什么是数字高程模型 (DEM)?
数字高程模型 (DEM) 是无人机测量的基本组成部分。从本质上讲,DEM 为指定区域内捕获的每个点提供高程数据的视觉表示。与描绘表面特征的传统地图不同,DEM 利用颜色渐变来指示高程变化,从而提供对地形地貌的细致入微的理解。
DEM 的结构为栅格数据集,本质上是根据每个点的水平坐标 (x, y) 和垂直高程 (z) 为其分配高程值的网格。DEM 中的高度详细信息由网格单元的大小决定;单元越小,分辨率和细节就越高,从而能够精确地模拟精确的地形特征。
数字地形模型 (DTM) 和数字表面模型 (DSM) 之间有什么区别?
虽然 DEM 涵盖了更广泛的高程模型类别,但它们可以进一步划分为数字地形模型 (DTM) 和数字表面模型 (DSM)。了解这两者之间的区别对于理解它们各自的应用至关重要。
DTM 是对地球表面的简化呈现,仅关注自然地形和地面特征。相比之下,DSM 涵盖的范围更广泛,涵盖所有捕获的点,包括自然和人造结构,例如建筑物、植被、基础设施,甚至停车场或道路上的线条。
从视觉上看,DTM 和 DSM 之间的差异通过其表示形式显而易见。DTM 主要遵循地面轮廓,而 DSM 则涵盖表面特征的山峰和山谷,包括高架结构和植被。
从本质上讲,DTM 可以洞悉裸地景观,而 DSM 则可以全面了解地形及其建筑环境。两者之间的差异凸显了高程模型在各种测绘工作中的多功能性和适用性。
空中捕捉海拔的方法:激光雷达与摄影测量法
捕捉高程模型的关键是两项主要技术:LiDAR(光探测和测距)和摄影测量。LiDAR 向地球表面发射激光脉冲,测量光线返回所需的时间,以创建精确的三维点云。这项技术非常精确,即使在植被茂密的地区,因为它可以穿透树叶。
点云源自 LiDAR,是三维映射的数据点的集合,其中每个点都有自己的 X、Y 和 Z 值,具体取决于其在空间中的位置,可作为详细数字高程模型 (DEM) 和数字地形模型 (DTM) 的基础。除了 LiDAR,摄影测量还利用高分辨率航空影像来重建三维地形模型。尽管摄影测量在捕捉表面细节方面非常有效,但由于地球表面存在障碍物,在植被覆盖的地区可能会面临挑战,从而妨碍准确的高程测量。

高程模型的应用
通过无人机勘测生成的高程模型可广泛应用于许多行业和学科。它们在基础设施管理中至关重要,可用于场地规划、平整、土方分析和优化项目成果。在水文和环境监测中,这些模型有助于划定流域、评估洪水风险和分析地形,从而制定有效的缓解策略。它们还通过详细描述土地覆盖类型,为城市规划、土地利用制图和自然资源管理做出贡献。
此外,无人机数据生成的高程模型可以评估地形适宜性,并分析对土地开发至关重要的景观变化。这些模型还在灾害管理和应急响应工作中发挥着重要作用,有助于评估自然灾害的影响并促进及时制定疏散计划。总的来说,它们的多功能性推动了创新并增强了各个部门的决策过程。