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DEM全站仪测量和数据处理（以徕卡TS02全站仪为例）
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一、 利用全站仪测量DEM
1、 使用GPS建立控制点，取得XYZ三维坐标
2、 将XYZ坐标输入徕卡TS02全站仪
3、 设站：选取输入的已知点作业，设置作业，开始，进行坐标定向，输入仪器高，确定，从列表选择已知点作为定向点进行定向，测设，进行测量，计算，使用新值
4、 利用全站仪加密控制网，测量所需碎部坐标
二、 读取全站仪数据并转换
1、 安装全站仪驱动，利用Cass软件读取全站仪数据
2、 输出.dat文件，第一列为点号，第二列测量坐标系Y坐标，第三列测量坐标系X坐标，第四列为Z坐标
3、 利用Excel软件打开.dat文件，分列数据，注意坐标轴！！！
4、 保存Excel为Excel兼容文件2003
5、 另存为.csv带逗号分隔符文件，然后改名.dat可以于Cass交互数据
6、 南方cass使用的dat文件：
点号,代码，X，Y，Z
注意：XYZ坐标前还有两个逗号！逗号不能少否则无法读取！
三、 利用ArcGIS进行DEM差值
1、 文件，添加数据，添加XY数据
2、 打开保存的Excel中的相应表
3、 指定相应的X,Y,Z坐标字段，由于使用GPS测量控制点，为了便于显示，选择相应的投影坐标系WGS-1984_UTM_Zone_50N
4、 刚刚导入的Excel点无法在ArcGIS中编辑，需要右击，数据，导出数据，要素名称不能数字在前，否则可能无法导出
1. 地形转栅格差值Topo to Raster
输入要素数据InputFeature data分为三个字段Feature layer(要素图层)，Field（字段），Type（类型）。
Field（字段），选择输入图层的属性表相应字段。类别共分六个，分别为：
1) Contour（等高线）
最初，使用等值线是存储和表示高程信息的最常见方法。遗憾的是，该方法也最难正确应用于各种常规插值法。其缺点就在于等值线之间的信息欠采样，特别是在地形较低的区域。
插值过程初期，地形转栅格将使用等值线中固有的信息来构建初始的概化地形模型。这是通过标识各等值线上的局部最大曲率点实现的。然后，使用初始的高程格网（Hutchinson，1988）可得到一个与这些点相交的由曲线河流和山脊组成的网络。这些线的位置会随着DEM 高程的反复更新而更新。该信息可用于确保输出DEM 具有正确的水文地貌属性，还可用于验证输出DEM 准确与否。
等值线数据点也可用于在每个像元中内插高程值。所有等值线数据都会被读取并概化。最多从每个像元内的等值线中读取100 个数据点，并将平均高程值用作与等值线数据相交的每个像元的唯一高程数据点。对于每个DEM 分辨率来说，每个像元仅使用一个关键点。因此，多条等值线与输出像元交叉的等值线密度是多余的。
确定好表面的大致形态后，等值线数据还将用于为各像元内插高程值。
使用等值线数据内插高程信息时，将读取并概化所有等值线数据。对于每个像元，将从这些等值线中最多读取50 个数据点。在最终分辨率下，每个像元仅使用一个关键点。因此，多条等值线与输出像元交叉的等值线密度是多余的。
2) Point Elevation（高程点）
3) Stream（水系线）表示水系的线要素，所有弧段必须定向为指向下游，该类型没有字段选项，不需要高程信息。
4) Sink（汇）表示已知地形凹陷的点要素，称之为汇。字段中应该存储该汇的高程信息。如果字段选择NONE，在差值时仅使用汇的位置。
5) Boundary（边界）用于确定输出范围的面要素，位于此面以外的像元为NoData
6) Lake（湖泊）制定湖泊位置的面要素，Lake没有字段选项，输出栅格中位于湖面内的像元高程将指定为沿湖岸线所有高程中的最小值。
7) Cliff（悬崖）
悬崖线允许数据悬崖线每侧的相邻像元值之间的连续中出现完全中断，正如将其编码到输出栅格中那样。悬崖线必须以有向直线形式提供，每条悬崖线的低侧位于左侧，高侧位于右侧。这样就可以移除位于悬崖错误侧的高程数据点（正如将其编码到栅格中那样），并且更好地相对于流线放置悬崖。
已经发现，在河流和悬崖上施加的微小位置偏移（将河流和悬崖包括在栅格中时）会导致这些数据之间发生伪相交。因此开发了一种自动化方法，可在放置河流和悬崖线时进行微小调整，从而最大限度地减少这种伪相交。
8) Exclusion
9) Coast（海岸）
位于该面要素类所指定面以外的最终输出 DEM 中的像元会被设置为在内部确定的特殊值，该值小于用户所指定的最小高度限制。由此产生的结果为：可将一个完整的沿海面用作输入并将该面自动裁剪为处理范围。
2. 插值Shape
使用插值Shape工具可以给要素类赋予Z值。将平面要素转为三维要素。
ArcToolbox->3D analysis->Functional surface->InterpolateShape
然后进行分类符号化
参数 | 说明 | 数据类型 |
in_surface | 用于内插 z 值的 LAS 数据集、栅格、TIN 或 terrain 表面。 | LAS Dataset Layer, Raster Layer; Terrain Layer; TIN Layer |
in_feature_class | 待输入的要素类。 | Feature Layer |
out_feature_class | 输出要素类。 | Feature Class |
sample_distance (可选) | 用于内插 z 值的间距。默认情况下，该参数是栅格的像元大小或 TIN 的自然增密。 | Double |
z_factor (可选) | 高程值将乘上的系数。此系数通常用于转换 Z 线性单位，以匹配 XY 线性单位的值。默认值为 1，此时高程值保持不变。 | Double |
method (可选) | 用于确定输出要素的高程值的插值方法。可用选项取决于正在使用的表面类型。BILINEAR插值可用于栅格表面，查询点根据四个最邻近的像元中找到的值获取其高程。Terrain 和 TIN 数据集提供了以下选项： · LINEAR — 默认插值方法。根据由三角形（包含查询点 XY 位置）定义的平面获取高程。 · NATURAL_NEIGHBORS — 通过将基于区域的权重应用于查询点的自然邻域获取高程。 · CONFLATE_ZMIN — 根据在查询点自然邻域中找到的最小 Z 值获取高程。 · CONFLATE_ZMAX — 根据在查询点自然邻域中找到的最大 Z 值获取高程。 · CONFLATE_NEAREST — 根据查询点自然邻域中的最近值获取高程。 · CONFLATE_CLOSEST_TO_MEAN — 根据距查询点所有自然邻域的平均值最近的 Z 值获取高程。 | String |
vertices_only (可选) | 指定是否仅沿输入要素的折点进行插值，从而忽略采样距离选项。 · DENSIFY —使用采样距离插值。这是默认设置。 · VERTICES_ONLY —沿折点插值。 | Boolean |
pyramid_level_resolution (可选) | 此工具将使用 terrain 金字塔等级的 z 容差或窗口大小分辨率。默认值为 0（z 容差），或全分辨率（窗口大小）。 | Double |
四、 利用Sketchup创建地形
① 使用全站仪测量高程数据
② 在南方CASS地形图成图软件中成图，将坐标点连成线
③ 使用Sketchup导入DWG文件，导入之前要把Sketchup打开的时候的小人删掉，否则导入的DWG图纸无法正确显示
④ 绘图-沙盒-根据等高线创建
⑤ 即可创建地形，然后进行贴图修改
https://blog.sciencenet.cn/blog-2438290-1088913.html
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