Digital højdemodel
Der findes i den videnskabelige litteratur ingen universel definition af digital højdemodel (DEM) ( engelsk digital højdemodel ( DEM )) og digital terrænmodel (DTM) (Engl. Digital terrænmodel ( DTM )) .
Den digitale overflademodel (DSM) (. Engl digital overflademodel ( DSM ) ) repræsenterer jordens overflade (grænselagets pedosfære - atmosfære) og alle objekter derpå ( bygninger , veje, vegetation , vand osv.). I modsætning hertil repræsenterer den digitale terrænmodel (DGM) jordens overflade uden vegetation og strukturer (jf. Li et al. 2005, AdV 2004, se figur).
Definitionerne af udtrykket digital elevation model (DHM) adskiller sig meget med hensyn til den repræsenterede overflade. Nogle definitioner diskuteres mere detaljeret nedenfor.
Definitioner
Digital terrænmodel
Det faktum, at udtrykket DGM henviser til jordens overflade som en referenceoverflade , er ganske tydeligt i speciallitteraturen. Derudover kræver nogle definitioner yderligere oplysninger om terrænoverfladen, såsom terrænhøjde ud over terrænhøjderne. B. terræn kanter , kamme , fremtrædende højdepunkter eller gulv planen elementer med grundplan oplysninger (jf ISO 18.709-1, Bill 1999 og Li et al. 2005).
Arbejdsgruppen for landmåleradministrationerne i Forbundsrepublikken Tyskland (ADV 2004) definerer DGM som følger:
"Database til beskrivelse af sidens højde. Det består af regelmæssigt eller uregelmæssigt fordelte terrænpunkter, der tilstrækkeligt repræsenterer terrænets højdestruktur - eventuelt suppleret med morfologiske strukturelementer (f.eks. Terrænkanter, karakteristiske højdepunkter). "
De diskontinuerlige eller ikke-monotone områder af overfladen kan beskrives i modellen ved hjælp af strukturelle oplysninger (især brudlinjer, rygge, omkreds og fordybningsområder eller fejllinje (se fejllinje (geologi) ) på overfladen; se struktur linje ). Breaklines repræsenterer diskontinuiteter i stigningen, dvs. knæk i terrænet, mellem støttepunkterne. Ryggene er ryggen og dallinjerne.
Digital højdemodel
Meget modstridende definitionen af digital højdemodel (Engl. Digital højdemodel ). Ud over regionale og fagspecifikke forskelle er der også forskelle inden for specialdisciplinerne. Udtrykket bruges ofte som en generisk betegnelse for digitale terrænmodeller og digitale overflademodeller (Peckham & Gyozo 2007, Hofmann 1986).
Så z. B. fra Geobasis NRW:
"DHM er det generiske udtryk for digitale terrænmodeller (DGM) og digitale overflademodeller (DOM)."
Denne definition bruges også af de fleste dataudbydere ( USGS , ASTER -ERSDAC, CGIAR -CSI). De velkendte, næsten globale elevationsdatasæt SRTM DEM og ASTER GDEM er de facto digitale overflademodeller.
Under Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) i februar 2000 blev en næsten global højdemodel oprettet ved hjælp af sensoren Synthetic Aperture Radar (SAR) eller radarinterferometri. SRTM-dataene er offentlige. ASTER Global DEM baseret på optisk fjernføling er tilgængelig gratis til mange formål ( ASTER ).
Andre definitioner sidestiller DEM med DTM (Podobnikar 2008) eller definerer DTM som en udvidet DEM, der også beskriver terrænformer (brudlinjer, kamme osv.) (Graham et al. 2007). Så z. B. ISO 18709-1 (udtryk, forkortelser og symboler i opmåling - Del 1: Generelt) (se weblink DIN):
"Det (DGM, forfatterens note) består af DHM's højdepunkter og yderligere information (terrænkanter, markante højdepunkter)."
En oversigt, selvom den ikke er komplet, af de ekstremt talrige og forskellige definitioner findes i Li et al. (2005). Det skal kontrolleres meget omhyggeligt i hvert enkelt tilfælde, hvilken overflade modellen henviser til.
Generel
I det følgende bruges udtrykket DEM som et generisk udtryk for DGM og DOM. Digitale højdemodeller er blevet brugt i mange områder inden for geovidenskab og teknologi siden omkring 1980 - herunder i geodesi og fotogrammetri til kortlægning af terræn, i konstruktion til tilpasning af trafikruter til militære opgaver (f.eks. Kontrol med krydstogtsmissiler langs jordoverfladen ) op til planlægning af kloaksystemet. For nylig er der endda oprettet højdemodeller af andre planeter som muliggjort af radarsonder omkring Mars og Venus .
Dataformater
Definitioner kan findes på Internettet, ifølge hvilke DHM er defineret som en rasterdatabase og DGM som en ægte tredimensionel model (f.eks. Et uregelmæssigt trekantet netværk af de originale målepunkter; se weblinks Landslide Glossary USGS). Oftere defineres dog dataformatet ved hjælp af udtrykkene primær DEM og sekundær DEM (Toppe 1987). For at opnå en digital terrænmodel skal objekterne på jordoverfladen (huse, træer osv.) Først filtreres ud ved hjælp af komplekse algoritmer i registreringsprocesser, der bruger flygenstande eller satellitter som platforme (Li et al. 2005).
Primær DEM
Med hensyn til positionen er støttepunkter, der er uregelmæssigt arrangeret, typiske for målt eller primær DEM, hvor støttepunkterne repræsenterer de originale måledata. Punkterne gemmes som vektordata sammen med den strukturelle information.
Den mest almindelige form er det uregelmæssige trekantsnet (Engl. Triangulated irregular network , TIN ). Med TIN er supportpunkterne forbundet til et trekantet netværk. Overfladen er modelleret som en polyhedron . Højden kan interpoleres lineært inden for en trekant.
Sekundær DEM
Et regelmæssigt gitterlignende arrangement af støttepunkterne findes især i beregnet eller sekundær DEM. Dette kaldes også et gitter-DEM . Et ensartet gitter er placeret over området. Hver gitterpunkt tildeles en højdeværdi. Rasterdataformatet er velegnet til gitter-DEM'er . Ingen strukturelle oplysninger kan gemmes. Højder mellem støttepunkterne kan beregnes ved hjælp af interpolationsmetoden til digital billedbehandling (se f.eks. Bilinear interpolation ). For at kunne reproducere overfladen nøjagtigt skal gitterbredden vælges så smal, at slående strukturer ikke falder gennem gitteret. Gitterbredderne er lokalt eller regionalt 2 til 500 meter for globale modeller 1 til 5 km.
Hybrid DEM
En hybrid DEM er et gitter-DEM, hvortil der tilføjes strukturel information i form af yderligere punkter, linjer og områder.
bDOM
Den billedbaserede digitale overflademodel b DOM danner jordens overflade og objekterne på den, f.eks B. Vegetation og bygninger i gitterform.
Nøjagtigheder
Nøjagtigheden af DEM afhænger hovedsageligt af registreringsmetoden, gitterbredden og overfladeruhed. Nøjagtigheden består af en position og en højde-nøjagtighedskomponent, hvor positionskomponenten er afhængig af overfladens hældning (tan α). . De gennemsnitlige fejl - afhængigt af formålet med og prisen på modellerne - spænder fra nogle få centimeter (f.eks. Til bestemmelse af oversvømmelsesområder i løbet af oversvømmelsesbeskyttelseskoncepter) til et par 100 meter.
De to grafikker sammenligner den digitale terrænmodel af Vomper Loch i Alperne. Ovenstående grafik er baseret på data fra ASTER . Grundlaget for nedenstående billede tilvejebringes af SRTM- data, som er frit tilgængelige i behandlingstrin 2.1, og som er blevet yderligere behandlet af openDEM-projektet . Højdeartefakter, når stejle bjergformationer kommer tydeligt frem i ASTER-billedet. De er forårsaget af skygge under terrænundersøgelsen. Manglende højdeværdier blev estimeret ved hjælp af heuristiske antagelser på grund af manglende sandsynlighedsanalyser. SRTM-målte værdier er mindre opløst end værdierne fra ASTER. Da de efterfølgende blev sammenlignet med anden information, for eksempel ved hjælp af data fra OpenStreetMap , er højdeprofilen konsistent. Søers vandoverflade skal være flad. Afvigelser afspejler direkte spredningen af de målte værdier.
Se også
Optegnelser
- GTOPO30
- SRTM-data
- ASTER
- Data om digital terrænhøjde (DTED)
- Earth2014 global topografi, badymetri og ismodel
- Terrænmodel for det officielle topografiske kartografiske informationssystem (ATKIS)
- TanDEM-X : generation af en verdensomspændende, konsistent, rettidig digital højdemodel med høj præcision
- ALOS World 3D - 30m, DSM gratis
- ALOS World 3D, 5m DSM / DTM
Weblinks
- Dissertation on DGM & Geostatistics af Joseph Wood (engl.)
- Geografiske informationssystemer inden for geomorfologi
- ASTER Global Digital Elevation Model (ASTER GDEM)
- Topografisk Mars-informationssystem (TU Wien)
- ATKIS
- Ordskridt Ordliste USGS
kilder
- Arbejdsgruppe for landmåleradministrationer i Forbundsrepublikken Tyskland (AdV) (2005). Ordliste til definition af GeoInfoDok - underområde DGM . LINK.
- R. Bill: Grundlæggende om geoinformationssystemer . Bind 2: analyser, applikationer og nye udviklinger. Herbert Wichmann Verlag, Heidelberg 1999, ISBN 3-87907-326-0 .
- AW Graham, NC Kirkman, PM Paul: Mobilt radionetværksdesign i VHF- og UHF-båndene: en praktisk tilgang . West Sussex 2007, ISBN 978-0-470-02980-0 .
- W. Hofmann: Endnu en gang: Den digitale terræn / højdemodel. I: Bildmessung u. Luftbildwesen , 54 (1986), H. 1, s. 31–31; Karlsruhe.
- Z. Li, Q. Zhu, C. Gold: Digital Terrain Modelling: principper og metode . CRC Press, Boca Raton 2005, ISBN 0-415-32462-9 , s. 7-9.
- Robert Joseph Peckham, Gyozo Jordan (red.): Udvikling og applikationer i et politisk supportmiljø . (Forelæsningsnotater i geoinformation og kartografi). Springer, Heidelberg 2007, ISBN 978-3-540-36730-7 .
- Tomaz Podobnikar: Metoder til visuel kvalitetsvurdering af en digital terrænmodel. I: Sapien.s. 1 (2008), nr. 2. (online)
- R. Toppe: Terrænmodeller - et værktøj til kortlægning af naturlige farer. I: Bruno Salm (red.): Lavineformation, bevægelse og effekter . (Proceedings of the Davos Symposium, September 1986). Kostskole Assoc. af Hydrol. Sciences, Wallingford 1987, ISBN 0-947571-96-5 . (IAHS offentliggørelse nr.162)
Individuelle beviser
- ↑ dlr.de , 3. januar 2012: Jorden i 3D meget tættere på (23. december 2016)
- ↑ overflademodel | LGB_Startseite. Adgang til 30. marts 2020 .