DTM to zbiór punktów powierzchni odpowiednio wybranych o współrzędnych X, Y, Z, utworzony jako jej numeryczna reprezentacja, oraz algorytmy umożliwiające odtworzenie jej powierzchni(kształtu) w określonym obszarze. Istnieją dwa typy DTM :
1. TIN
2. GRID
Technologia powstania DTM :
1. Technika tachimetryczna - TOTAL STATION
2. Wektoryzacja analogowych map topograficznych
- mapa analogowa na digitizerze, zdefiniowanie wysokości warstwicy, prowadzenie kursora po linii warstwicy
- skanowanie - poddanie mapy analogowej procesowi digitalizacji cyfrowej poprzez zeskanowanie i zmianę obrazu analogowego na cyfrowy; skanujemy w przedziale 256 poziomów szarości, 8 bitów, 250 - 400 dpi
Pomiar fotogrametryczny:
- w regularnej siatce kwadratów
- dynamiczna rejestracja przekrojów
- linie równych paralaks px (warstwice)
- nieregularna siatka trójkątów
- pomiar pojedynczych punktów wysokościowych w strukturze TIN lub GRID
Tryb fotogrametrycznego pomiaru DTM
- manualny
- semiautomatyczny
- automatyczny
Kompletny DTM zawiera:
- przebieg linii szkieletowych
- linie nieciągłości (granice urwisk i skarp)
- granice wyłączeń obiektów powierzchniowych - stawy, jeziora
- granice wyłączeń obszarów o jednolitym spadku, np. rzek o szerokości > 5m.
- lokalne ekstrema wysokościowe
Dokładność DTM wyrażają parametry metrycznej dokładności natomiast jakość DTM wyrażają kompletność i adekwatność opisu form geomorfologicznych terenu.
Wynikowa dokładność DTM:
mDTM = 0,20 - 0,40 ‰W - teren łatwy
mDTM = 1,00 - 2,00 ‰W - teren trudny
Dokładność wynikowa DTM zależy od:
- błędów danych źródłowych
- wielkości oczka siatki
- charakteru rzeźby terenu
- metody interpolacji
Wynikowy DTM jest w strukturze GRID
Cechy struktury TIN :
- zachowuje związki topologiczne między punktami pomiarowymi
- opisuje i zachowuje w jednakowej strukturze opis morfologicznych form terenowych
- archiwizacja DTM w TIN wymaga większych zbiorów, brak algorytmów automatycznego generowania
Cechy struktury GRID:
- regularna sieć kwadratów lub prostokątów
- powstaje przez interpolację struktury TIN
- większa łatwość modelowania powierzchni
- interpolacja może nastąpić w dowolnym punkcie
- możliwość dowolnego generowania profili
- łatwość obliczeń objętości
- łatwa wizualizacja 3D
- określenie widoczności między punktami
- łatwość tworzenia spadków i ekspozycji
- DTM w strukturze GRID jest najbardziej przydatny do wygenerowania ortofotomapy
- łatwość archiwizacji(siatka punktów tworzy tzw. macierz wysokości)
Interpolacja DTM:
1. Tryb pomiarów manualnych w trybie pomiarów stereofotogrametrycznych
2. Tryb pomiarów semiautomatycznych
3. Tryb pomiarów automatycznych
Metodę automatycznego generowania DTM wykonujemy gdy:
- wykonujemy DTM dla terenów odkrytych ze zdjęć średnio i małoskalowych
- w innych przypadkach warunkowe generowanie automatyczne wspomagane pomiarem manualnym
Zaleca się w pierwszej kolejności generowanie automatyczne a pomiar manualny w ramach uzupełnienia. Możliwość zastosowania operatorów automatycznego generowania DTM wynika z czterech warunków:
1. Musi być wyraźna tekstura powierzchni obiektu
2. Tereny nie mogą być zalesione i zabudowane
3. Różnica orientacji nie może przekraczać 30o
4. Różnice skal zdjęcia lewego i prawego nie mogą przekraczać 25%
Dla pomiaru z automatycznym generowaniem stosujemy metodę matching`u
Kontrola jakości DTM polega na:
- porównaniu przebiegu warstwic wygenerowanych z DTM z warstwicami na analogowej mapie topograficznej
- porównaniu wygenerowanych warstwic z wizualną oceną modelu stereoskopowego terenu
- porównaniu wysokości wyinterpolowanych rzędnych z wysokościami określonymi metodami niwelacji technicznej lub trygonometrycznej
Podczas zajęć dydaktycznych wykonano DTM w trybie pomiarów manualnych , oparty na siatce kwadratów o oczku 25 m