基于QGIS的DEM数据下载与预处理指南

基于QGIS的DEM数据下载与预处理指南（以广东白云区内涝分析为例）

在进行内涝、淹水等水文分析之前，获取并预处理高精度的数字高程模型（DEM）数据是至关重要的第一步。本教程将手把手教您如何使用QGIS及其插件，下载广东白云区的30米分辨率DEM数据，并完成重投影预处理。

第一步：下载DEM数据（使用OpenTopography插件）

目标： 获取广东白云区的ALOS World 3D 30m分辨率高程数据。

1. 安装与打开插件：
   确保您已安装 OpenTopography DEM Downloader 插件。在QGIS中，通过菜单栏的 插件 -> 管理和安装插件 进行查找和安装。安装成功后，您可以在工具栏或菜单中找到它。

2. 配置下载参数：
   打开插件，您会看到如下界面（对应您上传的第1张图）：
   • Select DEM to download：这是关键！ 在下拉菜单中，务必选择 ALOS World 3D - Ellipsoidal, 30m 数据集，而不是默认的SRTM 90m。ALOS数据精度更高，更符合您30m分辨率的需求。
   • Define extent to download：点击输入框右侧的按钮，通过地图画布交互或手动输入经纬度的方式，精确框选广东省广州市白云区的范围。
   • Enter your API key：自2022年1月起，OpenTopography要求使用API密钥。您需要前往其官网 (opentopography.org) 免费注册一个账户并获取密钥，然后在此处填写。

3. 执行下载：
   设置完毕后，点击“运行”按钮。插件会自动从OpenTopography服务器下载您指定区域的DEM数据。下载完成后，数据会自动加载到QGIS地图画布中。

第二步：重投影DEM数据

目标： 将下载的DEM（地理坐标系，单位：度）转换为投影坐标系（单位：米），并固定其栅格分辨率为30米，以满足精确的空间分析需求。

1. 打开重投影工具：
   在QGIS菜单栏中，依次点击 栅格® -> 投影 -> 变形 (重投影)… 。

2. 设置重投影参数：
   工具界面会弹出（对应您上传的第3张图），请按以下步骤进行设置：
   • 输入图层：选择您刚刚下载好的DEM图层（通常会自动选中）。
   • 源CRS：通常会自动识别为 EPSG:4326 (WGS 84)，这是全球通用的经纬度坐标系，无需更改。
   • 目标CRS：这是另一个关键设置！ 需要选择一个适合您研究区的投影坐标系。
     • 默认/通用选择：EPSG:3857 (WGS 84 / Pseudo-Mercator)，这是网络地图常用的投影，但在地理分析中可能存在变形。
     • 推荐选择（更精确）：为了更精确地表示中国地区，建议使用以米为单位的国家标准坐标系，例如 EPSG:4547 (CGCS2000 / 3-degree Gauss-Kruger CM 114E)。您可以在目标CRS搜索框中输入“4547”或“CGCS2000”来查找并选择它。
   • 重采样方法：选择 最近邻采样 。这种方法会保留原始像素值，对于DEM这类连续且需要精确高程值的数据来说是最佳选择，能避免插值带来的误差。
   • 输出文件分辨率：在 以目标地理参考单位表示的输出文件分辨率 选项中，将水平和垂直分辨率均设置为 30。这将确保输出的栅格像元大小严格为30米 x 30米。
   • 输出文件：点击右下角的“…”按钮，为处理后的文件设置保存路径和文件名（如 baiyun_dem_30m.tif）。

3. 运行工具：
   所有参数设置无误后，点击“运行”按钮。QGIS将开始重投影计算，这可能需要一些时间，具体取决于数据大小和电脑性能。

总结与检查

处理完成后，一份全新的、经过投影转换的30米分辨率DEM数据就会加载到您的项目中。您可以通过右键点击图层 -> 属性 -> 信息 来确认以下两点：

1. CRS：已变为您指定的目标投影（如EPSG:3857或EPSG:4547）。
2. 单位：单位已从“度”变为“米”。
3. 分辨率：在“尺寸”部分，可以看到像素大小约为30。

至此，您已经成功完成了DEM数据的下载和预处理工作，这份数据现在已经可以直接用于后续的水文分析、内涝模拟等高级应用了。希望这篇教程对您有帮助！