5 个免费的全球 DEM 数据源-数字高程模型

数字高程模型数据源

数字高程模型 (Digital Elevation Model)，简称 DEM。 数字高程模型是指数字形式， 按一定的数据组织建立起来， 生成表达地面特征、空间分布的一种地面模型。

数字高程模型的数据来源主要有以下几种途径： 摄影测量、地面测量、已有地形图数字化、已有的 DEM 库中提取。 对于局部的土方工程计算而言， 用摄影测量方式获取数据(除非是应用原有资料)， 显然在经济上是不合算的， 已有的 DEM 库多因网格间距较大， 也不合适。因此在实际工作中主要采取应用已有的大比例尺地形图扫描矢量化， 或用全站仪、测距仪+电子平板直接测得到测点的三维坐标。 本文将带大家深入了解5个免费全球 DEM 数据源。

1.航天飞机雷达地形任务 (SRTM)

NASA 只需要11天就能捕获航天飞机雷达地形测绘任务（SRTM）30米数字高程模型。 早在2000年2月，奋进号航天飞机就与 SRTM 有效载荷一起发射。 它使用两个雷达天线和一个通道， 并收集了足够的数据， 以使用称为干涉合成孔径雷达（InSAR）的技术生成数字高程模型。 C 波段能够更好地穿透树冠覆盖到地面， 但 SRTM 在具有前缩、重叠和阴影的倾斜区域仍举步维艰。

2014年底， 美国政府向公众发布了最高分辨率的 SRTM DEM。 此 1 弧秒全局数字高程模型的空间分辨率约为 30 米， 此外，它覆盖了世界大部分地区， 其绝对垂直高度精度小于16m。

那么在哪里可以下载 SRTM 数据呢？ SRTM DEM 数据被保存在 USGS 地球探测器上， 如需下载，请选择感兴趣的领域。 在数据集选项卡下， 选择 Digital Elevation > SRTM > SRTM 1-ArcSecond Global。 更多详情， 请参阅 USGS Earth Explorer 下载指南（https://gisgeography.com/usgs-earth-explorer-download-free-landsat-imagery/）， 以帮助入门。

2.ASTER 全球数字高程模型

美国宇航局和日本的联合行动是先进星载热辐射和反射辐射计（ASTER）的诞生， 作为该项目的一部分， 出现了 ASTER 全球数字高程模型（GDEM）。

ASTER GDEM 拥有 90 米的全球分辨率和 30 米的美国分辨率， 尽管它具有高分辨率和更大的覆盖范围（地球的 80%）， 但仍有某些用户经常在多云区域表达其伪影问题。 ASTER GDEM 使用立体图像对和数字图像相关方法。 基于不同角度的两个图像， 它使用立体对和摄影测量来测量高程。 然而，云层覆盖量影响了 ASTER 的准确性， 而 SRTM DEM 并非如此。 由于无源和有源传感器的工作方式， 对 DEM 的质量产生了最显著的影响。

但随着时间的推移， ASTER DEM 数据通过自己的伪影校正改进了其产品。 2011年10月， ASTER GDEM 版本2 公开发布， 对比以前有了相当大的改进。 尽管 ASTER GDEM-2 具有实验等级， 但在崎岖的山区地形中， ASTER GDEM-2 被认为比 SRTM 高程模型更精确。 那么在哪里可以下载 ASTER GDEM 呢？ 可从 USGS Earth Explorer（https://earthexplorer.usgs.gov/）免费下载 ASTER DEM 数据。 在数据集选项卡下， 选择 Digital Elevation > ASTER。

3.JAXA’s Global ALOS 3D World

ALOS World 3D 是由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）捕获的30米分辨率数字表面模型（DSM）。 近来，该 DSM 已向公众开放。 巧妙的是，它是目前最精确的全球比例高程数据， 它使用基于 PRISM 立体测绘的高级陆地观测卫星“DAICHI”（ALOS）。

那么在哪里可以下载 JAXA’s Global ALOS 3D World 呢？ 如想了解精确的 DSM， 则需通过 JAXA’s Global ALOS 3D World（https://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/index_e.htm）在线注册才能下载。

4.光探测和测距（LiDAR）

LIDAR 是一种主动遥感技术， 类似于雷达， 但不使用无线电波， 作为辐射源， 它使用激光脉冲。 在这种技术中， 激光源发出的脉冲是定向的； 也许有人会认为寻找 LiDAR 是通过在黑暗中的不断摸索与尝试来实现， 其实不然。 LiDAR 正在缓慢而稳定地走向全球 LiDAR 地图。 其中 Open Topography 位居第一， 更多信息可参见6 个免费在线可用的最佳 LiDAR 数据源汇总列表（https://gisgeography.com/top-6-free-lidar-data-sources/）。 在空间精度方面没有什么能比 LiDAR 更胜一筹； 过滤地面回波后， 可利用激光雷达构建令人印象深刻的 DEM。

5.火星轨道器激光高度计（MOLA）

基于火星轨道器激光高度计（MOLA）仪器， 可以查看火星崎岖的地形。 例如，此链接中 https://www.arcgis.com/home/webmap/viewer.html?webmap=71c5c7b5eac2453f990fe23a35940eef 火星地形图的使用来自 MOLA 的数据。 事实上， 科学家们使用 MOLA 绘制了火星上的古老河流。 那么在哪里可以下载火星的 MOLA DEM 呢？ USGS 天体地质科学中心是火星的 DEM 数据中心。 USGS 从火星重力场解决方案 GMM-2B 中发现了类面体上方的高程， 总高程不确定性至少为 ±3m。