地形建模

面向 DEM、DSM 与 DTM 曲面的地形建模软件

STREAM 是一款用于处理高程曲面的桌面地形建模软件:数字高程模型、数字表面模型、数字地形模型,以及随之而来的点云与正射影像。它直接从 GeoTIFF 与 LAS/LAZ 流式读取 GB 级曲面,支持在其上量测、编辑与分析,并将成果导出为 DXF、CSV、GeoTIFF、KMZ 与 PDF——在一台普通 Windows 机器上,完全离线。

地形建模软件是做什么用的

地形模型是一张每个位置都带高程的曲面。几乎所有涉及地面的工程结论——多少方量、多陡、水往哪里排、从这里能看到什么——都是从这张曲面推导出来的,而不是再跑一趟现场量出来的。

因此地形建模软件的职责很具体:把曲面顺利读进来而不被文件体量卡住,让您如实地读它、量它,在地面发生变化时能改它,推导出您真正要交付的工程量与图件,再把这些成果交给下一环。STREAM 是围绕这个闭环构建的,而不是围绕一个通用 GIS 或 CAD 模型。

把曲面读进来

载入 GeoTIFF 高程栅格(DEM、DSM 或 DTM)、ESRI ASCII 格网,或在导入时栅格化为曲面的 LAS/LAZ 点云。正射影像可一并载入并贴合在同一地形上;矢量数据以 DXF 进入。

超大文件以核外方式流式读取:只有正在查看的区域保持完整细节,因此内存装不下的测量成果照样能以完整分辨率平移与缩放。首次载入时曲面会转换为快速本地缓存——这正是同一项目此后能在数秒内重新打开的原因。

坐标参考系从文件中读取,并在图层加入项目之前提示确认——这是唯一一个错误假设会悄悄挪动后续全部量测的时刻。

读懂地形

曲面通过 GPU 光线投射以二维与三维方式渲染,配合山体阴影与色带,使形态可见而非靠推断。缩放至数据范围可一次框住全部,指北针带您回到俯视,光标下的 X、Y、Z 随移动实时更新——这是判断模型是否落在应有位置最快的办法。

等高线按您设定的间距直接从曲面生成;山体阴影则让地形在图幅或报告插图中呈现出可读的形态。

在模型上量测

直接在地形上绘制点、线与面,并对该几何应用量测:沿线距离、高差、闭合面积,或直接取自曲面的纵断面。

量测会连同几何与结果一起作为对象保留在项目中,可以重新查看、改名、改色、导出或删除——而不是只写下一次、随后就丢失的一个数字。

由模型得出体积

挖填方体积相对某一基准面或基准标高计算,因此同一个工具既回答“挖到这个标高要清多少”,也回答“这两期曲面之间变了多少”。

桩号方量沿中线给出横断面面积与体积,并附出图用的 DXF 断面图。料堆体积在基准面之上计算(坡脚有多种取法),按物料密度换算为吨位,并导出为可直接打印的 PDF 报告。

编辑地形曲面

地面会变,改不了的模型就失去了意义。STREAM 可以在您绘制的区域内编辑地形——抬升、下降或整平该区域——编辑后的曲面成为工作地形,等高线、断面、体积与后续分析都读取它。

不属于裸地曲面的对象,例如摄影测量 DSM 中残留的建筑物或成片植被,可在某一区域内移除,使被量测的是其下方的曲面。

由曲面推导的分析

坡度与坡向按梯度以及每个栅格单元的朝向为地形着色。水文分析追踪流径并显示水在哪里汇集。通视分析回答从给定点与高度能看到什么。日照与阴影分析给出全天与全年的遮蔽情况与日照时数。

变化检测比较同一区域的两期测量,分别报告淤积与侵蚀,给出体积及其不确定度,而不是一个没有误差范围的孤立数字。

分析结果是叠加在模型上的图层,可导出为栅格或矢量——因此分析是可交付成果,而不只是屏幕上看过的东西。

坐标系统:指定不等于转换

有两个操作经常被混为一谈,而混淆它们会悄无声息地毁掉一个项目。指定坐标系是告诉软件如何解释已经存在的坐标——改的是标签,不是数字。转换则是把数据重投影到另一个系统——改的是数字,好让要素在地球上仍处于同一位置。

STREAM 把两者分开:文件中有坐标系时从文件读取,没有时允许您指定。互不一致的图层混用会在载入时被发现,而不是等量测已经写进报告之后。

把成果输出去

等高线、量测几何、断面与矢量图形导出为 DXF 供 CAD 使用。表格导出为 CSV 或 Excel。曲面与分析栅格导出为 GeoTIFF,地理配准信息完好保留。项目可导出为 KMZ 供 Google Earth 使用,报告导出为可直接打印的 PDF。

导出成果自带坐标系统——这正是它们能在下一个软件里直接使用、无需人工套合的原因。

在您自己的硬件上运行

STREAM 是原生 Windows x64 应用,通过 Vulkan 在 GPU 上渲染地形。没有上传步骤、没有按项目计的配额、没有处理队列:在网络受限甚至无网络的情况下照常工作,高程数据也不会离开载入它的那台机器。

学术使用始终免费——面向研究人员与高校,现在如此,将来也是。

每一步背后的模块

工作流的每个环节都有自己的页面:细节、支持的格式,以及人们真正会问的问题。

常见问题

什么是地形建模软件?

它是用来处理高程曲面(DEM、DSM、DTM 以及生成它们的点云)并由此推导工程成果的软件:量测、体积、等高线、坡度、水文与通视。它位于“产出曲面的测量”与“必须交付出去的图纸或报告”之间。

DEM、DSM 与 DTM 有什么区别?

DEM 是地面高程的栅格格网。DSM 是包含地面之上一切物体(建筑、植被、设备)的表面模型,这正是摄影测量流程最先产出的成果。DTM 则是移除了这些物体的裸地地形模型。STREAM 三者都能打开,并直接在高程曲面上计算。

STREAM 能打开多大的地形模型?

GB 级曲面是常态。数据以核外方式流式读取,只有视野内的区域保持完整细节,因此大于可用内存的文件照样能平移与缩放,而不是加载失败。

可以编辑地形曲面吗?

可以。您可以绘制一个区域并编辑其中的地形,也可以在某一区域内移除不属于裸地曲面的对象。编辑后的曲面成为工作地形,之后的等高线、断面、体积与分析都会读取修正后的地面。

STREAM 处理坐标系统吗?

处理,并且把“指定”和“转换”分开。指定坐标系改变的是已有坐标的解释方式;转换则重投影数据,使要素在地球上仍处于同一位置。文件中有坐标系时从文件读取,并在图层加入项目之前确认。

可以导出模型与成果吗?

可以。等高线、断面、量测几何与矢量图形导出为 DXF;表格导出为 CSV 或 Excel;曲面与分析栅格连同地理配准导出为 GeoTIFF;项目导出为 KMZ 供 Google Earth 使用;报告导出为可直接打印的 PDF。

STREAM 对学术使用免费吗?

免费。学术使用始终免费——面向研究人员与高校,现在如此,将来也是。学术许可请通过网站与我们联系。

在 STREAM 中打开您的地形模型

Windows x64 免费测试版。完全离线运行,支持 GeoTIFF、LAS/LAZ 和 DXF。

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