三维凹凸地形图渲染实战（3）：地图数据的裁剪合并

我们在《三维凹凸地形图渲染实战2地图数据下载获取》一文中分享了高程数据介绍以及免费获取下载途径以及在微图4中下载高程数据的详细步骤。想要制作质感拉满的Blender三维凹凸地形图DEM高程数据是一切的基础。如果通过NASA、JAXA、OpenTopography等免费平台下载高程数据后都会陷入繁琐的后期处理。多幅分幅瓦片需要合并、多余范围需要掩膜裁剪只是栅格操作就要耗费数小时。ArcGISPro和QGIS虽能完成拼接裁剪但操作门槛高还容易出现地形断层、边缘空洞、拼接条纹等问题。本文主要讲解ArcGISPro与QGIS两套软件的标准高程处理流程最后重点介绍如何一键获取按行政区下载DEM数据省去所有人工处理步骤。传统高程数据裁剪合并的必要性简单来说DEM就是一张地形高度灰度图是三维地形建模、山体阴影渲染、地形分析的核心素材。全球公开免费DEMSRTM、ALOS、Copernicus等全部采用网格分幅分发官方不会提供整块完整区域数据。如果你的研究区跨多块瓦片直接使用会出现致命问题。地形割裂山脊河流沟谷在瓦片边界直接断开画面存在明显拼接缝。建模失效导入Blender后模型出现断层、条纹瑕疵无法生成连续、流畅的立体地貌。因此必须将覆盖研究区的所有瓦片镶嵌合并为单张完整栅格保证地形连续无断裂。多幅瓦片合并后的栅格范围远大于我们需要的项目边界不裁剪会带来多重麻烦。文件体积臃肿高精度10m数据单文件动辄几十GBGIS、Blender加载、渲染严重卡顿低配电脑直接崩溃。多余地形干扰制图效果制作行政区立体图时外部地形溢出画面Blender置换建模产生不规则拉伸阴影。专业地形分析存在误差水文、滑坡、土壤侵蚀分析中无关高程会干扰数据统计与计算结果。边界杂乱无法直接输出贴合区县、景区不规则轮廓的规整地形图必须用矢量边界掩膜剔除外部无效区域。ArcGIS Pro DEM裁剪合并步骤(1)多幅DEM镶嵌合并当目标范围跨越多张DEM图幅时首先需要将它们合并成一张完整的栅。新建空白工程将所有覆盖研究区的DEM瓦片全部加载至图层。ArcGIS Pro加载多张高程数据打开工具箱路径“数据管理工具”“栅格”“栅格数据集”“镶嵌至新栅格”。镶嵌至新栅格镶嵌至新栅格参数设置栅格镶嵌后的效果全部DEM勾选为输入栅格设置输出存储路径高程数据选择双线性重采样设置对应像素类型运行工具生成整块合并栅格。(2)按行政区掩膜裁剪导入区县/市域矢量SHP边界文件。按照行政区划裁剪打开裁剪栅格工具输入栅格选择刚合并完成的整块DEM。输出范围选择行政区矢量图层勾选“使用输入要素裁剪几何”设置输出TIFF路径执行工具得到边界规整的高程数据。按照行政区划裁剪参数设置也可以按矩形范围裁剪直接输入坐标范围的最小/最大X、Y值。按照行政区划裁剪后的效果需要注意的是如果使用面要素作为裁剪几何可以在工具中勾选“使用输入要素裁剪几何”选项这样裁剪结果就会严格贴合矢量边界而不是简单地使用要素的最小外接矩形。QGIS DEM裁剪合并步骤(1)镶嵌合并在QGIS中合并栅格的操作非常直观依次点击菜单栏的“栅格”“杂项”“合并”。QGIS加载栅格数据QGIS栅格数据合并合并后的效果在弹出的对话框中将需要合并的DEM图层都选入“Input layers”设置好输出路径点击Run即可。(2)按掩膜裁剪QGIS中的裁剪操作对应的是“栅格”“提取”“按掩膜图层裁剪栅格”。加载裁剪行政区划按掩膜图层裁剪掩膜图层选择你的行政区划shp或其它矢量边界。掩膜图层裁剪参数设置“Assign a specified nodata value”建议将NoData值设置为0避免边缘出现奇怪的数值影响后续建模。裁剪效果传统GIS方案整套操作至少4-6个分步流程需要同时掌握栅格、矢量两类工具参数调试复杂仅适合专业GIS从业人员做大范围、自定义边界科研项目三维地形制图爱好者使用效率极低。如何按行政区划下载DEM水经微图4简称“微图4”是轻量化桌面GIS工具内置全国省、市、县、乡镇四级完整行政边界。下载高程时软件后台自动完成瓦片拼接、行政边界掩膜裁剪导出直接输出贴合行政区轮廓的成品GeoTIFF。全程跳过人工合并、裁剪两大核心步骤零基础也能快速获取建模可用高程数据。前往水经注GIS官方下载页面获取微图4安装包完成安装并登录账号。在软件左上角数据源下拉菜单切换至“高程”分类可选全国10m、全球12.5m、全球30m多类高程图源。缩放地图预览分层设色高程图确认目标区域地形显示完整无异常。软件右上角“区划”功能面板逐级筛选省份地级市目标区县支持乡镇级精细边界调取。选择按照行政区划下载地图界面自动加载对应行政区红色轮廓线无需额外导入SHP矢量文件。双击行政区轮廓内部区域直接弹出“新建任务”窗口。新建任务自定义任务名称建议地区分辨率如“马尔康10米DEM”设置文件本地保存目录。软件默认开启边界自动裁剪、瓦片自动拼接功能无需手动勾选额外参数。确认分辨率、存储路径后点击“确认”启动下载。在任务列表实时查看下载进度软件后台自动拼接所有覆盖该区的高程瓦片。下载结束打开输出文件夹直接获取完整行政区DEM配套生成prj、tfw坐标辅助文件。QGIS加载下载效果ArcGIS Pro中加载效果成品可直接导入GlobalMapper、ArcGIS Pro、QGIS中加载使用无拼接缝、无多余空白、边界规整。三维凹凸地形图渲染实战系列文档学习一款软件或者技术最好能够成体系从基础操作到实战应用逐步构建完整知识框架避免碎片化学习导致效率低下。为了方便你了解三维凹凸地形图渲染实战往期内容这里列出相关文档。三维凹凸地形图渲染实战课程简介三维凹凸地形图渲染实战1软件工具下载与安装三维凹凸地形图渲染实战2地图数据下载获取本系列教程相关资源已经上传至网盘下载地址放在“水经注GIS圈”知识星球中。扫描下方二维码加入“水经注GIS圈”即可获取本系列教程配套资源及更多优质 GIS 数据。写在最后本文主要分享了高程数据在ArcGIS Pro和QGIS中合并后按照行政区划裁剪以及如何在微图4中快速按照行政区划下载高程数据。传统 GIS 工作流适合手头已有离线分幅栅格文件的场景通过 ArcGIS Pro 或 QGIS 的 镶嵌与按掩膜裁剪灵活度高适应任意自定义多边形。微图 4 快捷工作流适合需要快速按标准行政区划提取数据的场景从源头做到“按区下载、自动合并裁切”大幅缩短数据准备时间。如果你也对三维凹凸图制作兴趣和需要文章所提到的软件安装包请关注“水经注GIS”公众号自助领取或在后台回复“人工客服”进群咨询。你还可以立即点击“分享”按钮将本文分享给你喜欢三维地图的朋友