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DEM（通用数字高程模型格式）
2026年02月25日 09:10
GISBox是一站式三维 GIS 数据编辑、转换、发布平台，支持 OSGB/GEOTIFF/RVT 等多种 GIS 格式编辑，转换为 3DTiles/Terrain 等并发布。
简介
DEM（通用数字高程模型格式）是以数字形式按一定结构组织、表示实际地形特征空间分布的模型，通过有序数值阵列记录地面点三维坐标（x,y,z），用于数字化模拟地表起伏形态。其核心是利用高程数据派生坡度、坡向等地貌特征，支持地形分析、洪水模拟、工程规划等应用，数据可通过卫星遥感、激光雷达等技术获取，并以规则格网或不规则三角网形式存储。
文件结构
DEM（通用数字高程模型格式）的文件结构主要包含以下关键部分：
- 元数据：记录DEM数据集的基本属性与使用说明，涵盖数据来源（如卫星遥感、LiDAR、航空摄影等）、分辨率（如30米、90米等）、坐标系统（如WGS84、UTM等）、投影方式（地理投影或特定区域投影）、数据采集时间、数据格式（如GeoTIFF、ASCII Grid等）、数据单位（米）、高程基准面（如平均海平面、EGM96等）等核心信息。
- 数据头：定义DEM数据的空间参考与结构参数，包括西南角起点坐标、坐标类型（如经纬度或平面直角坐标）、格网间距（水平与垂直方向间隔）、行列数（格网单元总数）、最低高程及高程放大系数（用于整数存储时的缩放比例）等。
- 数据体：存储按行列分布的高程值矩阵，每个格网单元对应一个高程值，以米为单位表示地表海拔高度。数据体是DEM的核心内容，直接反映地形起伏特征。
优点
- 标准化与通用性：作为通用格式，DEM支持跨平台、跨软件的无缝交互，便于不同系统（如GIS、遥感、工程软件）直接调用，降低数据转换成本。
- 高效存储与处理：通过规则格网或结构化编码压缩高程数据，显著减少存储空间需求，同时支持快速索引与批量计算，提升地形分析效率。
- 多尺度应用支持：可生成不同分辨率的DEM（如30米、90米），适应从局部工程规划到全球气候模拟的多场景需求，且高精度数据可支持微地形分析。
- 地形信息丰富性：基于高程数据可派生坡度、坡向、地表粗糙度、流域边界等衍生参数，为水文建模、地质灾害评估等提供基础支撑。
- 可视化与动态模拟：支持三维地形渲染、洪水淹没模拟、视线分析等动态可视化，直观呈现地形特征，辅助决策制定。
缺点
- 数据精度依赖源数据：DEM精度受采集方式（如卫星遥感、LiDAR、摄影测量）限制，低分辨率或老旧数据可能无法反映细微地形变化（如陡崖、沟壑）。
- 平滑效应导致失真：规则格网插值可能过度平滑真实地形，尤其在陡峭区域或复杂地貌中，高程突变被平滑处理，影响分析准确性。
- 存储与计算成本随精度提升：高分辨率DEM数据量呈指数级增长，需更大存储空间与更强计算能力，增加硬件与处理成本。
- 缺乏语义信息：仅存储高程数值，未包含地表覆盖类型（如植被、建筑）、地质结构等语义信息，需结合其他数据层补充分析。
- 更新周期长：大规模DEM更新依赖周期性航空或卫星任务，难以实时反映地表变化（如城市扩张、自然灾害后的地形改变）。
应用场景
DEM（通用数字高程模型格式）作为数字化地形表达的核心工具，广泛应用于地形可视化与三维建模以支持虚拟地理环境构建，通过水文分析生成流域边界、河网分布及洪水淹没模拟，在工程规划中辅助道路选线、土方量计算及滑坡风险评估，同时为气候模型提供地形驱动参数以分析降水分布与温度变化，还服务于地质勘探中的断层识别、矿产资源评估及生态研究中的植被分布与生物多样性分析。
示例图
1. 数字高程模型（DEM）。
文件打开方式
1. 高程DEM打开方式。
