DEM、普通航拍 / 卫星影像、高分遥感、倾斜摄影实景模型-编程实验室

一、DEM（单波段栅格，数字高程模型）

是什么

常见格式（工程最常用）

怎么制作（3 种主流方式）

二、普通航拍影像 / 卫星影像（RGB 彩色，DOM）

是什么

常见格式

怎么制作

1）普通航拍（无人机 / 有人机）

2）卫星影像

三、高分遥感影像（高分辨率卫星 / 航摄，多光谱）

是什么

常见格式

怎么制作

四、倾斜摄影实景模型（三维网格 + 纹理）

是什么

常见格式（工程常用）

怎么制作（无人机倾斜摄影最主流）

五、四类数据对比（填挖方 / 开发视角）

六、开发建议（Qt/GDAL）

下面把DEM、普通航拍 / 卫星影像、高分遥感、倾斜摄影实景模型四类数据，按：是什么 → 常见格式 → 一般怎么制作一次性讲清楚，偏工程化、能直接对接你 Qt/GDAL 开发与填挖方计算场景。

一、DEM（单波段栅格，数字高程模型）

是什么

栅格，单波段，每个像素存一个高程值（米）。
只有地形高度，没有颜色 / 纹理，用来算坡度、坡向、填挖方、通视性。
常见还有DSM（含建筑 / 树木表面）、DTM（裸地地形）。

常见格式（工程最常用）

GeoTIFF（.tif/.tiff）：工业标准，带坐标、投影、高程信息，ArcGIS/QGIS/GDAL 都支持。
IMG（.img）：ERDAS Imagine 格式，遥感常用。
ASCII Grid（.asc）：纯文本，易读但大，小范围调试用。
USGS DEM（.dem）：美国地质调查局标准。

怎么制作（3 种主流方式）

LiDAR 点云 → DEM（最常用、精度高）
- 无人机 / 飞机 / 卫星激光雷达扫描，得到海量三维点云（.las/.laz）。
- 去噪、分类（地面点 / 非地面点）→ 插值生成规则格网 → 输出 DEM。
等高线矢量 → DEM
- 已有带高程的等高线（SHP）。
- ArcGIS/QGIS 插值（克里金、反距离权重）→ 生成 DEM。
卫星 / 航摄立体像对 → DEM
- 同一区域两张不同视角影像（卫星 / 航拍）。
- 空三、密集匹配 → 点云 → 插值 → DEM。

✅填挖方：必须用 DEM（现状 DEM vs 设计 DEM 相减）

二、普通航拍影像 / 卫星影像（RGB 彩色，DOM）

是什么

栅格，3 波段（RGB）或 4 波段（RGBA），存颜色信息。
只看地表纹理、地物轮廓，没有高程，不能直接算填挖方。
正射校正后的叫DOM（数字正射影像）。

常见格式

GeoTIFF（.tif）：带地理坐标，工程交付首选。
JPEG2000（.jp2）：高压缩、无损，卫星影像常用。
PNG/JPG：不带坐标，仅预览用。
ECW/MrSID：大影像高压缩，ArcGIS 常用。

怎么制作

1）普通航拍（无人机 / 有人机）

航线规划：航向重叠 60%–80%，旁向 30%–50%。
拍摄：相机垂直向下，拍多张重叠照片（JPG/RAW）。
处理：
- 畸变校正 → 空三 → 正射纠正 → 镶嵌 → 裁剪 → 输出 DOM（.tif）。
- 软件：Pix4D、大疆智图、ContextCapture、ArcGIS。

2）卫星影像

卫星过境拍摄：如高分二号、WorldView、Landsat。
地面处理：
- 辐射校正（转真实反射率）→ 大气校正 → 几何精校正（配准到 DEM）→ 融合（多光谱 + 全色）→ 镶嵌输出。

三、高分遥感影像（高分辨率卫星 / 航摄，多光谱）

是什么

本质是高分辨率、多波段的栅格影像（比普通航拍更专业）。
分辨率：0.3m–2m（普通航拍 0.1m–0.5m，卫星 1m–30m）。
波段：RGB + 近红外、红边、短波红外等，用于植被、水体、地物分类。
仍不带高程，但可反演 / 融合生成 DEM。

常见格式

GeoTIFF（多波段）：标准，3–16 波段。
HDF5/NetCDF：科研级，存时间序列 / 多维数据。
JP2/ECW：高压缩交付。

怎么制作

同普通卫星 / 航摄，但：
- 传感器更高级（如 GF-2、WV-3），分辨率更高、波段更多。
- 处理多一步：光谱定标、大气校正、地形校正，保证光谱精度。

四、倾斜摄影实景模型（三维网格 + 纹理）

是什么

三维三角网格（Mesh）+ 真实纹理贴图，还原地表 / 建筑实景。
包含地形 + 地物（建筑、道路、树木），可量测高度、面积，但不是栅格 DEM。
能提取 DSM/DEM，间接用于填挖方。

常见格式（工程常用）

OSGB（.osgb）：倾斜摄影工业标准，带 LOD，Cesium/ArcGIS 支持。
3DTiles（.b3dm）：Cesium 标准，Web 端三维瓦片。
OBJ/FBX/DAE：通用三维格式，带纹理，建模软件可用。
S3C（Smart3D）、3MX（ContextCapture）：软件私有格式。

怎么制作（无人机倾斜摄影最主流）

外业采集
- 无人机 +5 镜头倾斜相机（下视 + 前后左右）。
- 航线：重叠率 > 70%，多角度拍摄，获取几十到几千张照片。
内业处理（核心）
- 预处理：去模糊、畸变校正、POS 数据解算。
- 空三加密：匹配特征点，计算每张照片精确位置姿态。
- 密集匹配：生成海量三维点云。
- 网格构建：点云 → TIN 三角网（白模）。
- 纹理映射：把照片纹理贴到网格上 → 实景模型。
- 输出：OSGB/3DTiles + 附带 DOM、DSM、DEM。
软件：Smart3D、ContextCapture、Pix4D、大疆智图。

五、四类数据对比（填挖方 / 开发视角）

表格

数据类型	维度	高程	能否直接算填挖方	核心格式
DEM	2D 栅格	✅ 单波段高程	✅ 直接算	GeoTIFF, IMG
普通航拍 / DOM	2D 栅格	❌ 无高程	❌ 需转 DEM	GeoTIFF, JPG
高分遥感	2D 栅格	❌ 无高程	❌ 需转 DEM	多波段 GeoTIFF
倾斜摄影模型	3D 网格	✅ 含 DSM/DEM	✅ 提取后算	OSGB, 3DTiles