = 4.24 (meter)方法 2 地图比例尺，航空摄影测量、影像分辨率的关系带来的启示航摄规范（GB/T 15661-1995）中规定航摄仪有效使用面积内镜头分辨率“每毫米内不少于 25 线对”根据物镜分辨率和摄影比例尺可以估算出航摄影像上相应的地面分辨率 D，即 D=M/R其中 M 为摄影比例尺分母，R 为镜头分辨率 )根据航摄规范中“航摄比例尺的选择”的规定和以上公式，可得下表成图比例尺 航摄比例尺 影像地面分辨率（m）1：5000 1：10,000～1：20,000 0.4～0.81：10,000 1：20,000～1：40,000 0.8～1.61：2,5000 1：25,000～1：60,000 1.0～2.41：50,000 1：35,000～1：80,000 1.4～3.2 补充：卫星影像分辨率的选择考虑不同比例尺成图对影像分辨率要求和对应规格商用卫星影像产品的稳定货源。

卫星 QuickBird-2 IKONOS-2 SPOT-5 SPOT-4 Landsat-7最高分辩率(m) 0.61 1 2.5 10 15成图比例尺 卫星影像（分辨率）1：5000～1：10,000 QuickBird(0.61m)IKONOS-2 (1m)1：25,000 QuickBird-2(0.61m)IKONOS-2 (1m)SPOT-5(2.5m)1：50,000 SPOT-5(2.5m)DEM 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 coverelev - 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．基于点源数据生成 DEM 的插值方法 (ARCINFO)数据源：GPS 测点，地形图网格采点等。

Arc: items pntcov.patCOLUMN ITEMNAME WIDTH OUTPUT TYPE N.DEC ALTERNATENAME9 PNTCOV# 4 5 B13 PNTCOV-ID 4 5 B 21 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 2Arc: 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):SPHERICALc0 = 0.003c = 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 intervalIMW maps 50 30 estimated from 100-meter intervalPeru map 500 304 estimated from 1,000-meter intervalN.Z. DEM 15 9 estimated from 100-foot intervalADD highly variab wide le range of scales and intervals3) GTOPO30 数据的获取整个数据库分为 33 tiles，中国占据 4 tiles：E60N90 E100N90E60N40 E100N40http://edc.usgs.gov/products/elevation/gtopo30/gtopo30.htmlLat 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) GTOPO30 数据处理 (以 E100N40 为例)Arcview 显示数据:(1) 将 E100N40.DEM 重新命名为 E100N40.BIL(2) 启动 Arcview, 以图像格式装入 E100N40.BIL注意: Arcview 不能够将 16bit signed 图像正确转为 DEM!ArcInfo 转换数据为 DEM 格式：#BIL - DEM Conversion (E100N40.bil / E100N40.DMW)Arc: imagegrid E100N40.bil E100N40#Attach Projection to DEM (based on E100N40.PRJ)Arc: projectdefine grid E100N40Define ProjectionProject: projection geographicProject: datum wgs84Project: zunits metersProject: units ddProject: spheroid wgs84Project: parametersArc:#GRID Post-processingArc: gridGrid: E100N40P = con(E100N40 >= 32768, E100N40 - 65536, E100N40)Grid:#Validating Elevation and Projection#by E100N40.STX and E100N40.PRJGrid: des。