一、概述

DEM是數字高程模型（Digital Elevation Model)的簡稱，接觸GIS，規劃，設計類的多多少少會接觸到DEM，可是這個直接查看黑溜溜一片DEM到底可以用來做什么呢？

二、背景

在大多應用中DEM只是是原始數據，想要讓它具體發揮價值的話，就必須要對其進行分析以及處理操作，很多人第一反應是使用ArcGIS進行分析，然后上網查各類ArcGIS的相關教程，并且如果本地沒有ArcGIS的話，還需要花一些功夫去找軟件進行下載，安裝以及激活......這些都會花費不少的時間，并且對于一些低配機子來說，含有眾多工具的ArcGIS進行DEM數據處理的效率還很低。這時候我們最想要的效果就是，用輕量化的軟件以最少的步驟來最快的獲取所需要的結果，對于DEM的處理來說，Global Mapper（以下簡稱GM）就是一個較好的軟件。

那么GM到底如何處理DEM呢？網上的教程太少？官方的幫助文檔是英文？沒關系！本文就會對6個功能點結合實際應用進行詳細的講解呢。

三、功能介紹

全球5米、12米、30米、90米DEM數據免費下載

1. 暈渲圖

網上下載或者項目發來的DEM，直接看上去是黑漆漆的一片，完全看不出地形的樣子，這類數據到底如何查看呢？

黑漆漆一片的原因是因為，tif默認識別是圖片，用圖片瀏覽器查看dem由于是按圖片的編碼進行展示的，所以看不到具體的東西，展示出來就是一片黑。這里就需要使用GIS類軟件對dem進行加載了，直接將tif拖入GM即可看到如下效果：

這么一看是不是就清楚多了，地形的高程以不同顏色顯示著，一眼就看出了地形的樣子。這個其實是dem的暈渲圖效果，在工具欄中我們也可以根據不同的暈渲效果制作不同的專題圖。

這樣的話我們就可以根據不同的需求生成不同的暈渲圖，并將其進行成圖進行展示，如下我們選擇邊坡渲染效果，即可將坡度信息以可視化的形式直接顯示出來。

然后我們將渲染圖導出，即可直接獲取jpg格式的圖片，這樣就可以在其他地方進行直接查看了。

這里我們選擇JPG格式（也可以選擇其他的圖片格式）后點擊確定進入下一步：

接下來是具體的輸出配置界面，按照默認配置直接點擊確定即可輸出：

在選擇保存的路徑后，我們就可以完成導出，并且可以直接是用圖片瀏覽器看到效果了呢。

2. 裁剪

在規劃設計中，常常要使用無人機的航拍來的數據來制作dem以生成地形圖，但是由于無人機航拍來相片是帶有建筑的，所以最后生成的實則為dsm數據而非dem數據，并且整體的范圍也會比所需要的地方大，這時候我們就需要對數據結果來進行裁剪操作。

這里我們將無人機建模獲取到的dsm直接拖入GM中：

這里我們可以看到，右下角有明顯的建筑輪廓，我們也可以點擊3D按鈕切換到三維視角來進一步確認：

這里我們就需要通過裁剪功能來將我們不需要的建筑去除，并且將范圍控制到我們實際需要的高坡部分。

首先我們先在軟件中繪制一個范圍所需要的范圍：

在有了范圍后我們即可對這個面用數字化工具進行選擇：

在左側圖層欄中對我們要進行的裁剪的dsm進行雙擊或者右擊==>選項：

接下來彈出的高程選項界面中，我們點擊裁剪按鈕：

勾選“裁剪當前選定的多邊形”這一條，然后點擊確定即可完成裁剪：

這兒再將之前繪制的面進行隱藏，獲取到的即為我們需要的dem數據：

但是到這一步，我們只是完成了一半，數據本身其實并沒有被裁減，只是其他區域被進行了隱藏，如果要獲取到最終裁減好的數據，我們必須對裁剪好的數據進行輸出。

在菜單欄，我們選中文件菜單進行下拉，并選擇“導出”選項中的“導出高程網格格式”功能：

這里我們選擇GeoTIFF（tif）格式輸出，點擊確定進入下一步：

這里直接根據默認的選項點擊確定進后選擇輸出路徑即可輸出：

3. 更改海拔

dem是有海拔基準的，我們一般GPS獲取到的是大地高，在不同區域的高程面都可能不同，那我們如果需要實際規劃設計時，就需要指定高程系的dem數據。有時候我們會碰到，獲取到的dem和實際需要的高程系并不同，那么我們便需要對dem的高程值進行修改。

這里有一份從供貨商那里拿到的dem，數據本身高程是大地高，而甲方需要的是85高的規劃圖，那我們就需要先對dem進行高程轉換后再基于dem進行規劃圖的生成。

這里我們根據參數（不同高程系參數不同，并且參數是保密的）計算可以得出高程差為37.8m，接下來我們可以通過GM來直接進行高程的轉換。

首先還是將dem拖入GM進行加載：

這里在左側圖層欄中對我們要進行的裁剪的dsm進行雙擊或者右擊==>選項：

接下來彈出的高程選項界面中，我們點擊“修改高程值”功能：

這里我們根據具體算出來的高程差進行輸入，點擊確定即可更改：

這里我們可以看到整體數值前后有了明顯的變化：

同樣，到了這一步我們的操作也只進行了一半，接下來則需要進行輸出才能得到最終的結果：

4. 方量計算

在實際的施工建設中，我們需要在平地上進行建設，所以需要對高于基準面的地方進行挖出，對于低于基準面的地方進行填埋，即填挖方。計算填挖方量與平衡填挖方是豎向規劃的一項重要內容。尤其在山地市，需要充分利用自然地形，合理確定規劃用地和道路的設計標高，減少土石方工程量，力求填挖方就近平衡，從而降低工程造價。

那么在GM中我們如何實現對于填挖方量的加載呢？首先還是需要先將dem拖入軟件進行加載：

然后我們需要繪制一個區域作為填挖方的基準面：

這時我們需要為這個基準面設置一個高度，我們需要使用圖元信息工具選中我們所繪制的面并對其高程賦值：

我們這里為其添加一個名為“ELEVATION”的屬性，并賦值為1780，點擊確定即可：

我們現在再使用數字化工具選中剛才的繪制的面：

在選中的狀態下右擊該面然后點擊“分析/測量”功能進行展開，選擇“體積-測量體積（填挖方）”功能：

一般默認點擊確定即可：

接下來即可獲取到填挖方分析后的數值：

我們這里可以把它導出為csv，在excel中更詳細的進行查看：

5. 地形求交

在應用中，我們可能會接觸到各種精度的dem，那么我們可以對各個精度dem進行下比較，以下分別為90m，30m，12mdem在GM中加載效果：

可以明顯看出dem精度越高，細節顯示的越清晰，但是只是從圖上看的話并不能看出具體的比較，我們可以借助于地形求交的方式，對各精度dem進行直接的比較。

首先，在分析菜單中選中“結合/比較地形圖”功能：

這里我們選擇“減法（差值）—有符號”選項，然后選擇用30m精度的dem來和90m精度的dem進行比較，其他的設置選擇默認即可：

點擊確定即可進行求交分析：

這里可以看到，同高程的情況下，兩者在細節方面還是有很多差別的，甚至在某些區域有著相對較大的細節差異：

用同樣的方法，我們來看下12m精度dem和90m精度dem的差別，可以看出12m比起90m數據多出的細節更加豐富、清晰：

這樣我們就可以通過地形求交的方法，直觀地看到各精度dem的差異，我們也可以通過dem求差的結果，應用到實際的工程應用中，將工程規劃設計圖生成的dem與原始dem進行求差，并將求差的結果進行體積、面積計算，這樣我們就可以快速的獲得填挖方量的信息。

6. 地形3D可視化

在GM中，加載的地形顯示的是平面的渲染圖，在使用的過程中，不能直觀的看到具體的地形效果，這時候我們就需要使用3D視圖功能，將平面的地形用三維的方式進行渲染。

首先我們將dem拖入GM后，點擊“3D”按鈕：

這樣， 3D的效果就直接展示在窗口中：

如果地形效果不夠明顯，還能通過點擊“突出高度”按鈕進行地形的夸張：

反之，可以通過“限制高度”按鈕進行比例的收縮：

這里我們也可以繪制飛行路線，讓地形自動進行展示并錄制：

四、實戰出真知

以上的所有用到數據都會在下面進行提供，與其看著教程不知所措，不如直接下載案例數據進行實操，通過具體操作結合教程來掌握GM的這些地形分析功能。