Unterschiede zwischen DEM, DSM und DTM?

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?

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:

• 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.

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.

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.

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 .}

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

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.