当我们谈论地形模型时,通常会提到数位高程模型(DEM)、数位地形模型(DTM)和数位表面模型(DSM)这三个术语。这些模型在地理资讯系统(GIS)中扮演着至关重要的角色,不仅能帮助我们理解地形的高度,还能提供重要的资料运用于环境规划、灾害管理及城市规划等领域。
数位表面模型(DSM)涵盖了地球表面上所有的物体,例如树木和建筑物,而数位地形模型(DTM)则专注于地面表面,不包含任何物体。
这产生了两者之间的根本差异。虽然DSM在城市建模和景观视觉化中非常有用,但在洪水或排水模型、土地使用研究及地质应用上,DTM更能派上用场。因此,了解这些不同的模型及其应用至关重要。
在科学文献中,数位高程模型(DEM)、数位地形模型(DTM)和数位表面模型(DSM)的术语用法并不是统一的。大多数情况下,数位表面模型被认为代表地球表面及其上所有的物体。与此相反,数位地形模型专注于裸露的地面表面。
在数位模型中,DEM常被用作通用术语,代表DSM和DTM,仅提供高度资讯,而未进一步定义表面。
各种数据提供商,如美国地质调查局(USGS)和其他机构,通常将DEM当作DSM和DTM的总称。然而,有些资料集,例如从SRTM或ASTER GDEM获得的数据,最初则是DSM,特别是在森林覆盖区域,其结果往往介于DSM和DTM之间。
数位高程模型可以以光栅(Raster)形式表示,诸如像素网格,或以向量基三角不规则网路(TIN)表示。而这两种模型的来源可以通过各种技术获得,如航空摄影测量、激光雷达(Lidar)等。
透过这些技术获得的数据,数位地形模型可以以可视化的方式呈现,帮助人们更容易地理解和应用这些数据。
数位模型的可视化,一般会制作成等高线地形图,或是利用阴影和伪彩色来呈现高度,例如用绿色表示最低的高度,渐变至红色,最高的高度用白色表示。这样的视觉化方式可以在观察时提供更多的地形细节,却也引发了专家的质疑,例如「垂直夸大」可能使观众误解真实的地形状况。
数位高程模型的制作通常依赖于遥感技术而非直接的测量数据,旧有的生成方法常常涉及对数位等高线图的插值。这种方法特别适用于山区地带,因为在这些地方,干涉测量的准确性可能会受到限制。
在生成DEM时,必须确保在所有研究区域内的高度信息是连续可用的,这才被称为数位高程模型。
在地球科学的领域中,数位模型被应用于诸多功能,包括流域分析、土壤湿度模型、甚至是建造3D实体模型等。
数位高程模型的应用范围相当广泛,有助于提取地形参数、模拟水流、制作3D视觉化等。在全球信息技术持续进步的今天,DAT和DSM的需求也日益增加。未来,这些模型能否进一步实现更高的精确度和更新的应用方式,将会成为地理资讯技术的一大挑战。
最终,我们应该思考,面对未来的数位地形模型发展,我们能否更好地利用这些数据来解决环境和社会的挑战?