Unterschiede zwischen DEM, DSM und DTM?

100

Ich liste einige der in unserer Arbeit verwendeten Akronyme auf und musste darüber nachdenken, ob ich diese zusammen oder getrennt auflisten sollte:

  • DEM: Digitales Höhenmodell
  • DSM: Digitales Oberflächenmodell
  • DTM: Digitales Geländemodell

In manchen Kreisen scheinen sie synonym zu sein, in anderen scheinen sie unterschiedliche Bedeutungen zu haben.

Gibt es für jede eine vereinbarte Definition, die eine Unterscheidung ermöglicht?

blah238
quelle

Antworten:

81

Nach meiner Erfahrung wird DEM die meiste Zeit als Oberbegriff für DSMs und DTMs verwendet. Ich denke, dieses Bild auf Wikipedia zeigt die Unterschiede zwischen DSMs und DTMs gut:

Bildbeschreibung hier eingeben

  • DSM = (Erd-) Oberfläche einschließlich darauf befindlicher Objekte
  • DTM = (Erd-) Oberfläche ohne Gegenstände

Eine andere Definition findet sich in [Li et al., DIGITAL TERRAIN MODELLING - Principles and Methodology]:

DEM ist eine Teilmenge des DTM und die grundlegendste Komponente des DTM.

In der Praxis wird häufig davon ausgegangen, dass diese Begriffe (DTM, DEM, DHM und DTEM) synonym sind, und dies ist in der Tat häufig der Fall. Aber manchmal beziehen sie sich tatsächlich auf verschiedene Produkte. Das heißt, zwischen diesen Begriffen können geringfügige Unterschiede bestehen. Li (1990) hat diese Unterschiede wie folgt vergleichend analysiert:

  1. Boden : "die feste Oberfläche der Erde"; "Eine solide Basis oder Grundlage"; "Eine Oberfläche der Erde"; "Meeresboden"; usw.
  2. Höhe : „Messung von der Basis bis zur Spitze“; "Erhebung über dem Boden oder einer anerkannten Höhe, insbesondere der des Meeres"; "Abstand nach oben"; usw.
  3. Höhe : „Höhe über einem bestimmten Niveau, insbesondere dem des Meeres“; "Höhe über dem Horizont"; usw.
  4. Terrain : „Landstrich, der hinsichtlich seiner natürlichen Merkmale usw. berücksichtigt wird“; "Eine Ausdehnung des Bodens, der Region, des Territoriums"; usw.
Underdunkel
quelle
2
Ein DEM ist kein generischer Name für eine DSM und DTM
WolfOdrade
1
Ja, es gibt zahlreiche unterschiedliche Definitionen. Ich fügte ein anderes hinzu und es ist Quelle.
underdark
1
Ich dachte auch, dass DEM als generischer Name für einen DSM / DTM verwendet wurde. Was ist ein DEM dann?
Simon
@Underdark Ich finde dieses Zitat zutiefst verwirrend, weil es nicht offenbart, welche Unterschiede zwischen "Höhe", "Höhe" und "Gelände" beabsichtigt sind. (In der Tat scheint die Beschreibung des Geländes zu implizieren, dass es sich um LULC-Daten handelt, nicht um DEMs oder DTMs!) Haben Sie einen Link, der einen umfassenderen Kontext bietet, um dies zu verstehen?
whuber
4
@Underdark Ich fand es bei tehran.academia.edu/aliasgharheidari/Books/194823/… . Die grundlegende Unterscheidung zwischen DEM und DTM besteht darin, dass die DTM "versuchen wird, bestimmte Geländemerkmale wie Flüsse, Gratlinien usw. einzubeziehen". Von allen bisherigen Antworten wird diese Unterscheidung nur von @WolfODrade klar herausgestellt. Insbesondere der Wikipedia-Artikel zu DEMs ist in dieser Hinsicht unbrauchbar.
Whuber
34

Digitale Höhenmodelle (DEM) sind eine Obermenge von digitalen Geländemodellen (DTM) und digitalen Oberflächenmodellen (DSM). Die Fernerkundung erfasst im Allgemeinen die Oberflächenhöhe, sodass die Oberseite der Baumkronen oder Gebäude zurückgegeben wird und nicht die Höhe des bloßen Bodens. Wenn diese Daten korrigiert werden, um Elemente zu entfernen, die über die Geländehöhe hinausragen, bleibt ein DTM übrig.

Im Allgemeinen verwenden die meisten Leute DEM austauschbar mit den anderen beiden Begriffen, aber es kann eine Rolle spielen: Ich habe einmal ein Hydrologiemodell unter Verwendung von SRTM-Daten in Südamerika in sehr flachem, trockenem Gelände erstellt, aber aufgrund der Überdachungshöhe entlang des Flusses ist das wahr Die Lage des Flusses wurde zum höchsten Punkt des Geländes, was zu Krawallen führte.

Der Wikipedia-Artikel über digitale Geländemodelle enthält auch einige nützliche Hintergrundinformationen und Beispiele, die Sie möglicherweise hilfreich finden.

scw
quelle
1
In diesem Artikel heißt es, dass TINs dreidimensional sind. Ich hatte immer gedacht, dass sie 2,5-dimensional sind, was bedeutet, dass sie keine Volumenkörper, sondern nur Oberflächen modellieren können. Würden Sie sagen, dass DEMs im Allgemeinen 2,5-dimensional sind?
Kirk Kuykendall
@ Kirk Ja, ich stimme zu - sie beziehen sich auf eine "Höhe", die über die Oberfläche variiert, aber keine zwei Messungen bei demselben (x, y) Paar aufweist (z. B. ist eine überhängende Klippe ein Problem in einem DEM). Die Wikipedia-Seite und die USGS-Seite sind in ihren Aussagen ungenau.
scw
31

Nach meiner Erfahrung besteht eine vollständigere Antwort auf diese Frage darin, den Unterschied zwischen einem DEM, einem DTM und einem DSM zu definieren. Ein DTM ist KEIN generischer Name, der sowohl DEMs als auch DSMs abdeckt. Damit...

Ein DEM ist ein Höhenmodell ohne Erde, das nicht von seiner ursprünglichen Datenquelle (z. B. Lidar, Ifsar oder einer autokorrelierten photogrammetrischen Oberfläche) modifiziert wurde und angeblich frei von Vegetation, Gebäuden und anderen Objekten ohne Erde ist.

Ein DSM ist ein Höhenmodell, das die Oberseiten von Gebäuden, Bäumen, Stromleitungen und anderen Objekten umfasst. Im Allgemeinen wird dies als ein Überdachungsmodell angesehen und "sieht" nur den Boden, auf dem sich nichts anderes befindet.

Ein DTM ist quasi ein DEM, das durch andere Elemente wie Bruchkanten und Beobachtungen als die Originaldaten erweitert wurde, um Artefakte zu korrigieren, die nur unter Verwendung der Originaldaten erzeugt wurden. Dies geschieht häufig mit photogrammetrisch abgeleiteten Linien, die in eine DEM-Oberfläche eingefügt werden. Ein Beispiel ist die Hydro-Abflachung, die häufig in Höhenmodellen nach FEMA-Spezifikation auftritt

Übrigens ist ein DEM für die Herstellung eines DTM weitaus günstiger.

WolfOdrade
quelle
Nur eine wählerische Semantik, aber wenn Sie sagen "unverändert von der ursprünglichen Datenquelle", beinhaltet dies nicht das Filtern der nicht geerdeten Rückgaben?
blah238
Erst in den letzten Jahren wurden dem Lidar verwandt. Die usgs schaffen das schon seit vielen Jahren.
Brad Nesom
Richtig - egal, ich habe es von einem LiDAR-Standpunkt aus betrachtet.
blah238
1
Experten auf diesem Gebiet ( bloglidar.wordpress.com/2010/12/06/dem-dsm-dtm ) machen die gleiche Unterscheidung, dass eine "DTM" mehr als ein Oberbegriff für "irgendeine Art von Oberfläche in digitaler Form" ist.
WolfOdrade
1
@ WolfOdrade Dies ist die beste Antwort aufgrund der DTM-Komponente.
Wenn Sie nicht wissen, nur GIS
8

Es ist nicht ungewöhnlich, dass in der LiDAR / Forstliteratur die Akronyme DTM und DEM als Synonyme verwendet werden.

Behrendt (2012; Ziffer 6 auf Seite 15) zufolge gibt es jedoch einen Unterschied zwischen ihnen:

DTM : Bare-Earth-Darstellung mit unregelmäßigen Abständen zwischen Punkten (kein Raster).

DEM : Rasterdarstellung der DTM.

Immer noch nach Beherendt (2012; Absatz 4, auf Seite 15):

DSM als Raster. Dies stellt das erste Echo dar, das der Laser für jeden ausgesendeten Laserimpuls empfangen hat, und stellt die Oberseiten von Gebäuden, Bäumen und anderen Objekten oder den Boden dar, wenn keine Hindernisse vorhanden sind.

Und um dies zu vervollständigen, wird ein CHM (Canopy Height Model) oder ein nDSM (normalisiertes digitales Oberflächenmodell) vom DSM subtrahiert, dh CHM = DSM - DEM.


Referenz:

Behrendt, R. Einführung in LiDAR und Forstwirtschaft, Teil 1: Ein leistungsstarkes neues 3D-Tool für Ressourcenmanager. Die Quelle der Forstwirtschaft, p. 14-15, gesetzt. 2012. Link .

Andre Silva
quelle
7

digitales oberflächenmodell (dsm) - ein oberflächenmodell mit erster reflexion, das neben vegetations- und kulturmerkmalen wie gebäuden und straßen auch höhen natürlicher geländemerkmale enthält.

Digitales Geländemodell (Digital Terrain Model, dtm) - ein Rohmodell, das Höhen von natürlichen Geländemerkmalen wie kahlen Bergkämmen und Flusstälern enthält. Vegetationserhöhungen und kulturelle Besonderheiten wie Gebäude und Straßen werden digital entfernt.

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

Aditya
quelle
4

Meiner Erfahrung nach bezieht sich ein DEM auf ein rasterbasiertes Höhenmodell, das in Programmen wie ArcGIS von ESRI verwendet wird. Ein DTM ist ein vektorbasiertes Höhenmodell, das von Programmen wie Autodesk CivilCad verwendet wird.

Chris
quelle
2
In diesem Zusammenhang sind Raster und / oder Vektor lediglich das Speicherformat oder die Darstellungsmethode und kein definierendes Merkmal. Ein DEM kann als Punkte oder als TIN (Triangular Irregular Network) und ein DTM als nahtlose Rasterfläche dargestellt werden. Downvoter: Bitte nehmen Sie sich die Zeit, um anzugeben, warum eine Antwort Ihrer Meinung nach unangemessen ist, damit Poster die Möglichkeit haben, etwas zu lernen - insbesondere wenn sie neu hier sind.
Matt Wilkie
1
@ Matt Ich bin verwirrt. Wenn die DTM / DEM-Unterscheidung nicht auf dem Format basiert, muss sie von einem Bedeutungsunterschied zwischen den Wörtern "Gelände" und "Höhe" abhängen. Welcher Unterschied wird genau betont, da beide (anscheinend) für "Bare Earth" -Modelle gelten?
whuber
2
@whuber Wir haben für unsere Region entwässerungserzwungene Höhenmodelle aus Konturen, Wasserläufen und anderen Zusatzdaten erstellt. Nach den Definitionen von WolfOracle würde dieses Produkt zu Recht als DTM bezeichnet. In den 12 Jahren, die seitdem vergangen sind, haben wir es in Veröffentlichungen usw. als digitales Höhenmodell bezeichnet, vielleicht fälschlicherweise. Es wurde immer in einem Rasterformat verteilt, aber einige haben es in TIN usw. konvertiert, um in ihrer ursprünglichen Umgebung besser zu funktionieren. Im Allgemeinen weiß ich nicht, dass die Höhenunterscheidung wirklich nützlich ist, ohne dass der Diskussion Definitionen vorangestellt werden.
Matt Wilkie
3
@ Matt Danke. Es scheint, dass @WolfOdrade die Auszeichnung am besten (und besser als der Wikipedia-Artikel) erfasst hat. Dies hilft mir auch, die Antwort von @Chris hier zu würdigen, da Sie dies normalerweise am besten mit einem Vektorformat tun können, wenn Sie Geländefunktionen explizit einbinden. Wenn dieser DTM später in ein Raster konvertiert wird, gibt es keine explizite Darstellung von Flüssen, Graten usw. mehr. Es scheint also tatsächlich eine enge, wenn auch etwas nebulöse Beziehung zwischen dem zugrunde liegenden Format und einem DEM oder einer DTM zu bestehen.
whuber