DEM چیست؟ دانلود رایگان DEM برای تمام شهرهای ایران

شاید بارها و بارها با کلمه DEM یا مدل رقومی ارتفاعی زمین یا مدل ارتفاعی رقومی روبرو شده باشید و اولین چیزی که در ذهن شما نقش بسته ارتفاع زمین بوده که در کارهای اجرایی آن را با استفاده از نرم افزار های مختلف مثل متاشیپ ،سیویل تری دی و … استخراج کردید و به کارفرما ارائه دادید.

در این مقاله میخواهیم در مورد این که DEM چیست و نحوه تهیه و ساخت DEM به طور کامل صحبت کنیم . تفاوت DSM و DTM را هم توضیح خواهیم داد.

در پایان دانلود رایگان DEM کل ایران با رزولوشن 30 متر را بصورت فایل زیپ قرار دادیم. همینطور نحوه دانلود DEM رایگان 12.5 متری و نحوه خرید DEM های سازمان نقشه برداری نیز به صورت کامل توضیح دادیم.

قبل از آنکه به سراغ توصیحات اصلی در مورد DEM برویم برای فهم ساده مطالب پیشنهاد میکنیم حتما ویدئو زیبا زیر را مشاهده کنید:

DEM چیست؟

کلمه DEM (Digital Elevation Model) یک مفهوم کلی است که به معنی مدل رقومی ارتفاعی زمین است و همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید، در قالب یک مدل سطح پیوسته ارائه می شود که اطلاعات ارتفاعی زمین را در اختیار ما قرار می دهد.

DEM ها به صورت یک فایل رستری (به صورت پیکسل پیکسلی) در واحد متر می باشند. هر کدام از این پیکسل ها با توجه به رنگ و لژاند رنگی ای که همراه DEM ارائه می شود، میانگین ارتفاعی آن پیکسل را نشان می دهد.

مبنای اندازه گیری این ارتفاع در اکثر مدل های جهانی، سطح آب های آزاد است ولی مدل های رقومی محلی، می توانند سطح مبنای ارتفاعی محلی داشته باشند.

مدل های رقومی ارتفاعی (DEMs) به دو دسته کلی زیر تقسیم می شود:

DTM: Digital Terrain Model

DSM: Digital Surface Model

DSM چیست؟

DSM مدل رقومی سطح منطقه است که تمامی عوارض موجود را برای ما (اعم از طبیعی و مصنوعی) مدلسازی می کند. با این مدل ما می توانیم ارتفاع ساختمان ها ، درختان و … را به صورت مدلسازی شده مشاهده کنیم.

DTM چیست؟

DTM یک مدل رقومی ارتفاعی است که ارتفاع سطح زمین طبیعی را برای ما نمایش می دهد.

با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی می توان تغییرات توپوگرافی سطح زمین را مشاهده نمود و عوارض مصنوعی و ساخت دست انسان در آن قابل مشاهده نیست.

کاربرد های DEM

مدل های رقومی ارتفاعی امروزه کاربرد های بسیاری در حوزه علم نقشه برداری و گرایش های آن دارد. از جمله این کاربرد ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• تولید مدل های سه بعدی مختلف
• ارتو کردن تصاویر هوایی آنالوگ و دیجیتال
• تهیه نقشه های توپوگرافی برای کاربرد های گسترده
• تعیین میزان گسترش سیل
• تاثیر شکل زمین و عوارض روی آن بر نحوه انتشار امواج مختلف
• تعیین میزان حجم مانند خاکبرداری و خاکریزی برای انواع ساخت و ساز
• تعیین شیب منطقه
• تهیه نقشه منحنی میزان ها
• تهیه انواع پروفیل ها
• طبقه بندی زمین برای ورود به بحث های زمین شناسی
• شناسایی و پیش بینی انواع پدیده های طبیعی ژئومورفولوژیکی

نحوه دسترسی به مدل های ارتفاعی به چه صورت است؟

به طور کلی داده های مورد نیاز برای تولید مدل های ارتفاعی را می توان با استفاده از روش های

• برداشت زمینی
• تداخل سنجی راداری
• لایدار
• فتوگرامتری

تهیه و تولید کرد که هر سه محصول (داده های ارتفاعی) یکسانی با دقت های متفاوت تولید می کنند.

منظور از دقت DEM مدل های رقومی ارتفاعی چیست؟

همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید، مدل رقومی ارتفاعی برای هر سطح به صورت پیکسلی ارائه می شود که قدرت تفکیک مکانی ودقت آن به اندازه ابعاد هر پیکسل بستگی دارد.

به عنوان مثال DEM رایگان SRTM 1 arc second ابعاد 30 متری دارد. به این معنا که هر 30 متر ارتفاع منطقه اندازه گیری، میانگین گیری و مشخص شده است.

ساخت DEM به روش برداشت های زمینی

در این روش با انجام برداشت های زمینی و جمع آوری داده های ارتفاعی با استفاده از نرم افزار هایی مانند Civil3D سطحی پیوسته به نقاط برداشتی برازش داده می شود و یک مدل ارتفاعی تولید می گردد.

البته معمولا در نرم افزاری مثل Civil 3D معمولا از روش مثلث بندی دلونی (روش برداری به جای روش پیکسلی) استفاده می شود.

ساخت DEM به روش فتوگرامتری

در این روش با عکسبرداری از سطح یک منطقه و پردازش این تصاویر، یک ابر نقاط بدست می آید که مدل سه بعدی گسسته ای از منطقه در اختیارمان قرار می دهد.

برای تولید سطح یکپارچه از منطقه نیز یک سطح پیوسته بصورت پیکسلی روی این ابر نقاط ایجاد شده و سپس یک مدل رقومی ارتفاعی از منطقه بدست می آوریم که با استفاده از آن می توان مدل رقومی ارتفاعی را برای هر منطقه تولید نمود.

برای اطلاعات بیشتر در این مورد می توانید مقاله ساخت dem با فتوگرامتری را مطالعه کنید.

ساخت DEM به روش تداخل سنجی راداری

با استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری نیز می توان یک مدل رقومی ارتفاعی برای منطقه تهیه و تولید نمود، به این صورت که با استفاده از ماهواره های راداری یکسری تصاویر از سطح زمین اخذ می گردد و با انجام یکسری تکنیک ها مثل ABAS ، میزان اختلاف فاز تصاویر راداری محاسبه می گردد و در نهایت با محاسبه اختلاف ارتفاع ، مدل رقومی ارتفاعی زمین بدست می آید.

ساخت DEM به روش لایدار

می توان گفت تولید DEM به این روش ترکیبی از دو روش بالاست. همانطور که در مقاله (لایدار) به طور کامل توضیح داده شد، داده ها با استفاده از این تکنولوژی به صورت ابر نقاط مختصات دار برداشت می شوند.

سپس با استفاده از یکسری آنالیز ها پارامتر ارتفاعی این داده ها ذخیره شده و سپس با پردازش آنها، یک سطح ارتفاعی پیوسته خواهیم داشت.

برای دسترسی کاربران عمومی به مدل های رقومی ارتفاعی به دو روش می توان عمل نمود:

تهیه DEM های رایگان که اکثرا با استفاده از ماهواره ها جمع آوری می شوند و اکثرا به صورت جهانی یا Global در دسترس کاربران قرار می گیرد.

تولید DEM با انجام پردازش ها که تولید DEM های محلی با روش های اپتیکی، زمینی و لایدار توسط متخصصان رشته نقشه برداری انجام میگیرد.

خرید DEM از سایت سازمان نقشه برداری

در مقاله (خرید نقشه از سازمان نقشه برداری ) نحوه ثبت نام، دانلود و سفارش کلیه محصولات سازمان از جمله مدل رقومی ارتفاعی به طور کامل توضیح داده شد.

برای دانلود DEM از سایت سازمان نیز پس از ثبت نام و ورود به سایت می توانید از دسته “عکس ها و تصاویر” انواع “DEM های پوششی و غیر پوششی ” را انتخاب کنید.

سپس از طریق سامانه رسا به آدرس (iransdi.ncc.gov.ir/layersf/rasa) سایر اطلاعات مربوط به DEM منطقه مورد نظر را (به عنوان مثال همانند ثبت سفارش DEM پوششی به صورت شکل زیر) در مرحله دوم ثبت سفارش سایت سازمان نقشه برداری وارد نمایید.

علاوه بر این در برخی از سایت های خارجی از جمله USGS مدل های رقومی ارتفاعی به صورت رایگان با رزولوشن 5/12، 30 و 90 متری برای مناطق مختلف کره زمین نیز قابل دانلود و دسترسی است.

توجه کنید که DEM های تولیدی برای مناطق خشکی است و ما در سطح آب های آزاد مدل های رقومی ارتفاعی نداریم و ارتفاع متوسط آب های آزاد با روش های مختلف توسط هیدروگرافان قابل اندازه گیری و محاسبه است.

توجه کنید مدل های رقومی که در سایت های داخلی و خارجی قابل دسترسی اند نسبت به مدل های رقومی تولید شده، منطقه بزرگتری را تحت پوشش قرار می دهند ولی دقت آنها کمتر از مدل های تولیدی است.

بهترین مدل های رقومی ارتفاعی که به صورت رایگان در دسترس قرار دارند:

• مدل ارتفاعی SRTM
• مدل ارتفاعی ALOS
• مدل ارتفاعی ASTER

مدل های ارتفاعی بدست آمده از SRTM و ALOS با استفاده از سنجنده های راداری و تداخل سنجی راداری تهیه شده و مدل ASTER با استفاده از داده های اپتیکی تولید شده است. توجه داشته باشید

داده های راداری نسبت به داده های اپتیکی دارای دقت بسیار بالاتری است چون طول موج ماکروویو به کار برده شده در این سنجنده ها بلندتر از نور مرئی است و دقت بهتری دارد.

دانلود ALOS DEM (12.5 متری) به صورت رایگان

داده های سنجنده ALOS شامل مدل های رقومی ارتفاعی با رزولوشن 12.5 متر است که برای اکثر مناطق دنیا از جمله ایران به صورت رایگان قابل دسترسی و دانلود می باشد.

در ویدیو آموزشی زیر نحوه دانلود DEM 12.5 متری رایگان به صورت کامل آموزش داده میشه . برای دسترسی به این مدل های رقومی ارتفاعی ابتدا اکانت کاربری در سایت ناسا به آدرس urs.earthdata.nasa.gov ایجاد کرده و سپس جهت مشاهده داده های ارتفاعی 12.5 متری رایگان به سایت ASF به آدرس search.asf.alaska.edu مراجعه کرده و بقیه مراحل را طبق ویدیو آموزشی زیر انجام دهید.

در ادامه داده های ASTER برای منطقه ایران دانلود شده و در اختیار شما قرار گرفته است.

دانلود ASTER DEM (30 متری) به صورت رایگان

ASTER DEM کشور ایران به صورت 412 عدد فایل رستری با فرمت (tif.) با رزولوشن 30 متر را می توانید از طریق لینک زیر دانلود کنید. برای دانلود فایل هر منطقه می توانید از نقشه زون بندی ایران کمک بگیرید.

توجه کنید هر گرید مربوط به یک فایل DEM منطقه می باشد.

دانلود DEM ایران  با حجم 2.5 گیگ

دانلود فایل PDF نقشه زون بندی ایران

به عنوان مثال اگر بخواهیم DEM ناحیه شمالی شهر تبریز رو دانلود کنیم، با استفاده از فایل زون بندی ایران و اعداد مربوط به هر گرید که در شکل زیر هم مشخص شده است، فایل DEM رو با فرمت مرتبط با آن را دانلود می کنیم.

فایل مربوط به آن با توجه به اعداد راهنمای گوشه نقشه که با رنگ قرمز مشخص شده است، در فایل DEM به فرمت زیر می باشد:

ASTGTM2_N38E046_dem.tif

برخی سوالات متداول:

DEM چیست؟

کلمه DEM (Digital Elevation Model) یک مفهوم کلی است که به معنی مدل رقومی ارتفاعی زمین است و در قالب یک مدل سطح پیوسته ارائه می شود که اطلاعات ارتفاعی زمین را در اختیار ما قرار می دهد.

تفاوت DTM و DSM چیست؟

DTM توپوگرافی سطح زمین واقعی را بدون عوارض طبیعی و مصنوعی نمایش میدهد اما DSM سطح زمین را همراه با عوارض طبیعی و مصنوعی روی آن نشان میدهد.