从DEM数据源制作本地DEM

李国春

这里说的制作DEM，是在RSD平台将你的DEM资源一键合成为用户DEM，包括不同区域、不同投影、不同分辨率要求等。DEM资源可以来自SRTM90、ASTGDEM3等，也可以是用户自行准备的DEM资源。用户自己从卫星数据无人机数据等创建自己的DEM数据源，创建方法参阅RSD使用说明DEM生成部分，不在这里讨论。

以前曾经写过一篇名为《DEM-合成》的介绍，由于软件更新等原因已经不适用了，DEM合成现在以本文介绍的技术路线为准，直至有后续的更新。

一、准备工作

1. 准备DEM数据源

SRTM90 数据 放在RSD的DEM数据目录，例如D:\RsdMisc\DEM\SRTM90。

ASTGTM2 数据 放在RSD的DEM数据目录，例如D:\RsdMisc\DEM\ASTGTM2。

ASTGTM3 数据 放在RSD的DEM数据目录，例如D:\RsdMisc\DEM\ASTGTMV003。

ETOPO2022 30s 数据放在RSD的DEM数据目录，例如D:\RsdMisc\DEM\ETOPO_2002_v1_30s。

ETOPO2022 15s 数据放在RSD的DEM数据目录，例如D:\RsdMisc\DEM\ETOPO_2002_v1_15s。

这些DEM数据通常放在安装RSD系统时指定的 \ RsdMisc目录下，也可以放在自己指定的其它数据目录中，只要在处理过程中在 DEM数据路径 指定即可。

如果你没有预先准备这些数据，可以从下述地址

https://pan.baidu.com/s/1o9g5NAE

下载（不全，仅中国及周边部分区域数据）。在上述的共享百度网盘找到对应的DEM目录即可。

2. 定义区域

本地DEM制作需要定义区域范围、指定分辨率和投影等。这部分工作通常在打开一个RSD任务时就已经完成了，任务框架就是DEM框架。例如，你加载一个数据集，就自动带有这些框架信息。

或者，如果没有打开的任务，你可以打开一个框架模板文件。

你还可以用一个投影串来定义区域（投影串另文介绍，见《RSD投影串说明-V1》）。

定义区域的这部分工作是RSD的基础操作，不是本文DEM制作特定需要介绍的内容。具体请参阅RSD使用手册的相关章节。

二、制作DEM

1生成DEM的菜单

创建RSD任务后（如打开一个遥感数据集、打开一个框架模板等），选择菜单 任务管理->为任务创建DEM ，出现图1的菜单。

图1 生成DEM的菜单

可以在菜单中选择DEM数据源生成DEM。

2选择对原始DEM数据的重采样方式

从DEM数据源的原始数据生成用户DEM需要进行像元重定位。原始数据大多有固定的空间分辨率，如SRTM90约90m、ASTGTM3约30m等。其数据排列方式也是固定的，例如等经纬度排列。而用户需求可能是多种多样的。例如某应用需要某特定区域10m分辨率的通用横轴麦卡托投影DEM数据、另一应用可能需要大区域范围250m分辨率的DEM数据等。这样从数据源生成这些应用数据就需要对数据进行变换，也就是重采样。

在图1中选择一个菜单项，例如SRTM90 DEM ，会出现图2的对话框

图2 指定制作DEM数据参数的对话框

在这里指定对DEM数据源的重采样方式。目标DEM的像元分辨率投影等信息是由任务预先定义的，无需在这里指定。注意，目标DEM的分辨率和源数据分辨率差异较大时请仔细选择需要的重采样方式。

可以在对话框最上一行DEM数据路径 中指定自己的DEM数据源存储目录。

3 创建DEM

在图2点击确定即可完成DEM制作。

DEM生成后，在任务中会出现一个新层。数据为4字节浮点型，数据范围和像元分辨率及投影均与框架一致。

如果需要导出时，可以将新生成的DEM保存为RSD文件，或者导出TIFF文件等格式。

二、实例

1 使用SRTM90创建中国250m DEM的例子

创建中国区域250m分辨率Albers等积圆锥投影的DEM。

①打开一个tpl文件 中国海陆-Albers-250m.tpl 。这个文件可以在上面介绍的网盘目录里面找到（https://pan.baidu.com/s/1o9g5NAE#list/path=%2FRsdMisc%2FRsdTemplates%2F%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E6%B5%B7%E9%99%86&parentPath=%2F）。投影和框架范围在图3中有说明。

②在图1中选择 SRTM90 DEM。在图2中确认DEM源数据路径（缺省自动填写），重采样方式选择 二次线性插值法 。

③点击确定。创建的 DEM 数据层见图3。

可见RSD通过裁剪和拼接自动将SRTM90 DEM源数据生成了一个目标DEM层。

图3  SRTM90生成的中国区域250m DEM结果图

图中红框为新生成DEM的投影参数和框架范围。

在层列表中右击DEM层，在弹出菜单中可以选择将DEM保存为RSD文件或者导出为TIFF等格式的交换文件。

观察图3右下角的导航图，可见数据空缺时目标DEM区域为空值。这是因为SRTM90 DEM是陆上数据，洋面上无值。此外，如果你的SRTM90数据下载不全，结果也会是空值。

2 使用ETOPO30s创建东亚250m DEM的例子

创建东亚区域250m分辨率Albers等积圆锥投影的DEM。

①打开一个tpl文件 东亚-Albers-Qkm.tpl 。这个文件可以在上面介绍的网盘目录里面找到（https://pan.baidu.com/disk/main#/index?category=all&path=%2FRsdMisc%2FRsdTemplates%2F%E4%B8%9C%E4%BA%9A）。投影和框架范围在图4中有说明。

②在图1中选择 ETOPO_2022_v1_30s DEM。在图2中确认DEM源数据路径（缺省自动填写），重采样方式选择 二次线性插值法 。

③点击确定。创建的 DEM 数据层见图4。

图4  ETOPO30s生成的东亚250m DEM结果图

由于ETOPO_2022_v1_30s DEM 包含了海床的高程数据，所以不会像图3那样缺失海洋上的数据。RSD自动将生成的DEM数据建立了一个DEM层。在层列表中右击DEM层，在弹出菜单中可以选择将DEM保存为RSD文件或者导出为TIFF等格式的交换文件。

3 使用ASTGTM3创建辽宁 10m DEM的例子

从30m空间分辨率的ASTGTM3 DEM源数据插值到10m DEM过程如下。这里用投影串定义框架。

首先定义一个投影串如下。

/DATUM = WGS84, /ID = ALBERS_CONIC_EQAREA, /SP1 = 40.00, /SP2 = 42.00, /org_lat = 0.00, /cen_lon = 122.00, /FN = 0.00, /FE = 0.00, /K = 1.0

/pixsize = 10.0,  /center_lat = 41.0, /center_lon = 122.0,  /rows = 68000, /cols = 68000

投影串中指定辽宁省范围阿尔伯斯等积圆锥投影，像元分辨率为10m（串中红色文字）。用该投影串创建框架，具体方法见《RSD投影串说明-V1.doc》。

投影串定义好以后，点击确定创建框架。当然也可以选择其它方式创建框架。

在图1的菜单中选择 ASTGTM3 DEM。在图2中确认DEM源数据路径，重采样方式选择 二次线性插值法 。点击确定。

创建好的DEM数据见图5。

图5  ASTGTM3生成的辽宁省10m分辨率 DEM结果图

4 使用ASTGTM3和ETOPO30s创建中国及周边国家海陆 16m DEM的例子

上述例子中使用ASTGTM3或RETM90创建的DEM 不包括海床高度，海洋区域数据为空。ETOPO30s和 ETOPO15s包含海陆全部数据，但是空间分辨率较低。我们可以选择有高空间分辨率时使用高空间分辨率数据，没有高空间分辨率时用低空间分辨率数据代替，这样可以生成没有数据缺失区域的DEM。

这里是一个有ASTGTM3数据时使用ASTGTM3，没有ASTGTM3时使用ETOPO30s补齐的DEM生成的例子。

首先定义通过一个投影串定义一个框架。

/DATUM = CGCS2000, /ID = ALBERS_CONIC_EQAREA, /SP1 = 25.0, /SP2 = 47.00, /org_lat = 0.0, /cen_lon = 105.0, /FN = 0.0, /FE = 0.0

/pixsize = 16.0, /center_lat = 30.0, /center_lon = 104.0, /northings = 6000000.0, /eastings = 5520000.0

在图1中选择 ASTGTM3 + ETOPO_2022_v1_30s，分别为图2的对话框指定两种数据的路径。重采样方式都使用缺省值，点击确定。结果见图6。

图6  ASTGTM3和ETOPO30s生成的中国16m分辨率 DEM结果图

这是一个大图的例子，一张图包含了中国及周边多国以及附近洋面16m分辨率的DEM图像。从图中可见图像范围达345000×375000，约1300亿像元。保存后的4字节浮点格式无压缩RSD文件的文件大小达1.3TB。这在通常的GIS平台上是无法想象的。

RSD专门为大规模数据设计，这个示例是在单机上实现的。使用RSD的大规模显示阵列（EDA）进行分布式计算可处理更大规模的数据。

单机处理这种超大规模的DEM数据处理需要较长的处理时间。另外，这种超大规模的DEM数据导出的数据交换格式可能由于太大导致其它平台无法处理。

5 使用ASTGTM3和ETOPO30s创建海南岛主岛海陆2m分辨率 DEM的例子

ASTGTM3虽然空间分辨率只有30m，但是实际应用中有高空间分率需求，而自己又没有高空间分辨率数据源时，用30m分辨率DEM进行插值也能满足部分需求，比方在精度要求不高或者平原地区。下面是用ASTGTM3 30m DEM插值到2m的例子。

先通过海南岛主岛投影串定义一个框架。

/DATUM = WGS84, /ID = UTM, /SP1 = 49.00, /SP2 = 0.00,/FN = 0.00, /FE = 500000.0, /K = 0.9996

/pixsize = 2.0, /rows = 114850, /cols = 130250, /center_lat = 19.15394984, /center_lon = 109.83286621, /northings = 229700.00, /eastings = 260500.0

在图1中选择 ASTGTM3 + ETOPO_2022_v1_30s，分别为图2的对话框指定两种数据的路径。重采样方式都使用缺省值，点击确定。结果见图7。

图7  ASTGTM3和ETOPO30s生成的海南岛2m分辨率 DEM结果图

可见有130250×114850约15亿像素。

导出图像的结果见图8。

图8  ASTGTM3和ETOPO30s生成的海南岛2m分辨率 DEM结果的导出图像

三、结语

RSD DEM合成工具可以一键合成任意区域、任意投影、任意空间分辨率的大规模目标DEM。