Цифровая Модель Рельефа (ЦМР), или Digital Elevation Model (DEM), — это трехмерное цифровое представление поверхности Земли без учета объектов, расположенных на ней (таких как здания, деревья, мосты и т.д.). Она описывает только естественный рельеф.
Когда в модель включаются все объекты на поверхности (здания, растительность), она называется Цифровой Моделью Местности (ЦММ), или Digital Surface Model (DSM).
Технологии Построения ЦМР с БПЛА
Для создания высокоточной ЦМР с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) применяются два основных метода:
1. Фотограмметрия (Съемка с камеры)
Это наиболее распространенный и экономичный метод.
- Сбор данных: БПЛА выполняет аэрофотосъемку участка с высоким перекрытием кадров (обычно 70-80% продольного и 60% поперечного).
- Обработка: Специализированное программное обеспечение (например, Agisoft Metashape, Pix4D) использует алгоритмы фотограмметрии для:
- Поиска общих точек на соседних снимках.
- Создания плотного облака точек, которое включает все объекты на поверхности (здания, растительность) — это дает ЦММ.
- Фильтрации: На финальном этапе облако точек очищается от наземных объектов (зданий и деревьев), чтобы осталась только модель голой земли — это и есть ЦМР.
- Выходные данные: Растровый файл, где значение каждого пикселя соответствует абсолютной высоте над уровнем моря.
2. Воздушное Лазерное Сканирование (Лидар — LiDAR)
Этот метод более сложный и дорогой, но дает наиболее точную ЦМР, особенно в лесистой местности.
- Сбор данных: БПЛА оснащается лазерным сканером (Лидаром). Сканер излучает миллионы лазерных импульсов, которые проникают сквозь листву и отражаются от поверхности земли.
- Преимущество: Лазерные импульсы позволяют получить множество точек, отраженных именно от земли, даже под плотным растительным покровом. Это значительно упрощает и повышает точность фильтрации и выделения истинного рельефа.
- Выходные данные: Плотное облако точек, которое можно легко разделить на точки рельефа и объекты.
Применение ЦМР
Точные цифровые модели рельефа являются фундаментом для множества инженерных, строительных и аналитических задач:
- Проектирование: Прокладка дорог, трубопроводов, линий электропередач с учетом уклонов и профилей местности.
- Землеустройство и Кадастр: Точное определение границ земельных участков, расчет объемов земляных работ (выемка/насыпь).
- Гидрология: Моделирование стока воды, прогнозирование паводков и затоплений.
- Геология и Геологоразведка: Анализ геологических структур, изучение склоновых процессов (оползней).
- Моделирование: Создание основы для систем 3D-визуализации и симуляции.