تفاوت مدل های ارتفاعی DEM ، DSM ، DTM

وقتی صحبت از ارتفاع به میان می آید ، ما سه روش مختلف برای مدل سازی ارتفاعی داریم . که عبارتند از :

• مدل رقومی ارتفاع یا ( Digital Elevation Models ( DEM
• مدل رقومی زمین یا ( Digital Terrain Models ( DTM
• مدل رقومی سطح یا ( Digital Surface Models ( DSM

بیایید تفاوت مدل های ارتفاعی DEM ، DSM ، DTM را بررسی کنیم .

مدل رقومی ارتفاع (DEM) چیست ؟

یک مدل رقومی ارتفاع (DEM) یک شبکه رستری از سطح زمین به صورت برهنه و فاقد عارضه است که به یک مبدا ارتفاعی ارجاع داده میشود . هنگامی که نقاط غیر مسطح مانند پل ها و جاده ها را فیلتر (حذف) می کنید ، یک مدل رقومی ارتفاعی نرم را به دست می آورید .

سازه ها ( خطوط انتقال ، ساختمان ها و برج ها ) و عوارض طبیعی ( درختان و سایر انواع پوشش گیاهی ) در یک DEM گنجانده نمی شوند .

هنگامی که پوشش گیاهی و عوارض ساخت انسان را از داده های ارتفاعی حذف میکنید ، یک DEM ایجاد میشود .استفاده از یک مدل ارتفاعی زمین (DEM) خصوصا در هیدرولوژی ، خاک شناسی و برنامه ریزی کاربری زمین مفید است .

مدل سازی هیدرولوژیک : هیدرولوژیست ها از DEM برای ترسیم حوضه ها ، و محاسبه جریان تجمعی آب و نیز جهت جریان آب استفاده می کنند .

پایداری زمین : مناطق مستعد بهمن ، مناطقی با شیب زیاد و پوشش گیاهی کم هستند . شناسایی این مناطق در زمان برنامه ریزی ساخت یک بزرگراه یا ناحیه مسکونی مفید است .

نقشه برداری خاک : DEM ها به نقشه برداری خاک که خود تابعی از ارتفاع ( و همچنین زمین شناسی ، زمان و آب هوا ) است کمک میکنند .

نرم افزار TerrSet 2020

مدل رقومی زمین (DTM) چیست ؟

زمانی که به فایل مشخصات پایه USGS LiDAR مراجعه می کنید ، یک مدل رقومی زمین (DTM) بسته به محل زندگی شما دو تعریف دارد .

• در برخی کشورها ، DTM در واقع مترادف DEM است . این بدان معنی است که یک DTM به معنای یک سطح ارتفاعی است که بیانگر زمین برهنه است که به یک مبنای ارتفاعی ارجاع داده شده است .
• در ایالات متحده و دسته دیگری از کشورها ، DTM معنای اندک متفاوتی دارد . DTM یک مجموعه داده برداری است که از یک سری نقطه با فاصله منظم و عوارض طبیعی مانند برآمدگی ها و شکست های سطح زمین تشکیل شده است .

میتوان یک DTM را ارتقا یافته یک DEM با گنجاندن عوارض خطی یک زمین برهنه دانست.

DTM ها معمولا از طریق تصویر برداری هوایی ایجاد میشوند . در شکل زیر خطوط تراز به رنگ بنفش نشان داده شده اند . نقاط DTM به طور منظم با یکدیگر فاصله دارند و شکل زمین برهنه را مشخص میکنند .

در تصویر بالا ، میبینید که چگونه DTM پیوسته نیست و یک مدل سطحی به شما نمی آید . از این خطوط تراز با فاصله منظم میتوانید یک DTM را به یک DEM درون یابی کنید . یک DTM به دلیل خطوط شکست زمین سه بعدی با فاصله منظم ، ویژگی های سطح زمین را بهتر نشان می دهد .

مدل رقومی سطح (DSM) چیست ؟

در یک سیستم LiDAR پالس های نور به سمت زمین حرکت می کنند . و زمانی که پالس نوری پس از برخورد به هدف ، از آن منعکس می‌شود و به حسگر برمی گردد ، برد ( فاصله متغیر) تا زمین به دست می آید .

در انتهای فرایند برداشت ، LiDAR یک ابر نقطه ای بزرگ که دارای مقادیر ارتفاعی است ارائه می دهد . این مقادیر ارتفاعی میتواند از بالای ساختمان ها ، سایه انداز درختان ، خطوط برق ، و یا سایر عوارض باشد .

یک DSM عوارض طبیعی و ساخته شده روی زمین را ثبت میکند .

DSM در مدل سازی سه بعدی برای ارتباطات و مخابرات ، برنامه ریزی شهری و هوانوردی سودمند است . این امر خصوصا در مثال های زیر مفید است :

تجاوز به حریم نزدیک باند : در هوانوردی ، DSM ها می توانند نواحی ممنوعه در ناحیه نزدیک باند را مشخص کنند .

مدیریت گیاهی : در امتداد یک خط انتقال ، با استفاده از DSM ها می توان مشاهده کرد که کجا و چه میزان پوشش گیاهی در حال نفوذ به محدوده خط انتقال است .

موانع دید : برنامه ریزان شهری از DSM استفاده میکنند تا بررسی کنند که چگونه ساخت یک ساختمان جدید بر میدان دید ساکنان و نیز مشاغل تاثیر میگذارد .

روشهای تولید مدلهای رقومی ارتفاعی

برخی از روش های سنجش از دور برای به دست آوردن سطوح DEM عبارتند از :

تداخل سنجی ماهواره ای (SATELLITE INTERFEROMETRY) : یک رادار دهانه ترکیبی (SAR ) همچون ماموریت رادار توپوگرافی شاتل از دو تصویر راداری که توسط آنتن ها به طور همزمان گرفته شده برای ایجاد یک DEM استفاده میکند .

فتوگرامتری : در تصویر برداری هوایی ، فتوگرامتری از تصاویری که از حداقل دو نقطه دید متفاوت گرفته شده ، مشابه نحوه عملکرد سیستم بینایی شما ، استفاده کرده و به دلیل وجود همین نقاط دید مختلف ، میتواند عمق را به دست آورد .

LiDAR: با استفاده از نور ، LiDAR نور بازتاب یافته از سطح زمین را که به حسگر برمیگردد ، اندازه گیری می کند تا ارتفاع سطح زمین را به دست آورد .