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DEM数据处理与分析
篇一:srtm,nodata
DEM数据处理与分析
目录
一、DEM数据获取 ...................................................................................... 1
二、DEM数据处理 ...................................................................................... 3
（一）初步预处理 ..................................................................................... 3
（二）其他处理 ........................................................................................ 8
（三）坐标转换（计算坡度之前的预处理） ................................................ 10
三、DEM数据拼接 .................................................................................... 12
（一）获取 ............................................................................................. 12
（二）镶嵌 ............................................................................................. 12
（三）裁剪 ............................................................................................. 14
四、地形属性提取 ...................................................................................... 15
（一）坡度提取 ...................................................................................... 15
（二）坡向提取 ...................................................................................... 15
（三）表面曲率提取 ................................................................................ 16
五、透视图建立 ......................................................................................... 17
（一）设置抬升高度 ................................................................................ 17
（二）修改显示符号系统 .......................................................................... 18
（三）设置渲染 ...................................................................................... 19
（四）其它图层（栅格或矢量）数据按地形高度进行抬升 ............................. 20
六、建立和显示TIN ................................................................................... 21
（一）TIN转换 ...................................................................................... 21
（二）TIN属性描述 ................................................................................ 21
（三）TIN渲染 ...................................................................................... 22
七、创建等高线 ......................................................................................... 23
（一）创建等高线 ................................................................................... 23srtm,nodata。
（二）创建垂直剖面 ................................................................................ 24
（三）坡度分级 ...................................................................................... 25
七、DEM相关应用 .................................................................................... 25
DEM应用之坡度：Slope ........................................................................ 26
DEM应用之坡向：Aspect ....................................................................... 30
DEM应用之提取等高线 ........................................................................... 32
DEM应用之计算地形表面的阴影图 ........................................................... 34
DEM应用之可视性分析 ........................................................................... 38
DEM应用之地形剖面 .............................................................................. 41
八、说明 .................................................................................................. 42
一、DEM数据获取
地理空间数据云为我们免费提供了大量的影像和高程数据。其中高程数据分辨率包括90米和30米两种，现在我介绍一下如何下载这些DEM数据。
1、首先在百度中搜索“地理空间数据云”，打开其页面，如图1。
2、这里需要地理空间数据云的账号，点击右上角的注册，注册一个账号。如图2。
3、注册完后，登陆账号，然后开始检索所需DEM数据。这里介绍一下高级检索：点击“高级检索”即可进入，然后我们可以分别按照“地名”、“经纬度”、“行政区”三种条件检索，同时也可以使用“日期”等进一步缩小范围。如图3。srtm,nodata。
4、我们输入经纬度范围（如图4）或者输入行政区名称（如图5）。
5、选择数据集，这里我们选择“DEM数字高程数据”，其中有90米和30米之别。我们根据自己需要选择。然后点击“确定”。如图6。
DEM高程数据处理教程
篇二:srtm,nodata
DEM高程数据
DEM高程数据包括两个部分：ASTER GDEM30米分辨率高程数据和SRTM90米分辨率高程数据。ASTER GDEM数据来源于NASA，数据覆盖范围为北纬83°到南纬83°之间的所有陆地区域，时间范围为2000年前后；SRTM数据来源于CIAT，数据覆盖范围为北纬60°至南纬60°之间的所有陆地区域，时间范围为2000年前后。
ASTER GDEM 30米分辨率高程数据
本数据集利用ASTER GDEM第一版本（V1）的数据进行加工得来，是全球空间分辨率为30米的数字高程数据产品。由于云覆盖，边界堆叠产生的直线，坑，隆起，大坝或其他异常等的影响，ASTER GDEM第一版本原始数据局部地区存在异常，所以由ASTER GDEMV1加工的数字高程数据产品存在个别区域的数据异常现象，可以和全球90米分辨率数字高程数据产品互相补充使用。ASTER GDEM数据采用UTM/WGS84投影，数据格式为IMG栅格影像，数据的值域范围为-152-8806米之间，比例尺为1:25万，其垂直精度20米，水平精度30米。
数据命名规则：ASTER GDEM基本的单元按1度X1度分片。每个GDEM数据包有两个文件，一个数据高程文件和一个质量评估（QA）文件。每个文件的命名是根据影像几何中心左下角的经纬度产生。例如，ASTGTM_N29E091代表左下角坐标是北纬29度，东经91度。ASTGTM_N29E091_dem和ASTGTM_N29E091_num对应的分别是高程数据和质量控制数据。
SRTM 90米分辨率高程数据
SRTM（ShuttleRadarTopographyMission）90米分辨率高程数据由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量。2000年2月11日，美国发射的“奋进”号航天飞机上搭载SRTM系统，共计进行了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。SRTM系统获取的雷达影像的数据量约为9.8万亿字节，经过两年多的数据处理，制成了数字地形高程模型（DEM），即现在的SRTM地形产品数据。SRTM因插值算法不同，存在不同版本，本平台发布数据为V4.1版本。
SRTM数据采用WGS84椭球投影，使用16位的数值表示高程数值的（+-32767米），空数据用-32726表示。数据格式为IMG栅格影像，数据的值域范围为-12000-9000米之间，水平精度20米，高程精度16米。
SRTM的数据组织方式为：每5度经纬度方格划分一个文件，共分为24行（-60至60度）和72列（-180至180度）。文件命名规则为srtm_XX_YY.zip，XX表示列数（01-72），YY表示行数（01-24）。示意图如下：
高程数据处理方法
第一次使用DEM高程数据的朋友常常遇到这个问题，IMG是压缩包么？怎么不能解压呢？为什么我打开之后数据是灰色的呢？明明是平原地区，为什么显示的高程范围却在
-32767-32767之间呢？为什么展示图里是五颜六色的，而我打开的却是灰色影像呢？ 首先IMG不是压缩包，“.img”作为一种栅格影像格式，可以直接在ArcMap、ENVI、ERDAS等遥感软件中打开使用，无需解压。
其次，怎么去除高程影像中的空值（如+-32767），让它在一个正常的范围内显示呢？小编这里以TIF格式的DEM高程影像为例（IMG的处理方式同样），一步步带大家来操作。
1. 在ARCMAP里打开一幅DEM高程数据（ADD DATA），可以从左边看到其显示的数据范围是-32767-32726，右侧为灰色影像。
2. 在ArcMap里打开Spatial analyze工具，选择Raster Calculator，设置DEM高程数据值为0并进行计算（点击Evaluate按钮），页面如下：
3. 计算之后结果显示为Calculation，页面如下图：
4. 再次打开Spatial analyze工具，选择Reclassify，选中chang missing values to Nodata打钩, 点击OK：
5. 然后打开Raster Calculator面板，将上一步计算出来的[Reclass of Calculation]与[原始的DEM 高程数据]相乘, 点击Evaluate，界面如下：
6. 计算结果，如图：
7. 鼠标右键点击Calculation2，打开Properties, 选择Symbology选项，在左侧选中Stretched, 点击确定。如下图：
基于不同分辨率的河北省DEM流域提取分析
篇三:srtm,nodata
ArcGIS高级应用期末论文
基于不同分辨率的DEM河网和流域提取分析
摘要：研究以河北省滦河流域为研究区。采用30米和90米不同分辨率的DEMsrtm,nodata。
作为基本的地形数据,应用ESRI公司开发的ARCGIS地理信息系统软件进行河网和流域特征的提取。主要有DEM预处理、河网的提取、流域提取。经分析得到了研究区域不同分辨率下的河网特征以及流域特征信息。
关键词：水平分辨率，栅格DEM，河网，流域水系提取
Extraction and analysis of DEM River Network and Watershed based on the different resolution
Abstract:The study area is the Luanhe River that located in Hebei Province. The 30 and 90 meters of different resolution DEM as the basic topographic data,The study apply for the software of ESRI ArcGIS geographic information system for the extraction of river network and watershed characteristics. The study mainly includes DEM pretreatment, extraction of river network and extraction of watershed.The results were got with the regional characteristics of river network and watershed
feature information through the analysis to different resolution DEM.
Key Words: Horizontal resolution ,Raster Digital Elevation
Model( Raster DEM),River Network,Drainage Area Water System Extracting
1.引言
大数据时代，数据越来越多，特别是遥感数据，更是海量数据，而这些数据中，数字高程模型（DEM）越来越多地被应用到流域地形分析，进行流域水文模拟研究。DEM一般有三种数据类型：栅格型、不规则三角网（TIN）和等高线，其中栅格型ＤＥＭ由于数据结构简单，易于存储，计算处理简单有效，在水文领域得到普遍应用［１］。DEM在一定分辨率下，反应地势高低在空间的分布特征，根据某一地区的地势地貌状况和相应的算法，就可以提取出DEM所处的地理空间范围内的流域水系特征。本文采用ArcGIS的水文分析模块（Hydrology Model），对不同分辨率的DEM进行流域特征提取，并探讨不同分辨率的栅格DEM对流域特征提取的影响。
2.研究区概况
选取河北省的第二大水系滦河水系流域进行分析。流域位于东经115°30′-118°45′和北纬39°10′-42°40′。流域南北长500公里，流域面积4480平方公里。其中山地4407平方公里，平原810平方公里。整个流域西北高，东南低。滦河上游发源地为坝上高原。平均海拔1200-1500米，相对高度200
图１研究区图示 米左右，低洼处为碟形洼地，滦河流过坝上高原后，进入冀北山地丘陵区，海拔
1300-1500米，岭谷高差500-800米，坡陡流急，河流下切强烈，地表破碎，黄土分布广。中游主要流经燕山山地，海拔800-1200米，向南逐渐降到200-500米，包括中、低山、丘陵及盆地等地貌类型。下游主要流经平原，海拔大部分在20米以下，地表平坦，河谷宽浅，曲流发育。
3.研究方法与步骤
3.1 数据来源
DEM数据为地理空间数据云网站下载数据：
30米DEM为GDEMDEM 30M 分辨率数字高程数据，垂直精度20米，水平精度30米，研究区域行列号为12134×13847；
90米DEM为UTM_SRTM90米分辨率数字高程原始数据，由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量，研究区域行列号为3797× 4364。
矢量数据为我国四级和五级河流，经过裁切得到滦河流域矢量河网。
3.2 ArcGIS的水文分析方法
ArcGIS作为提取研究地流域划分、水流网络的重要工具，提供了一种描绘地表物理特性的水文分析方法,它以数字高程模型( DEM)作为数据来源在对排水系统进行分析后定量描绘该系统。在描述这些过程是有先后顺序的。当描述流域或渠道网络时,根据输入数据的特性某些步骤是必需的,某些是可选择的。水流通过地表通常是流向最陡的方向,一旦水流流向被确定下来,就可算出有多少网格的水流流入给定的网格。这一信息将决定流域边界和水流网络。ArcGIS中水文分析是以Jensen与Dominique( 1988)年提出的算法为依据进行计算。图2的图简要说明从DEM中提取水文信息的步骤[5]。
图二 ArcGIS中水文分析流程图
3.3 分析步骤图
根据ArcGIS的水文分析流程图，结合分析实际，作出如下流程图：
D 无洼地
DE
M生成
量河网
Shreve分级
Strahler分级
Stream Link
图三 分析步骤图