利用Google Earth所提供数据建立DEM

陆国华 庞博 姜维 田贵

摘要：Google Earth提供有大量的免费地理坐标数据，我们应该好好的加以利用。数字高程模型（DEM）是以高程表达地面起伏形态的数字集合。利用DEM可制作透视图、断面图，进行工程土石方计算、表面覆盖面积统计，用于与高程有关的地貌形态分析、通视条件分析、水文分析。

关键词：Google Earth；DEM；ArcGIS；坐标转换

Abstract: There are many free geographic coordinates data that Google Earth approved ,we should used it. A digital elevation model is a digital model or 3D representation of a terrain's surface created from terrain elevation data. You can get a perspective drawing , cross sectional drawing. Calculating volume of the engineering and get area of the land for terrain analyses in geomorphology and physical geography , Visibility Analysis and Hydrology Analysis.

KeyWords: Google Earth；DEM；ArcGIS；Coordinate Conversion

中图分类号：C37文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

谷歌地球（Google Earth，GE）是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。我们可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件，免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片。GE分为免费版与专业版两种。

GE 它提供有支持二次开发的api接口。能够通过对其进行二次开发来获取其所提供的地理坐标数据。在此使用经过二次开发所得的工具“谷歌地球-取点工具1.0”。

DEM（Digital Elevation Model，缩写）是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和测量），然后进行数据内插而形成的。DEM是对地貌形态的虚拟表示，可派生出等高线、坡度图等信息以供利用。

数据的获取。

打开GE找到你所感兴趣的区域，在此选择了海阳市郭城镇土堆村及其附近的影像，如图1。

图1在GE上土堆村及其附近农村的位置图

运行“谷歌地球-取点工具”，点击采集按钮，并对其进行参数设置。设置完成后即可对GE上的数据进行采集，数据可以输出为文本格式和dat格式。在此将文件输出为txt文本格式。为方便后续的处理，在此在txt文本之前加上一行字段名称，在此X、Y分别表示为点的经度、维度，其坐标的表示为度.分秒的形式，z表示点的高程信息，其单位为米。所得数据如表1所示：

所获取的GE 三维数据表 表1

二、数据处理

ArcGIS是美国环境系统研究所（Environment System Research Institute，ESRI）开发的新一代GIS软件，是世界上应用广泛的GIS软件之一。是一个统一的地理信息系统平台，由数据服务器ArcSDE及4个基础框架组成：桌面软件Desktop、服务器GIS、嵌入式GIS和移动GIS。

1、在ArcMap中添加由表1所示的数据，ArcMap支持excel、txt等格式数据的输入。在此要确保x、y的对应关系。

2、在第一步中所得数据ArcMap不能直接对其进行编辑，在此需要先将点数据导出为shp格式的数据point.shp，以便于对其进行编辑处理。

3、由于GE上所利用的影像的坐标系为地心坐标系WGS_1984，在此利用ArcCatalog把point.shp文件的地理坐标系定义为为GCS_WGS_1984，在ArcCatalog中右键point.shp文件属性即可对其坐标系经行编辑。

4、坐标转换。将WGS84转换成Beijing54坐标系统。展开 Data Management Tools工具箱，打开Projections and Transformations中的Feature工具集，双击Project，打开Project对话框。选择相应的数据及坐标系统，在此数据选择point.shp，输出坐标类型选择Beijing1954，地理转换选择Beijing_1954_To_WGS_1984_2。

5、根据点的三维坐标来创建TIN（不规则三角网）。根据ArcMap中提供的3DAnalyst模块，选择从要素创建TIN来创建不规则三角网。其是将离散点连接成三角形无重复、无交叉的三角网，其原则是每个点都与其最近的点构成三角形，并尽可能地使三角形为锐角三角形。

6、DEM是对地形地貌的一种离散的数字表达，是对地面特性进行空间描述的一种数字方法、途径，它的应用可遍及整个地学领域。目前建立DEM有规则网格结构和不规则三角网两种算法。常用的算法是利用TIN，在TIN的基础上通过线性和双线性内插来建立DEM。其优点是能用不同的分辨率来描述地表形态，其所占用的空间较小能更精确的表示复杂的地表。当地形中包含有大量的特征线如断裂线、构造线时，TIN可以更好的顾及到这些特征，在此利用TIN来生成DEM数据。把生成的DEM数据导入到ArcScene中，其效果如图2

图2DEM三维展示图

三、结论

现实中存在着大量的免费的地理坐标数据，我们应该学会如何利用这些数据。GE 存在着高精度、丰富的信息和使用免费的特点，为人们的工作和生活提供了便利条件。利用以上方法可以实现低成更本、高精度和高效益，解决了日常用图的需要。综上，利用高精度的GE 免费数据，结合ArcGIS 的强大图形编辑功能来提取GE 图像信息并应用，无疑是一种高效、快捷、经济和实用的方法，适用于制作有关图件时参考与借鉴。

参考文献：

[1] 莫善军，李志凛，陈成江等.利用GoogleEarth建立等高线三维地形模型[J] .测绘通报，2012,2

[2] 汤国安，杨昕.ArcGis地理信息系统空间分析实验教程[M].北京：科学出版社，2006：10-12

[3] 李玉宝，曹智翔，余代俊等.大比例尺数字化测图技术[M].成都：西南交通大学出版社，2006：19-20

作者简介：陆国华（1983-），汉族，男,山东嘉祥人，测绘助理工程师，现在山东烟台鑫泰黄金矿业公司从事测量工作。