تعریف مدل رقومی ارتفاع(DEM) و تفاوت آن با DSM و DTM

منتشر شده در چهارشنبه, 30 خرداد 1397 11:59 | بازدید: 6070

مدل رقومی ارتفاع (Digital elevation model) یا DEM مدلی دیجیتال یا نمایشی سه‌بعدی از سطح زمین است که معمولا برای نمایش ناهمواری‌های زمین و با استفاده از داده‌های ارتفاع از سطح دریا تهیه می‌شود. در واقع مدل رقومی ارتفاع پستی و بلندی زمین را توسط یک شبکه سلولی نمایش می دهد. هر سلول(پیکسل) از این شبکه با یک کد رقمی که نشان دهنده میانگین ارتفاع سطح درون آن پیکسل می باشد، مشخص میگردد. به عبارتی سطح زمین را به صورت پهنه های دیجیتالی در نظر گرفته و ارتفاع هر سلول در خود سلول ذخیره می شود و بسته به منبعی که DEM تهیه می شود دقت آن متفاوت است. دقت را می توان برای هر سلول با دقت ارتفاعی و دقت مکانی نام برد. که دقت مکانی مربوط به اندازه ضلع هر سلول می باشد که هر چه کوچکتر باشد دقت بالاتر است و دقت ارتفاعی عبارت است از تشخیص حداقل ارتفاع در هر سلول که توسط ماهواره قابل قابل اندازه گیری و شناسایی باشد می باشد. در اندازه گیری دقت مکانی در واقع هر ثانیه معادل 30 متر می باشد. برای مثال اندازه دقت مکانی یا هر سلول مدل رقومی ارتفاعی با دقت 3 ثانیه برابر با 90 متر در 90 متر می باشد[1].

توافق یکسانی در سطح دنیا درباره استفاده از اصطلاحات مدل رقومی ارتفاع (digital elevation model) یا DEM، مدل رقومی زمین (digital terrain model) یا (DTM) و مدل رقومی سطح (digital surface model) یا (DSM) وجود ندارد. در بیشتر موارد اصطلاح مدل رقومی سطح (DSM) نشان‌دهنده سطح زمین و تمام عوارض موجود در آن است، در حالی که مدل رقومی زمین (DTM) نشان‌دهنده سطح زمین به تنهایی و بدون عوارض دیگر از قبیل گیاهان و ساختمان‌ها است.

اصطلاح مدل رقومی ارتفاع (DEM) اغلب به عنوان اصطلاح عمومی برای مدل‌های رقومی سطح (DSM) و مدل‌های رقومی زمین (DTM) استفاده می‌شود که فقط نشان‌دهنده اطلاعات ارتفاعی بوده و فاقداطلاعات اضافی درباره پدیده‌های سطح زمین است. برخی تعارف دیگر، DEM و DTM را به یک معنا به‌کار می‌برند و یا DEM را به عنوان زیرمجموعه‌ای از DTM به شمار می‌آورند که پدیده‌های مورفولوژیکی را نیز نشان می‌دهد.

در بیشتر داده‌های تهیه‌شده توسط سازمان زمین‌شناسی آمریکا، ERSDAC،CGIAR و تصاویر ماهواره اسپات از DEM به عنوان اصطلاح عمومی برای DSMها و DTMها استفاده می‌شود. همچنین همه داده‌های تهیه شده توسط ماهواره‌ها، هواپیماها و دیگر سکوهای پروازی مانند اس‌آرتی‌ام و سنجنده استر نصب شده بر روی ماهواره ترا در ابتدا DEM هستند. امکان محاسبه DTM از DSMهای دارای تفکیک‌پذیری بالا با الگوریتم‌های پیچیده وجود دارد.

مدل رقومی ارتفاع (DEM) را می‌توان به شکل رستر یا در حالت وکتوری به‌صورت شبکه نامنظم مثلثی (TIN) نمایش داد. DEM تهیه شده از شبکه نامنظم مثلثی را DEM اولیه و DEM تهیه‌شده از رستر را به‌عنوان DEMM ثانویه می‌شناسند.

مدل رقومی ارتفاع را می‌توان را با تکنیک‌هایی مانند فتوگرامتری، سنسور لیدار، IfSAR، نقشه‌برداری و... تهیه کرد. این مدل‌ها عمدتاً با استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور تهیه می‌شوند، اما می‌توان با نقشه‌برداری زمینی نیز اقدام به تهیه DEMM نمود.

از مدل‌های رقومی ارتفاعی (DEM) اغلب در سامانه اطلاعات جغرافیایی استفاده می‌شود و پایه‌ای برای تهیه نقشه رقومی ناهمواری‌ها به‌شمار می‌روند، در حالی که مدل‌های رقومی سطح (DSM) برای مدل‌سازی چشم‌اندازها، مدل‌سازی شهری و کاربردهای بصری به‌کار می‌روند. از مدل‌های رقومی زمین (DTM) نیز اغلب برای مدل‌سازی سیلاب و رواناب، مطالعات کاربری زمین، کابردهای زمین‌شناسی و دیگر کاربردها استفاده می‌شود.

سطح زمین توسط DSM (قرمز) نمایش داده می‌شود که ساختمان‌ها و سایر پدیده‌ها را نیز نشان می‌دهد ولی DTM (فیروزه‌ای) فقط نشان‌دهنده سطح پایه زمین بدون نمایش دیگر پدیده‌هاست.

منبع: