مدل رقومی ارتفاع یا همان مدل رقومی زمین را میتوان یک نقشه رقومی رستری دانست، که حاوی اطلاعات ارتفاعی تمامی نقاط یک محدوده است. اگر یک DEM از محدوده مورد مطالعه خود در اختیار داشته باشید، در نرم افزار ArcGIS روی هر نقطه ای کلیک کنید، ارتفاع آن نقطه را خواهید دید. البته مشابه همین موضوع نیز میتواند برای داده های دیگر وجود داشته باشد. برای مثال یک فایل رستر داشته باشید که هر پیکسل از آن نشان دهنده میزان بارندگی باشد. برای مدلهایی که فقط حاوی داده های مربوط به ارتفاع اند، اصطلاح مدل رقومی ارتفاع ( Digital Elevation Model ) بهتر است. مدل رقومی ارتفاع ( DEM ) دارای کاربردهای مختلفی در علوم مرتبط با داده های مکانی است که در این مقاله به برخی از آنها اشاره خواهیم نمود.
تفاوت مدل رقومی ارتفاع (DEM) با DSM و DTM
هنگامی که با استفاده از روش‌های مختلف برداشت اطلاعات مکانی در فتوگرامتری، مانند لیدار، نقاط ارتفاعی سطح عوارض را برداشت می‌کنیم، در جاهایی که عوارض ساخت بشر مانند ساختمانها و پل‌ها وجود دارند، ارتفاع سطح بالایی آنها برداشت میشود و ارتفاع کف زمین در آن مناطق مشخص نیست.
اگر داده‌ای داشته باشیم که سطح اجسام روی زمین را نیز نشان دهد، به آن DSM یا همان Digital Surface Model می گوییم.
بعضی اوقات نیاز داریم که فقط ارتفاع سطح زمین را داشته باشیم. درواقع در نقاطی که سازه‌های مصنوعی داریم برآوردی از ارتفاع را که متناسب با داده‌های روی زمین است جایگزین می‌کنیم. در اینحالت داده خود را DEM یا بعبارت دیگر Digital Elevation Model می‌نامیم.
عبارت DTM یا Digital Terrain Model در برخی مستندات هم‌معنی DEM آورده شده است. اما در برخی از کشورها هم DTM را با معنای متفاوتی بیان می‌کنند. اگر DTM را با معنای متفاوتی بیان کنند، منظورشان مجموعه‌ای از داده‌های برداری مانند نقاط ارتفاعی، منحنی‌میزان و خط الراس یا خط القعر میباشد که مجموعاً نمایانگر اطلاعات پستی و بلندی زمین میباشد. و اگر به معنای DEM باشد صرفاً یک داده رستری است که نمایانگر ارتفاع در هر نقطه است.
دانلود مدل رقومی ارتفاع (DEM) برای ایران
ناگفته نماند که در اکثر آنالیزهای مکانی از DEM و مشتقات آن در مقیاسهای مختلف استفاده میگردد. DEM ایران در مقیاس های مختلفی ارائه شده است و بسیاری از افراد برای انجام پروژه های خود اقدام به ایجاد مدل رقومی ارتفاع مینمایند. اما برای کسانی که دقت های نزدیک به 30 متر پاسخگوی نیازشان میباشد، داده های مناسبی وجود دارد. یکی از مقالات ما نیز به همین موضوع اختصاص داده شده است. شما میتوانید برای دانلود مدل رقومی ارتفاعی ایران در مقیاسهای مختلف، از لینک زیر استفاده نمائید.
1- تهیه نقشه شیب
یکی از کاربردهای DEM تولید نقشه شیب است. شیب برای هریک از سلولها (در مدل رستری) و مثلث های کوچک (در مدل برداری) ، براساس ارتفاع نقاط و فاصله آنها برحسب درجه ویا درصد محاسبه میشود. بطوری که ارزش هر سلول یا مثلث در نقشه شیب، معادل شیب متوسط آن در جهات مختلف خواهد بود. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه میتوانید مقاله نحوه ساخت نقشه شیب و جهت شیب را مطالعه نمایید.
2- تهیه نقشه جهت شیب
جهت به مفهوم آزیموت خط بزرگترین شیب هر سلول یا واحد کوچک مثلثی مدل رقومی ارتفاع است. دامنه ارزش ها در نقشه جهت بین صفر تا 360 درجه است. این نقشه ها را میتوان به طبقات چهار یا هشت گانه طبقه بندی نمود.
3- نقشه هیپسومتری
نقشه هیپسومتری یا طبقات ارتفاعی میتواند از روی DEM تولید شود. درواقع یک نقشه هیپسومتری نقشه ای است که در آن ارتفاعات موجود در یک منطقه به چند کلاس طبقه بندی شده باشند.
تعداد طبقات ارتفاع از سطح دریا و نوسان این طبقات نیز بستگی به شرایط زیر دارند:
– هدف بررسی ارتفاعات
– وضعیت ژئومورفولوژی و شکل حوزه آبخیز
– نوع کاربری های مورد انتظار برای ارزیابی و برنامه ریزی سرزمین
– مقیاس نقشه
– میزان همبستگی جامعه های گیاهی با ارتفاع از سطح دریا
4- تهیه نقشه واحدهای شکل زمین
شکل زمین که نمایش دهنده واحدهای همگن است، به کمک نقشه های شیب، جهت و ارتفاع به دست آمده و شامل واحدهای طبیعی زمین است و هر واحد یا بخش از زمین، شکل سه بعدی منحصر به خود را دارد.
از این نقشه میتوان برای تفکیک واحدهای فیزیوگرافی و تهیه نقشه توزیع خاکها در یک ناحیه استفاده نمود. همچنین این نقشه در شناسایی منابع اکولوژیکی و ارزیابی توان اکولوژیکی کاربرد دارد.
5- تهیه نقشه سایه روشن با استفاده از مدل رقومی ارتفاع
نقشه سایه روشن یا همان Hill Shade نشان دهنده پستی و بلندی های زمین است که از شبیه سازی موقعیت ارتفاع و آزیموت خورشید، به دست آمده است. به عنوان مثال در شکل زیر نمایشی از موقعیت خورشید را مشاهده میکنید که در آن ارتفاع خورشید 30 درجه و آزیموت آن 315 درجه را نشان می دهد. نتیجه این ارتفاع و آزیموت بصورت ایجاد روشنایی در بخشهای شمال غربی میگردد.
6- مدلهای هیدرولوژیکی
میتوان متغیرهای موردنیاز برای مدلسازی هیدرولوژیکی، مانند جهت جریان و تراکم جریان را با استفاده از DEM تهیه نمود.
7- تهیه نقشه حوزه و زیرحوزه های آبخیز
تعیین و تکلیف حوزه ها با استفاده از DEM منطقه به راحتی امکان پذیر است. در اینحالت باتوجه به جریان و زهکش حوزه میتوان اقدام به استخراج زیرحوزه ها نمود.
8- ترسیم میدان دید
به کمک DEM میدان دید یا همان View Point یا Viewshed را نیز میتوان مشخص نمود. این عمل برای مکانیابی دکل های مخابراتی، پست های دیدبانی و … میتواند مفید باشد. به عنوان مثال اگر از بالای قله دماوند به حوضه آبریز تهران بنگریم، مناطق قابل رویت بصورت زیر خواهند بود.
9- تعیین خط دید
خط دید یا بعبارتی Line Site را میتوان با استفاده از DEM منطقه تهیه نمود. این خط درواقع خط بین مشاهده کننده و هدف است و مناطقی را که در این مسیر قابل رؤیت اند نشان میدهد.
10- تعیین حجم خاکبرداری و خاکریزی
به کمک مدل رقومی ارتفاع میتوان میزان خاکبرداری و خاکریزی را نسبت به یک سطح معین محاسبه نمود. همچنین میتوان تغییرات ارتفاعی ایجاد شده در دو زمان مختلف را برای یک منطقه بصورت یک لایه رستری نمایش داد.
