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本文将详细介绍一种基于数字高程模型（DEM）的真实地形三维建模方法，助力读者快速上手，首次按照教程全流程操作约需30分钟。
1. DEM数据的下载
地理空间数据云（www.gscloud.cn）是获取地形数据（DEM）的重要资源平台。它涵盖全球数据，如 LANDSAT、SENTINEL、MODIS、DEM 等，且永久免费。
①用户登录后，通过高级检索，选择所需数据集（如 ASTER GDEM 30M 分辨率数字高程数据等），圈定目标区域范围，即可轻松下载匹配数据。
②因我们需要的是地形数据，选择ASTER GDEM 30M数据即可。
2.利用Arcgis对DEM数据进行处理（裁剪、转换等）
下载的 DEM 数据需进行系列处理，主要包括裁剪、投影、转换等。
①首先，将数据导入ArcMap，查看属性，确认单元格尺寸与坐标系信息，需确认DEM数据单元尺寸单位为米，坐标系为投影坐标系，若不是需进行栅格投影。
若数据无需地理坐标系转投影坐标系变换，可直接进行后续操作。
②利用HIllshade工具生成山影图，能直观辅助确定研究范围。
图 2.6 研究区（梅岭）示意
③在目录中新建 shapefile（如多边形类型）。
④编辑绘制裁剪框。
⑤再运用掩膜提取工具裁剪出研究区 DEM。
⑥最后，搜索 “raster to ascii” 将 DEM 数据转换为 ASCII 格式，并按需修改文件中的相关数值（如将空值改为合适的底部海拔标识）。
3.利用Python对ASC数据进行转换（ASC TO OBJ）
在 Python 环境下，借助 numpy 库可实现 ASC 文件到三维 OBJ 文件的转换。
核心代码逻辑如下：先读取 ASC 文件头获取行列数、像元大小等关键信息及高程数据，构建顶点坐标列表（注意坐标系统转换符合图形系统 Y 轴向上约定），接着按规则构建三角网（如简单将每个像元划分为两个三角形），最后将顶点和三角面信息写入 OBJ 文件。
实际操作时，确保已安装 numpy 库，替换代码中的文件路径后运行程序，生成的 OBJ 文件可导入如犀牛等软件进行查看与后续处理。以下为代码。
import numpy as npdef asc_to_obj(asc_file_path, obj_file_path):"""将ASC格式的DEM数据转换为OBJ格式文件（简单的三角网表示）:param asc_file_path: ASC文件的路径:param obj_file_path: 要生成的OBJ文件的路径"""# 读取ASC文件头信息，获取行列数以及像元大小等（假设标准的ASC格式头部）with open(asc_file_path, 'r') as asc_file:header = [next(asc_file).strip().split() for _ in range(6)]ncols = int(header[0][1])nrows = int(header[1][1])xllcorner = float(header[2][1])yllcorner = float(header[3][1])cellsize = float(header[4][1])nodata_value = float(header[5][1])# 读取高程数据elevation_data = np.array([[float(x) if x!= nodata_value else 0 for x in line.strip().split()]for line in asc_file])# 构建顶点坐标列表（根据每个像元的角点来生成顶点，这里简单处理，实际更复杂场景可能不同）vertices = []for row in range(nrows):for col in range(ncols):x = xllcorner + col * cellsizey = yllcorner + (nrows - row - 1) * cellsize # 注意坐标系统转换以符合常见的图形系统的Y轴向上z = elevation_data[row, col]vertices.append([x, y, z])# 构建三角网，这里简单使用两个三角形来表示一个像元（简单的规则划分，可优化）faces = []for row in range(nrows - 1):for col in range(ncols - 1):v1 = row * ncols + colv2 = row * ncols + col + 1v3 = (row + 1) * ncols + colv4 = (row + 1) * ncols + col + 1# 第一个三角形faces.append([v1 + 1, v2 + 1, v3 + 1]) # OBJ索引从1开始# 第二个三角形faces.append([v2 + 1, v4 + 1, v3 + 1])# 将顶点和三角面信息写入到OBJ文件with open(obj_file_path, 'w') as obj_file:for vertex in vertices:obj_file.write("v {} {} {}n".format(vertex[0], vertex[1], vertex[2]))for face in faces:obj_file.write("f {} {} {}n".format(face[0], face[1], face[2]))# 使用示例asc_file_path = "your_asc_file.asc" # 替换为实际的ASC文件路径obj_file_path = "output.obj" # 输出的OBJ文件路径asc_to_obj(asc_file_path, obj_file_path)
通过以上步骤，便可快速实现真实地形的三维建模。
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