一篇来自于LSV微信公众号的深度好文，字数3000，阅读时间5分钟。
1引言
使用LSV（LocaSpaceViewer）或者谷歌地球的时候，我们经常会感叹，这种真实的三维效果简直可以让我们虽然没去过实地，也几乎就像去了一样，但是这个是如何做到的呢？
其实，三维地球说穿了也并不复杂，主要由两层结构来实现。表层是影像贴图层，提供了我们看到的卫星图像；下层是地形（DEM）层，提供了三维地形。
所以我们看到的三维，实际是两个不同的数据结合起来的效果，即影像+DEM。而DEM一般是没有图像的，只是每个点的高程值，所以这个数据往往被我们忽略掉，但是如果我们打开地形三角网，就可以穿过三维地球的表象看到本质：
三维地球软件，都是基于DEM构建了地形三角网，然后在三角网基础上贴上影像图，形成了我们最终看到的三维地球效果。
由此，DEM看起来就是一个很重要的基础数据了。那么，DEM是什么呢？都有哪些原始数据，如何获取？今天，小编就带着大家，去DEM的世界转一转。
2DEM简介
数字高程模型（Digital Elevation Model)，简称DEM，是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟（即地形表面形态的数字化表达），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，是数字地形模型(Digital Terrain Model，简称DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。
DEM分辨率是DEM刻画地形精确程度的一个重要指标，同时也是决定其使用范围的一个主要的影响因素。DEM的分辨率是指DEM最小的单元格的长度。因为DEM是离散的数据，所以（X，Y）坐标其实都是一个一个的小方格，每个小方格上标识出其高程。这个小方格的长度就是DEM的分辨率。分辨率数值越小，分辨率就越高，刻画的地形程度就越精确，同时数据量也呈几何级数增长。
由于DEM描述的是地面高程信息，它在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。如在工程建设上，可用于如土方量计算、通视分析等；在防洪减灾方面，DEM是进行水文分析如汇水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础；在无线通讯上，可用于蜂窝电话的基站分析等等。
Tips：DEM是一种数据类型，有很多常用格式，比如TIF、hgt、img等，那么在使用的时候，需要注意自己的目标应用软件支持什么格式。不过好的一点是，DEM的所有格式都可以相互转换。
3常见DEM介绍
ETOPO
美国地球物理中心发布（NGDC，2011），覆盖全球含海底，分辨率：1′（约1.8KM）。
五个版本，其中ETOPO1的效果最好。
基于ETOPO的全球地形图
在LSV内加载该数据后，就可以查看三维海底地形了，同时，也能生成海底等深线，配合海图还是比较实用的。
3.2GMTED2010
美国地质调查局（USGS）与美国国家地理空间情报局（NGA）发布，基于源GTOPO30。全球分辨率有三个版本，30″、15″、7.5″。其中7.5″约250m空间分辨率。
3.3SRTM3
航天飞机雷达测绘任务（SRTM，Shuttle Radar Topography Mission）。美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）以及德国与意大利航天机构共同合作完成联合测量,由美国发射的“奋进”号航天飞机上搭载SRTM系统完成。本次测图任务从2000年2月11日开始至22日结束，共进行了11天总计222小时23分钟的数据采集工作，获取北纬60度至南纬60度之间总面积超过1.19亿平方公里的雷达影像数据，覆盖地球80%以上的陆地表面。
当前最新版本为V4.1。数据分辨率为3″（约90m）。
SRTM3全球覆盖范围
Tips：很多下载器下载谷歌地球的地形数据，号称可以到10m精度。其实呢，谷歌地球的原始DEM，国内区域采用的是SRTM3，也就是90m分辨率的数据（划重点）。国外区域有些地方是用的30m分辨率的数据。因此，无论如何也达不到10m分辨率，同理，下载谷歌地形，也并不是级别越大越好。
LSV内可以直接下载谷歌地形和其原始数据SRTM3：
4ASTER GDEM V2
以上介绍的数据都是90m分辨率以上的数据。虽然SRTM3应用广泛，但是有没有更好的数据呢？自然是有的。
ASTER Global Digital Elevation Model（ASTER GDEM）是美国航空航天局（NASA）和日本经济产业省（METI）联合发布的全球数字高程数据产品，该DEM数据是根据NASA新一代对地观测卫星TERRA的观测结果完成，是由ASTER（Advanced Space borne Thermal Emission and Reflection Radio meter）传感器搜集的130万个立体像对数据制作，覆盖范围超过了地球99%陆地表面。
该数据水平精度1″（约30m，置信度95%），高程精度为20米（置信度95%）。比之前的SRTM3 DEM和GTOPO30数据有明显的提高。
ASTER GDEM有两个版本，第一个版本（V1）于2009年6月发布，第二个版本（V2）于2011年10月发布。V2比V1，数据在水域覆盖和偏差去除等方面有了进一步的进展，数据的质量得到了很大的提高。
对SRTM3与ASTER进行对比，效果见下图。明显看出，ASTER在细节上比SRTM3丰富很多。
放大到局部区域，生成等高线：
SRTM3等高线生成
ASTER等高线生成
宏观上看，可以发现，同样是10m线距等高线，SRTM3细节很差，只能总体反应山势，而很多小陡崖都已经被忽略掉。再放大看看细节：
SRTM3等高线细节
ASTER等高线细节
由此可以明确看出，SRTM3可以作为宏观地形地貌的参考，但并不能满足大比例尺制图需求，细节丢失严重。
同样的，如果把这两个DEM加载到LSV内进行三维查看，也能看出明显的效果区别。
LSV内使用谷歌地球地形（90m）效果
LSV内加载ASTER效果
从三维效果，也能明显看出，ASTER数据质量明显优于SRTM3（谷歌地形）。
5DEM应用
知道了常用的DEM类型，也知道了不同DEM的精度和效果。那么接下来就是DEM的应用。DEM的应用很广泛，可以做地形地貌（坡度坡向）分析，等高线生成，流域汇流分析，可视域（通信领域），三维浏览等等。
5.1三维浏览查看
LSV内加载DEM很简单，支持各种常用DEM格式，包括：tif、img、grd、hgt、lrp、tiff等。
加载DEM的方法更简单，直接把DEM文件拖拽到LSV内即可实现加载。或者使用LSV的地形加载按钮：
以上的方法针对于小范围地形，但是如果地形范围大，零散地形文件多的话，建议使用LSV的数据处理》地形拼接：
通过地形拼接，LSV会把多个DEM文件融合成一个DEM文件，并自动构建金字塔，使得加载浏览更加流畅，性能更好。
LSV加载DEM后，可以进行三维浏览，等高线预览，剖面分析，空间测量，填挖方计算，淹没模拟等。
5.2地形地貌分析
有了DEM数据后，还可以进行各种分析。比如地形坡度分析，可以计算出各个位置的坡度坡向等。
除了能找出哪些地方陡峭，也能找出哪些地方平坦：
5.3等高线生成
使用LSV或者Global mapper，都可以用DEM文件生成等高线，效果如下：
5.4流域分析
有了DEM数据后，使用Global mapper也可以进行流域分析，通过DEM计算出山脊，进而得到各山谷的汇流情况，也能计算出可能的溪流：
6LSV简介
LSV是一款免费的国产三维地球软件，有很多有意思的功能。可以下载几乎所有在线地图，参考谷歌地球影像、谷歌地球历史影像、谷歌地图、高德地图、百度地图、腾讯地图、天地图、天地图分省、地质图等等几百种在线地图。
但LSV并不是一个下载器，还有很多实用工具，比如：
1数据支持特别齐全，KML KMZ SHP CAD等各种矢量数据都能加载进来，叠加到各种在线地图上，而且各种数据格式可以相互另存且LSV的编辑功能也比较强大。
2栅格离线数据支持的也不错，TIF、MBT等地图格式、hgt、img、dem等DEM文件格式都支持。
3是个三维软件，所以可以进行各种三维查看，而且还支持导入obj、3ds、osgb等各种模型。
4地图资源极其丰富，好几百种，而且可以自己配置图源，几乎所有的在线地图都能完美无偏的接入进来。
5矢量编辑功能很强大：
绘制点线面；
编辑要素：平移要素、平移要素节点、插入节点、删除节点、继续绘制、逆序、分割线、分割面、合并线面、线面互转；
6DEM支持不错：
支持谷歌地球的DEM，也支持自己的DEM，可以加载ASTER、SRTM1等DEM用于三维显示和分析。比如等高线预览：
空间三角测量：
填挖方分析：
7照片管理工具很强大：
可以把带坐标的照片直接展点到地图上，输出KMZ格式，输出结果也能在谷歌地球中使用。
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