DSM 和 DTM 区别：DEM、DSM、DTM 怎么选
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DSM 与 DTM 的区别在于：数字表面模型（DSM）记录传感器从上方看到的第一个物体的高度，可能是屋顶、树冠、停着的货车，也可能是上面空无一物的地面；数字地形模型（DTM）记录的则是去掉这一切之后的裸露地面高度。数字高程模型（DEM）是两者的统称。三者都是栅格数据，每个像元只有一个高程值。
DSM 和 DTM 区别一览
DSM 沿着地物顶部，DTM 沿着地面，DEM 则是两者共用的总称。DSM 减去 DTM，就是地面上所有物体的高度。这第三个栅格叫作 nDSM（归一化数字表面模型），当地面上的物体是森林时，也叫冠层高度模型（CHM）。DEM 是个宽泛的词：多数数据目录用它指裸露地面，但也有一些目录在这个名字下提供的是 DSM。
| DSM | DTM | nDSM 或 CHM（DSM 减 DTM） | |
|---|---|---|---|
| 房屋上方 | 屋顶 | 屋顶下面的地面 | 房屋的高度 |
| 树林上方 | 树冠顶部 | 林地地面 | 树木的高度 |
| 道路上方 | 路面 | 路面，数值相同 | 约为零 |
| 数值含义 | 海拔 | 海拔 | 离地高度 |
| 适用于 | 视域、屋顶光伏、三维 | 洪水、坡度、排水、等高线 | 建筑物和树木高度 |
| 免费示例 | Copernicus DEM GLO-30 | USGS 3DEP 1 m | IGN LiDAR HD MNH |
DEM、DTM 和 DSM 的关系：DEM 指什么取决于发布机构
DEM 是总称，它指裸露地面还是地表，取决于发布文件的机构。两种数据集都使用同样的三个字母，所以只看名称，永远无法判断您下载的是哪一种。
- 在美国，DEM 通常指裸地。 USGS 对 DEM 的定义是“不含树木、建筑物和任何其他地表物体的地球裸露地面（裸地）地形表面”。标准的 3DEP DEM 遵循这一规则。
- 在欧洲标准中，DEM 涵盖两者。 欧盟 INSPIRE 高程数据规范把裸地模型称为 DTM，把包含植被和建筑物的模型称为 DSM，其数据模型允许两者都归在 DEM 之下。UN-GGIM Europe 的建议要求各国在每一个细节层级上同时提供 DTM 和 DSM。
- 全球 DEM 大多是地表模型。 Copernicus DEM 名称里带有 DEM，但同一页面写明它是 DSM，“包含建筑物、基础设施和植被”。SRTM 同样是雷达地表：在巴伐利亚森林的一次测试中，汉诺威莱布尼茨大学的 Jacobsen 发现 SRTM 高程平均比 LiDAR 地面模型高 13.8 m。
USGS 一篇关于 DEM 术语的论文说得很直接：DEM 是通用术语，DSM 和 DTM 才是具体术语。同事说 DEM 时，请问他指的是哪一种。文件标着 DEM 时，请读它的说明文档。
DSM 和 DTM 相差多少？以法国一座小镇为例
在法国南部 Vidourle 河畔小镇 Sommières 的一幅 1 km² LiDAR 图幅上，52% 的地面上 DSM 比 DTM 高出 2 m 以上；而比河床高出 5 m 的水面，在 DSM 上覆盖的面积不到在 DTM 上的五分之一。我们于 2026 年 9 月 23 日使用 IGN 的 LiDAR HD 地表模型和地形模型（MNS 和 MNT，0.5 m 像元，各 400 万个像元）完成了这项测量，然后在孚日山脉的一幅森林图幅上重复了一次。
| 同一幅 1 km² 图幅 | Sommières（城镇与河流） | Gérardmer，孚日（针叶林） |
|---|---|---|
| DSM 比 DTM 高出 0.5 m 以上 | 占图幅的 58% | 占图幅的 67% |
| DSM 比 DTM 高出 2 m 以上 | 52% | 65% |
| 建筑物以外地物的中位高度 | 6.7 m | 17.5 m |
| 平均坡度，DTM / DSM，0.5 m 像元 | 8° / 29° | 21° / 51° |
| 平均坡度，DTM / DSM，重采样到 5 m | 7° / 23° | 20° / 40° |
| 图幅中坡度超过 30° 的比例，DTM / DSM | 7% / 41% | 17% / 69% |
建筑物占 Sommières 图幅的 13%，所以这 52% 主要来自树木和树篱。同样的减法也能得到建筑物高度：在 IGN 的 BD TOPO 中，面积不小于 20 m² 的 1,029 个建筑物轮廓内，DSM 减 DTM 的中位数是 9.5 m，而 BD TOPO 自带的高度字段是 10.2 m。在法国甚至不用自己计算，因为 IGN 已把这个差值作为 LiDAR HD MNH 现成发布。
坡度是 DSM 危害最大的地方。每个屋檐和每个树冠都会被读成一道小悬崖，所以 Sommières 的平均坡度从 DTM 上的 8° 变成 DSM 上的 29°，即便计算坡度前先重采样到 5 m，也只能降到 23°。基于 DSM 制作坡度分级图，会把图幅的 41% 划进坡度超过 30° 的一级，而在 DTM 上只有 7%。
DSM 会把桥变成大坝
把水位抬高到河流最低地面点之上 5 m，DTM 上的洪水会淹没图幅内 8.1 ha，波及 34 栋建筑物；DSM 上只淹没 1.5 ha，波及 1 栋。DSM 保留了 Vidourle 河上的罗马桥，而在每个像元只存一个高程值的栅格里，桥面就是一堵直通河床的实心墙，水因此被挡住。沿岸伸到水面上方的树冠，还会再削去一条淹没区域。洪水模拟指南在 DTM 上做了同样的测试，DTM 才是做这件事的正确模型。
我们是怎么测量的
我们从 IGN 的 Géoplateforme（Licence Ouverte 2.0）下载了每个 1 km 见方区域的 MNS 和 MNT，逐像元相减，并用同样的方法在两者上计算坡度。洪水采用水位填充法：低于水位且与河流最低点相连的每个像元都被淹没，不考虑水流和时间，所以它显示的是每种模型允许水通过的范围，而不是洪水预报。“建筑物以外地物”指在 BD TOPO 轮廓之外、高于 2 m 的地物，主要是树木，但也包含高压塔和桥梁。两个图幅只代表两个地方，不是全国平均值，我们也没有测试 30 m 的全球 DSM，它把冠层平均到大得多的像元里。
nDSM 与冠层高度模型：DSM 减 DTM
nDSM 即归一化 DSM，是 DSM 减去 DTM，因此每个像元存的是该处物体的高度，而不是海拔。在森林上方，同一个栅格叫作冠层高度模型（CHM）。美国生态观测网络 NEON 的定义一致：DSM 减 DTM 等于 CHM，即地表物体的高度。
如何在 QGIS 栅格计算器中计算
- 加载同一区域的 DSM 和 DTM。两者请取自同一次测量，这样日期、格网和高程基准才一致。
- 打开 栅格 > 栅格计算器（Raster > Raster Calculator）。QGIS 手册中每个波段的命名方式是
图层名@波段号，所以名为dsm的图层写作"dsm@1"。 - 输入减法，DSM 在前：
"dsm@1" - "dtm@1"。 - 在两个模型不一致的地方，例如水面上或图幅边缘，可能出现小的负值。要在同一步中把它们置零，可以加一个比较运算，QGIS 会把它计算为 1 或 0：
("dsm@1" - "dtm@1" > 0) * ("dsm@1" - "dtm@1")。 - 范围和分辨率以 DSM 为准。如果两个格网不同，计算器会用最近邻法重采样，所以条件允许时请先对齐。
如果减的顺序反了，会得到负的高度。NEON 自己的 CHM 教程就警告过，顺序错误会得到“高度为负的树”。
nDSM 的用途
- 建筑物高度。 用建筑物轮廓对 nDSM 运行 分区统计（Zonal statistics），取中位数，烟囱或伸出的树枝几乎不会影响它。我们就是这样得到 Sommières 那个 9.5 m 中位数的。AI Segmentation 是我们 TerraLab 为 QGIS 开发的插件，它在正射影像上绘制建筑物轮廓，建筑物轮廓指南展示了如何做连接。如果只需要几栋建筑物的高度，免费的建筑物高度地图（法语界面）可以直接读出：在法国取 IGN 的实测高度，其他地区取 Overture。
- 树木高度与冠层覆盖。 把 CHM 在 2 m 或 5 m 处设阈值，就得到冠层掩膜，同时保留每个树冠的高度。树冠制图指南把这种方法与另外五种方法做了对比。
- 随时间的变化。 不同年份的两个 nDSM 可以显示新建建筑物、被砍伐的树木和风暴造成的破坏。
开发的插件，它在正射影像上绘制建筑物轮廓，在法国，IGN 以 0.5 m 分辨率把这个栅格作为 LiDAR HD MNH 现成发布，您可以跳过减法这一步。
如何判断您手上的是哪一种
请看产品说明文档，不要看文件名。有三项检查：
- 名称写着 DTM 或“裸地”。 那是 DTM。法国的 RGE ALTI 和英国环境署的 DTM 图幅就是例子。
- 名称写着 DEM。 请读说明文档。DEM 是通用词，通常是 DTM，但 SRTM 和 Copernicus DEM 在森林上方都表现得像 DSM。
- 来自无人机或照片。 那是 DSM。相机看不到树下的地面，所以摄影测量给出的是地表。只有 LiDAR 能穿到下面，因为它的一部分脉冲会找到树叶间的缝隙，从地面反射回来。摄影测量与 LiDAR 对比指南讲得更深入。
在 QGIS 中该用哪一种
凡涉及水或坡度的分析，用 DTM；凡是要越过地物顶部去看的分析，用 DSM；要得到高度，用两者之差。
- 坡度、山体阴影、等高线、洪水范围、排水。 DTM。用 DSM 得到的是屋顶的山体阴影，以及每一道树篱后面都会积水的结果。
- 视线分析、屋顶光伏、三维场景。 DSM。您需要把挡在中间的建筑物和树木包括进去。
- 建筑物高度、树木高度。 nDSM，按上文 nDSM 一节所示，在栅格计算器中计算。
AI Agent 可以在 QGIS 里用一句话完成这些。让它加载屏幕上这块区域的高程，它会获取 Copernicus DEM 或国家 LiDAR 等开放 DEM，然后替您运行山体阴影或栅格计算器。
免费下载各类高程数据的来源
几乎每个国家都免费发布自己的高程数据，在您实际工作的比例尺上，国家级 LiDAR 数据集胜过任何全球数据。最后两列最重要：您得到的是地表还是裸地，以及像元大小是多少。我于 2026 年 9 月 27 日在各数据源自己的页面上逐一核对过。
| 数据源 | 覆盖范围 | 地表还是地形 | 分辨率 |
|---|---|---|---|
| Copernicus DEM GLO-30 | 全球 | DSM，来自 TanDEM-X 雷达，2011 至 2015 年 | 30 m，另有 90 m（GLO-90） |
| SRTM 1 Arc-Second Global | 北纬 60° 至南纬 56° | 森林上方为地表，雷达飞行于 2000 年 2 月 | 约 30 m |
| USGS 3DEP | 美国 | DTM（裸地），公有领域 | LiDAR 为 1 m，无缝数据约 10 m |
| IGN LiDAR HD | 法国，逐块发布 | MNT（DTM）、MNS（DSM）和 MNH（nDSM） | 0.5 m |
| IGN RGE ALTI | 法国 | DTM | 1 m |
| AHN | 荷兰 | 两者都有，地形模型和地表模型分开提供 | 0.5 m 和 5 m |
| DEFRA Data Services | 英格兰 | 两者都有，分别为独立的合成产品 | 1 m |
| OpenTopography | 全球 | 原始 LiDAR 点云，以及上述全球栅格 | 有 LiDAR 飞行的地方为 1 m |
表格没有写出的几个细节。Copernicus DEM 还有面向欧洲的 10 m 版本 EEA-10，其发布说明指出，洪水和排水建模通常需要的是 DTM。SRTM 高程使用 EGM96 大地水准面，而 3DEP 使用 NAVD88，所以混用之前请先核对高程基准。从 AHN6 起，AHN 的地表模型不再包含电力线和高压塔。要在森林上方使用 30 m 的全球地表数据，请记住冠层被平均进了像元：30 m 的 DSM 减去 1 m 的 DTM，得到的不是树高。
下载的图幅可以直接拖到画布上。QGIS 能读取 GeoTIFF，高程就在唯一的波段里，所以 栅格 > 分析 > 坡度 和 山体阴影 不需要任何准备就能使用。针对法国，LiDAR HD 指南介绍了把图幅载入 QGIS 的四种方法。
常见问题
DEM 和 DTM 有什么区别？
DEM 是任何高程栅格的通用术语。DTM 是 DEM 的一种，只表示裸露地面。在美国，DEM 几乎都指 DTM。在欧洲和全球数据集中，DEM 同样可能是 DSM。
DEM 是 DSM 还是 DTM？
通常是 DTM，但需要核实。USGS 用 DEM 指裸地。SRTM 和 Copernicus DEM 标注为 DEM，在森林上方表现得像 DSM。
Copernicus DEM 是 DSM 还是 DTM？
是 DSM。Copernicus 明确说明它表示的是地表，“包含建筑物、基础设施和植被”，尽管名称里写的是 DEM。
什么是 nDSM？
就是逐像元的 DSM 减 DTM。它存的是建筑物和树木离地的高度，而不是它们的海拔。在森林上方，它叫作冠层高度模型。
LiDAR 得到的是 DSM 还是 DTM？
两者都能得到，来自同一次飞行。每个脉冲的第一次回波生成 DSM。穿过树叶缝隙到达地面的脉冲被分类为地面回波，经插值生成 DTM，这就是 LiDAR 能看到树冠之下而相机不能的原因。
能从卫星影像得到 DTM 吗？
单幅影像不行，它不含高度信息。立体像对，即从不同角度拍摄同一地点的两幅影像，可以得到 DSM。要把它变成 DTM，就得滤除所有不属于地面的部分，这在空旷地区行得通，在茂密树冠下则失败，因为那里从未真正看到过地面。对大多数国家来说，国家高程数据集是免费的，而且比您自己能推算出来的任何结果都更好。
什么是真正射影像？为什么需要 DSM？
用 DSM 而不是 DTM 纠正的正射影像，每个屋顶都落在自己的轮廓上，而不是向外倾斜。如果用 DTM，纠正只能把地面放到正确位置，地面上的一切仍会偏离照片中心倾斜。
QGIS AI 专题页汇总了 AI 在 QGIS 中能做什么、不能做什么。
