Różnice między DEM, DSM i DTM?

Wymieniam niektóre akronimy używane w naszej pracy i musiałem przestać się zastanawiać, czy wymienić je razem czy osobno:

• DEM: Cyfrowy model wysokości
• DSM: Cyfrowy model powierzchni
• DTM: Cyfrowy model terenu

W niektórych kręgach wydają się one synonimami, w innych wydają się mieć różne znaczenia.

Czy istnieje uzgodniona definicja dla każdej z nich, która umożliwia ich rozróżnienie?

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​DEM jest najczęściej używany jako ogólny termin dla DSM i DTM. Myślę, że ten obraz na Wikipedii dobrze obrazuje różnice między DSM i DTM:

• DSM = powierzchnia (ziemi) łącznie z obiektami na niej
• DTM = powierzchnia (ziemia) bez żadnych obiektów

Inną definicję można znaleźć w [Li et al., DIGITAL TERRAIN MODELING - Principles and Methodology]:

DEM jest podzbiorem DTM i najbardziej podstawowym składnikiem DTM.

W praktyce terminy te (DTM, DEM, DHM i DTEM) są często uważane za synonimy i faktycznie często tak jest. Ale czasami odnoszą się do różnych produktów. Oznacza to, że mogą występować niewielkie różnice między tymi terminami. Li (1990) dokonał analizy porównawczej tych różnic w następujący sposób:

1. Ziemia : „stała powierzchnia ziemi”; „Solidna podstawa lub fundament”; „Powierzchnia ziemi”; "dno morza"; itp.
2. Wysokość : „pomiar od podstawy do góry”; „Wysokość nad ziemią lub uznany poziom, zwłaszcza poziom morza”; „Odległość w górę”; itp.
3. Wysokość : „wysokość nad danym poziomem, zwłaszcza wysokość morza”; „Wysokość nad horyzontem”; itp.
4. Teren : „obszar kraju rozpatrywany pod względem przyrodniczym itp.”; „Zasięg ziemi, region, terytorium”; itp.

Cyfrowe modele wysokościowe (DEM) to nadzbiór zarówno cyfrowych modeli terenu (DTM), jak i cyfrowych modeli powierzchni (DSM). Teledetekcja na ogół rejestruje wysokość powierzchni, więc wierzchołek baldachimu drzewa lub budynków jest zwracany, a nie elewacja gołej ziemi. Jeśli te dane zostaną poprawione w celu usunięcia elementów, które wystają ponad wysokość terenu, pozostaje Ci DTM.

Ogólnie rzecz biorąc, większość ludzi używa DEM zamiennie z pozostałymi dwoma terminami, ale może to mieć znaczenie: kiedyś zbudowałem model hydrologiczny z wykorzystaniem danych SRTM w Ameryce Południowej na bardzo płaskim, suchym terenie, ale ze względu na wysokość korony wzdłuż samej rzeki, to prawda położenie rzeki stało się najwyższym punktem w terenie, powodując zamieszanie.

Artykuł w Wikipedii na temat cyfrowych modeli terenu zawiera także przydatne tło i przykłady, które mogą okazać się pomocne.

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​pełniejsza odpowiedź na to pytanie polega na określeniu różnicy między DEM, DTM i DSM. DTM NIE jest nazwą ogólną obejmującą zarówno DEM, jak i DSM. Więc...

DEM to model elewacji „gołej ziemi”, niezmodyfikowany z pierwotnego źródła danych (takiego jak lidar, ifsar lub autokorelowana powierzchnia fotogrametryczna), który rzekomo jest wolny od roślinności, budynków i innych obiektów „nie ziemi”.

DSM to model elewacji, który obejmuje szczyty budynków, drzewa, linie energetyczne i wszelkie inne obiekty. Zwykle jest to postrzegane jako model baldachimu i „widzi” grunt tylko tam, gdzie nie ma nic ponad nim.

DTM jest w rzeczywistości DEM, który został wzbogacony o takie elementy, jak linie nieciągłości i obserwacje inne niż oryginalne dane, w celu skorygowania artefaktów wytworzonych przy użyciu tylko oryginalnych danych. Często odbywa się to za pomocą fotogrametrycznej linii pomocniczej wprowadzonej do powierzchni DEM. Przykładem jest hydro-spłaszczanie powszechnie widoczne w modelach elewacji wykonanych zgodnie ze specyfikacjami FEMA

Nawiasem mówiąc, DEM jest znacznie tańszy w produkcji DTM.

Często zdarza się w literaturze LiDAR / leśnictwo akronimy DTM i DEM używane jako synonimy.

Jednak według Behrendt (2012; pkt 6 na stronie 15) istnieje między nimi różnica:

DTM : przedstawienie na gołej ziemi z nieregularnymi odstępami między punktami (nie rastrowe).

DEM : siatkowa reprezentacja rastra DTM.

Nadal według Beherendt (2012; akapit 4, na stronie 15):

DSM jako raster. Jest to pierwsze echo, jakie laser odbiera dla każdego wysyłanego impulsu laserowego, i reprezentuje szczyty budynków, drzew i innych obiektów lub ziemi, jeśli nie są zasłonięte.

Aby zakończyć, CHM (model wysokości baldachimu) lub nDSM (znormalizowany cyfrowy model powierzchni) to DEM odejmowany od DSM, tj. CHM = DSM - DEM.

_Odniesienie:

_{Behrendt, R. Wprowadzenie do LiDAR i leśnictwa, część 1: potężne nowe narzędzie 3D dla menedżerów zasobów. The Forestry Source, s. 1 14-15, zestaw. 2012. link .}

cyfrowy model powierzchni (dsm) - pierwszy model powierzchni odbijającej, który zawiera elewacje naturalnych elementów terenu, oprócz roślinności i elementów kulturowych, takich jak budynki i drogi.

cyfrowy model terenu (dtm) - model bez ziemi, który zawiera wzniesienia naturalnych elementów terenu, takich jak jałowe szczyty grzbietów i doliny rzek. Elewacje roślinności i elementy kulturowe, takie jak budynki i drogi, są cyfrowo usuwane.

Źródło : http://www.intermap.com/Portals/0/doc/Brochures/INTERMAP_Digital_Elevation_Models_English.pdf

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​DEM odnosi się do modelu elewacji opartego na rastrze stosowanego w programach takich jak ArcGIS ESRI. DTM to oparty na wektorze model elewacji używany w programach takich jak Autodesk CivilCad.