高精度DEM（12.5m）数据以及下载方式介绍

一、 DEM代表数字高程模型，是一种数字地形模型，用于表示地球表面的海拔高度。

DEM数据可以通过多种方法获得，包括激光雷达、遥感技术和GPS测量等。

DEM数据通常以栅格形式呈现，每个栅格单元包含一个高度值。DEM数据可以用于许多应用程序，如地形分析、洪水模拟、土地利用规划、气候模拟等。DEM数据还可以与其他GIS数据集结合使用，如卫星影像和矢量数据。

DEM数据通常包含以下信息：

高程值：每个栅格单元的高程值，以米为单位。
分辨率：栅格单元的大小，以米为单位。
坐标系统：DEM数据的空间参考系统，用于定位DEM数据在地球上的位置。
数据源：DEM数据的来源和获取方式。

在GIS应用程序中，DEM数据是一种非常有用的数据类型，可用于许多应用程序。例如，它可以用于制作三维地形模型，进行视觉分析和洪水模拟等。

二、DEM数据的发展史：

DEM数据的起源

地形(topography)是指地球表面的高低起伏形态，高程是描述地表起伏形状的最基本的几何量。美国麻省理工学院摄影测量学实验室的Miller和Laflamme通过摄影测量技术采样地形数据, 用于解决计算机辅助道路设计相关的工程问题，最早提出了数字地形/地面模型(digital terrain model, DTM)的概念，即利用一个任意坐标场中选择大量已知X、Y、Z的坐标点对连续地面进行简单统计表示，得到描述地球表面形态多种信息空间分布特征的有序数值阵列。基于高程数据得到的派生产品，如坡度、坡向、曲率等地貌因子，均可以作为DTM的第三维分量用于描述地形特征。

仅用于描述地面高程信息，采用有限的离散点高程实现对地形曲面的数字化模拟，以数字形式按照一定结构组织表示实际地形特征空间分布的DTM模型称为DEM。DEM原本是DTM的一个子集。

由于地球表面被各种自然或人工地物覆盖，难以直接获取精确的地形形态。特别是基于摄影测量与遥感技术观测得到的DEM，通常包含了森林植被、建筑物等地物分布形态，此类DEM又称为数字地表模型(digital surface model, DSM)。

给定平面坐标(Xi，Yi 、相应离散点高程Zi (规则或不规则)，DEM可以采用如下函数表示地面起伏形态的数字集合：

若平面位置为规则格网形式，式(1)可以简化为一维向量序列：

20世纪90年代以来，DEM被列为中国国家空间数据基础设施(National Spatial Data Infrastructure, NSDI)和数字地球空间数据框架(Digi- tal Geospatial Data Framework, DGDF)的标准产品，同时也是地理国情监测的重要产品之一。作为地学分析与建模的基础数据(如海岛礁及周边复杂环境，DEM逐步替代等高线成为地形描述与分析的重要数据源;同时，数字地球和智慧地球的建设和发展促进了DEM与遥感学科等的一体化进程

20世纪60年代至70年代：在这个时期，DEM数据是用手工测量、绘制、制图等方法获得的。这种方法需要大量的人力和时间，并且精度较低。
20世纪80年代：随着计算机技术的进步，数字化的DEM数据开始出现。这种数据的精度更高，且制作速度更快。
20世纪90年代：随着遥感技术的发展，使用遥感数据制作DEM数据成为一种主要方法。遥感技术可以获得更多的高程数据，同时还可以快速、自动地提取高程信息。
21世纪：现在，各种技术和数据源被用于制作DEM数据，包括激光雷达、航空摄影、卫星遥感等。这些技术可以获得更准确、更详细的高程数据，并且制作速度也更快。

随着技术的进步和数据源的增加，DEM数据的制作变得更加准确、详细和普及化。这使得DEM数据在许多领域得到广泛应用。

三、USGS提供的12.5m分辨率的DEM数据集是全球覆盖的，该数据集包含地球表面海拔高程信息。

下面是该数据集的具体参数：

数据源：该数据集是基于NASA的Shuttle Radar Topography Mission（SRTM）数据制作的。
分辨率：数据的分辨率为12.5m，即每个像素代表的地面面积为12.5米×12.5米。
精度：该数据集的水平精度为16米，垂直精度为6米。
数据格式：该数据集以GeoTIFF格式提供，可直接在GIS软件中使用。
空间参考系统：该数据集使用WGS84（World Geodetic System 1984）空间参考系统。
覆盖范围：该数据集覆盖了全球范围，包括陆地和海洋。
数据获取：该数据集可以免费在USGS的网站上下载，同时还提供了Web服务和地图浏览器等功能。

USGS提供的12.5m分辨率的DEM数据集具有全球覆盖、高精度和免费获取等优点，是一种非常有用的DEM数据。

USGS提供的12.5m分辨率的DEM数据集是基于NASA的Shuttle Radar Topography Mission（SRTM）卫星数据制作的。

SRTM卫星是由NASA和其他国际合作伙伴共同发射的，旨在为全球范围内地表高程的制图和测量提供数据。SRTM卫星通过搭载SAR（Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达）仪器，可以使用雷达波束探测地表，得到高精度的地表高程信息。

SRTM卫星在2000年发射，飞行高度约为233公里，覆盖范围为赤道以北56度至赤道以南60度的地区。卫星通过多个轨道对地表进行扫描，最终形成了一个高精度的全球DEM数据集。

在数据处理方面，SRTM数据经过多次处理和校正，包括数据填补、去除干扰信号、高程值调整等步骤，最终形成了高质量的DEM数据集。这个数据集已经成为地理信息、环境研究、地球科学等领域中的重要数据资源。

四、获取12.5m精度的DEM数据，通常有以下几种方法：

免费下载：一些政府机构和学术机构会提供免费下载的DEM数据。例如，美国地质调查局（USGS）提供了全球DEM数据集，包括12.5m精度的DEM数据。你可以在USGS的网站上找到相关信息并下载。
购买商业数据：一些商业数据供应商提供高精度的DEM数据，包括12.5m精度的数据。例如，DigitalGlobe、GeoEye和Airbus等公司提供高质量的DEM数据。你可以通过这些公司的网站购买数据。
使用遥感技术自行制作：你也可以使用遥感技术制作12.5m精度的DEM数据。例如，使用激光雷达或合成孔径雷达（SAR）等技术获得高质量的高程数据，然后将其处理为DEM数据。

五、中国在DEM数据获取方面取得了一定的研究成果。

高分辨率DEM数据获取技术：中国科学院遥感与数字地球研究所研究出了高分辨率DEM数据获取技术，利用高分辨率遥感影像，结合光学与雷达数据的融合，可以获取具有较高垂直精度的DEM数据。这种技术已经应用于多个地区的DEM数据制作中。
基于卫星数据的DEM制作技术：中国国家测绘地理信息局和中国遥感卫星中心联合研究，开展了基于卫星数据的DEM制作技术研究。该技术利用高分辨率卫星遥感数据和其他地面观测数据，如全球定位系统（GPS）数据、数字高程模型数据等，对地表进行精确测量，获得高质量的DEM数据。
全国性DEM数据制作：中国国家测绘地理信息局开展了全国范围内DEM数据制作的工作，已经完成了1:250,000比例尺的DEM数据制作。此外，国家测绘地理信息局还开展了全国数十个地区的DEM数据制作工作，如黄土高原区、青藏高原等。
智能DEM数据制作技术：中国科学院遥感与数字地球研究所和中国测绘科学研究院联合开展了智能DEM数据制作技术研究，利用机器学习和人工智能等技术，实现了DEM数据的自动化制作和快速更新。

目前爱发电这个软件也可以下载到12.5m的DEM数据

六、目前可以获取DEM数据的卫星主要有以下几个：

Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)：SRTM卫星是由NASA和其他国际合作伙伴共同发射的，通过搭载SAR（Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达）仪器，可以使用雷达波束探测地表，得到高精度的地表高程信息。该卫星在2000年发射，已经成为全球范围内DEM数据获取的重要来源。
Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER)：ASTER卫星由美国和日本共同开发，搭载有可见光、红外线和热红外线仪器，可以获取高分辨率的遥感影像数据和DEM数据。ASTER卫星的DEM数据分辨率为30米，适合用于区域尺度的地形分析。
TanDEM-X：TanDEM-X卫星是由德国航空航天中心（DLR）和意大利空间局（ASI）共同开发的，搭载有SAR仪器，可以获取高精度的地表高程信息。TanDEM-X卫星的DEM数据分辨率为12米，是目前获取精度最高的DEM数据之一。
高分辨率遥感卫星：高分辨率遥感卫星包括中国的高分系列卫星、美国的WorldView系列卫星、欧洲的Pléiades卫星等，这些卫星可以获取高分辨率的遥感影像数据，并利用立体视觉技术、三角测量技术等方法生成DEM数据。这些卫星的DEM数据分辨率通常在5米以下，适合用于城市规划、土地利用等高精度应用。

除了以上卫星，还有其他一些卫星也可以获取DEM数据，如Lidar卫星、INSAR卫星等。这些卫星的DEM数据可以为地理信息、环境研究、自然资源管理等领域提供重要的数据支持。