DEM、DSM、DTM、DOM 详解

(其实，，该文部分采用AI完成，，因为边查资料边做的哈哈哈) 如果你接触过摄影测量、遥感、GIS、测绘这些，那这四个缩写你一定见过：DEM、DTM、DSM、DOM。

它们有个共同点——都是对地表及其附着物的数字化表达，说白了就是"用一堆数字或者像素，把地球表面这块地方描述出来"。但问题来了，它们描述的东西、拿数据的方式、以及用在哪里，完全不一样，所以新手（包括我，所以才有这一篇文章哈哈哈哈哈）第一次看到这四个词的时候基本都是一个状态：长得好像，好像都是tif，又好像不是一样……

这篇文章就按我的理解把它们捋一遍，从定义、原理、获取方式、区别联系到典型应用，最后再补几个同样经常出现的名词。

打个比方方便理解：想象你站在太空，伸手去摸地球表面——

• 你摸到的是屋顶、树冠、桥面 → 这就是 DSM
• 你把房子、树全部"剥掉"，摸到的是裸地 → 这就是 DEM
• 在裸地上再画满山脊线、山谷线、坡度坡向这些"地形特征" → 这就是 DTM
• 而如果你不是用手摸，是用相机拍了一张"贴在地面上、每个像素都带真实坐标"的照片 → 这就是 DOM

DEM / DTM 看"地形"（裸地），DSM 看"表面"（地物顶端），DOM 看"样子"（照片）。

                 屋顶                       树冠
                  __                        /\
                 |  |                      /  \        <- DSM：表面，连屋顶树冠一起"摸"
       __________|  |_____________________/    \_______
      /                                                \
     /                                                  \   <- DEM：裸地，房子和树都被剥掉了
    /                                                    \
   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

   DSM - DEM = 地物高度（楼高 / 树高 / 积雪厚度……）

   DOM：不是曲线，而是把一张带坐标的照片"贴"在这片地表上
        —— 每个像元记录的是颜色，不是高程

（这里是AI生成的文字版示意图）

1. DEM 数字高程模型 ​

DEM（Digital Elevation Model，数字高程模型），是对地球表面地形起伏形态的数字化表达，以规则格网（Grid）或者 TIN（不规则三角网）的形式记录地面高程。

注意关键词是"裸地"——它反映的是把建筑物、植被全部剥掉之后的地形，只表达"纯地形"。

• 数据结构：规则格网（最常用，比如 30m、90m 的 SRTM 数据）、等高线、TIN、等高线 + 高程点
• 分辨率跨度很大，从 90 米（SRTM）一直到亚米级都有
• 格网 DEM 其实就是一个"高程矩阵"，每个格子存一个海拔值，用灰度图渲出来就是黑白起伏那种山体阴影效果

来源：

- <code>地形图矢量化</code>：人工数字化等高线和高程点，再内插生成
- <code>传统测量</code>：水准测量、全站仪、GPS RTK
- <code>航空摄影测量</code>：立体像对匹配后，人工编辑去掉地物得到裸地
- <code>InSAR / 卫星雷达测高</code>：比如 SRTM、TanDEM-X
- <code>激光雷达（LiDAR）</code>：滤波算法把点云分成地面点和非地面点，取地面点生成 DEM——目前最精确的方式

这里有个业界公开的小"瑕疵"：SRTM 的 C 波段雷达信号穿不透茂密树冠，所以它在植被覆盖区实际上含有树冠高度，严格来说属于 DSM 性质，但大家平时都当 DEM 用。TanDEM-X 也类似。做坡面水文分析之前，最好先确认一下数据有没有"树冠偏移"。

常见的有SRTM（90m / 30m）、ASTER GDEM（30m）、AW3D（30m / 5m）、ALOS World 3D、Copernicus DEM（30m）。

大部分都是用在等高线生成、坡度坡向分析、流域划分、洪水淹没模拟、土方量计算、地质构造分析。

2. DTM 数字地形模型 ​

DTM（Digital Terrain Model，数字地形模型）可以理解成 DEM 的加强版 / 超集。除了高程信息，它还包含地形特征要素：等高线、山脊线、山谷线、坡度、坡向、曲率、地形特征点（峰、洼、鞍部）等等。

所以关系上是：DTM ⊃ DEM，DEM 只是 DTM 的一部分。

相比于DEM，地形特征线（breakline）——比如山脊线、山谷线、断裂线，这是 DTM 相对 DEM 最典型的"增量"。在摄影测量里，测图员会在立体像对上人工采集这些特征线加入模型，让地形的"骨架"更准确；DEM 只负责"肉"。

来源：

- 在 DEM 基础上派生：坡度 / 坡向 / 曲率分析、等高线提取
- 叠加地形特征线（山脊线、山谷线、断裂线）
- 摄影测量 + 人工采集特征线

一般用在公路 / 铁路选线（需要坡度、垭口信息）、水土流失分析（坡长坡度因子）、军事地形分析、通视分析（某个点能不能看到另一个点）、风电场选址比较多。

行业现状提醒：在实际生产里，尤其是国内测绘系统，DEM 和 DTM 经常不做严格区分，很多文献直接互换着用。所以看到别人混用别急着纠正，先看上下文——但你自己写东西的时候区分清楚，会显得专业不少。

3. DSM 数字表面模型 ​

DSM（Digital Surface Model，数字表面模型），是对地球表面及其上所有自然/人工附着物顶部的数字化表达。

屋顶、树冠、桥梁、电线杆、高架道路——凡是你站在太空"摸到"的最外层表面，都反映在 DSM 里。它的高程值 = 地面高程 + 地物高度。

DSM − DEM = 地物高度。这个减法撑起了很多场景：建筑高度、树高（冠层高度）、积雪厚度……都靠它算。

来源:

- <code>摄影测量 / 无人机航测</code>：多视影像密集匹配（MVS），生成点云后内插成 DSM，这是无人机测绘的主流流程
- <code>机载 LiDAR</code>：直接获取所有回波点（首回波就是表面），滤波前的点云就是 DSM
- <code>卫星立体像对</code>：WorldView、Pleiades、高分七号等
- <code>SAR 干涉测量（InSAR）</code>：全天候，但噪声较多
- <code>SAR 层析（TomoSAR）</code>：可以分离多层散射体，比较前沿

一般用在：

• 建筑高度提取 / 城市三维建模：DSM 减去 DEM，得到每栋楼的高度
• 植被冠层高度（CHM）：DSM（树冠顶）− DEM（地面）= 树高，林业碳汇估算的核心数据
• 太阳能屋顶潜力评估（屋顶坡向 + 遮挡分析）
• 电线 / 通信塔高度测量与净空分析
• 导航中的"地表遮挡"分析（高楼区的 GPS 遮挡）
• 洪水模拟里判断哪些屋顶会被淹没 等等

4. DOM 数字正射影像图 ​

DOM（Digital Orthophoto Map，数字正射影像图），是利用数字高程模型（DEM）对数字航空影像 / 卫星影像进行正射纠正（Orthorectification），消除地形起伏和传感器倾斜造成的几何畸变，再经镶嵌、匀色、裁切，最后带上公里格网、坐标注记等图廓要素的数字化影像产品。

关键：DOM 不是高程模型，它是影像！每个像元记录的是光谱 / 颜色信息（RGB 或多光谱），而不是高程值。所以把它和 DEM / DSM / DTM 并列其实有点"跨维度"——一个是照片，三个是高度。

他有着：

• 几何精度高：每个像元都有准确的地理坐标，可以直接量测距离、面积
• 信息量丰富：直观反映地物真实颜色和纹理，"所拍即所得"
• 不具备高程信息：单张 DOM 无法直接测高
• 可以叠加等高线、DEM 晕渲等做成复合产品 的特点

来源:

1. 航空摄影获取航片（带 POS 数据更好）
2. 空三加密（光束法区域网平差）
3. 利用 DEM 对影像<span style="color: rgba(240, 110, 35, 1)">逐像元</span>做正射纠正
4. 影像镶嵌、匀光匀色、接边处理
5. 按标准分幅裁切、添加图廓整饰 → 得到 DOM

地面分辨率（GSD，比如 0.5m、2m）、平面位置中误差（一般要求平地/丘陵 ≤ 图上 0.5mm 这种量级）。

用在国土调查和土地利用现状图底图、城市规划"现状一张图"、灾害评估（震后、洪后对比）、变化检测（两期 DOM 对比发现违建 / 耕地变化）、GIS 底图，我们也用他来做地图。

四个的 关系 ​

┌──────────────────────────────────────────────────┐
│  DSM 数字表面模型                                 │
│  ┌────────────────────────────────────────────┐  │
│  │  建筑顶部、树冠、桥梁等"附着物"             │  │  <- DSM 独有部分
│  ├────────────────────────────────────────────┤  │
│  │                                            │  │
│  │      DTM / DEM 数字高程（地形）模型          │  │
│  │      （裸地表面 + 地形特征）                 │  │
│  │                                            │  │
│  └────────────────────────────────────────────┘  │
└──────────────────────────────────────────────────┘

DOM：与上面三者不是同一个维度的产品 —— 它是"带坐标的正射照片"
     而生产 DOM，恰恰需要用 DEM 来做正射纠正！

• 地物高度 = DSM − DEM（建筑高度、树高 CHM = DSM − DEM、雪深……）
• DOM = 原始影像 + DEM + 传感器参数 → 正射纠正

最容易搞混的 几个点 ​

DEM vs DTM ​

• 严格区分：DEM 只是高程数据；DTM 是高程 + 地形特征要素（等高线、山脊线、坡度等属性）
• 实际使用：多数软件（比如 ArcGIS）里基本混用，DTM 经常被当成 DEM 的同义词
• 英文文献里，欧洲学者更爱用 DTM，美国学者更爱用 DEM

DEM vs DSM ​

用生活的例子最好记：

• DEM = 你想让水自然流动时，"水会走的地面"（裸地，平滑的）
• DSM = 你往天上扔一个沙袋，沙袋最后停在哪里的高度（表面，波浪形的）

SRTM 的陷阱 ​

SRTM 的雷达信号穿不过茂密树冠，所以它在林区的数据实际上是"树冠顶"，严格来说是 DSM，但常被当 DEM 用。做水文、坡度分析之前，先看一眼数据在植被区是不是有系统性偏高。

国内测绘系统里的分类 ​

中国测绘语境里常把"4D 产品"并列：DLG 数字线划图、DEM 数字高程模型、DOM 数字正射影像图、DRG 数字栅格地图。而 DSM 是近年无人机、激光雷达兴起之后才普及的概念，经常被单独拎出来和 DEM 对比讨论。

DSM 不一定比 DEM "高级" ​

DSM 信息量大，但它不适合做水文分析——水流会被屋顶"挡住"，越算越离谱。

• 做洪水模拟、流域分析 → 必须用 DEM
• 做城市建模、测树高 → 必须用 DSM

所以顺序永远是：先想清楚业务目标，再选数据，而不是哪个听起来高级用哪个。

顺便认识几个 亲戚名词 ​

既然都把 DEM 家族翻出来了，那就再补几个经常跟它们一起出现的：

简单串一下逻辑：点云是最原始的原料，滤波后分别得到 DEM（地面点）和 DSM（全部点），两个一减得到 nDSM / CHM，再往上就是 DBM 和 LOD 模型；而 DOM 是从影像那条线来的，顺手还要借用 DEM。

获取方式 横向对比 ​

选型 速查表 ​

用的时候直接抄这张表就行：

最后 ​

DSM 是"表面"，DEM 是"裸地"，DTM 是"裸地 + 地形特征"，DOM 是"带坐标的照片"，剩下的都是细节。

愿君安康，平安同乐！