Jak stworzyć cyfrowy model terenu
December 23, 2025W branży geoprzestrzennej akronimy takie jak DEM, DSM i DTM są często używane w odniesieniu do danych wysokościowych, ale nie są one zamienne. Numeryczny Model Terenu (DEM) to ogólne określenie rastrowej reprezentacji wartości wysokości, najczęściej odnoszące się do powierzchni Ziemi. Numeryczny Model Powierzchni (DSM) przedstawia górną część powierzchni Ziemi, w tym budynki, roślinność i inne elementy nadziemne. Numeryczny Model Terenu (DTM) przedstawia w szczególności powierzchnię gruntu, z pominięciem struktur i roślinności.
Cyfrowe modele terenu są niezbędne do analiz takich jak modelowanie hydrologiczne, generowanie nachyleń i poziomic, obliczanie robót ziemnych oraz wszelkich procesów, w których wymagane jest dokładne odwzorowanie rzeczywistej powierzchni gruntu. W kolejnych sekcjach omówimy, jak utworzyć model terenu (DTM) w oprogramowaniu Global Mapper®, w tym jak zoptymalizować parametry, wybrać metody siatki i zastosować najlepsze praktyki w modelowaniu opartym na chmurze punktów.
Wygenerowany cyfrowy model terenu wyświetlany w przeglądarce 3D
Tworzenie cyfrowego modelu terenu w Global Mapper
Narzędzie do tworzenia siatki wysokości w aplikacji Global Mapper wykorzystuje dowolne dane wektorowe 3D do generowania rastrowej warstwy wysokościowej z siatką, w tym cyfrowych modeli terenu. Modele DTM można utworzyć w zaledwie kilku krokach: wczytaj dane wysokościowe, otwórz narzędzie „Utwórz siatkę wysokości”, wybierz metodę sortowania i kliknij OK. Po utworzeniu modele terenu można wizualizować, edytować, analizować i eksportować w jednym z wielu obsługiwanych formatów wysokościowych – wszystko w aplikacji Global Mapper.
W praktyce modele DTM są zazwyczaj tworzone z lidaru lub innych źródeł danych 3D poprzez izolowanie pomiarów terenu i interpolację ich do ciągłej powierzchni. Tworząc model DTM z chmury punktów, najlepiej najpierw sklasyfikować teren za pomocą narzędzi klasyfikacji chmur punktów Global Mapper Pro. Proces klasyfikacji terenu , dostępny w narzędziu do analizy chmury punktów , automatycznie identyfikuje i oznacza prawdopodobne punkty naziemne. Podczas generowania siatki wysokościowej można następnie filtrować dane według klasyfikacji, aby wykluczyć punkty nienaziemne, zapewniając, że uzyskana powierzchnia dokładnie odzwierciedla teren.
Wybór właściwej metody siatki
Podczas tworzenia siatki wysokości, okno dialogowe Utwórz siatkę wysokości oferuje wiele metod interpolacji danych wektorowych 3D do ciągłej powierzchni. Dwiema podstawowymi metodami są metoda sieci nieregularnej triangulowanej (TIN) oraz metoda binowania. Zrozumienie działania każdej z metod pomoże Ci wybrać najlepszą opcję dla Twoich danych i celów analitycznych.
Poniższy obraz przedstawia wizualne porównanie siatek wysokości wygenerowanych z tych samych danych przy użyciu różnych metod, przedstawionych wzdłuż wspólnej ścieżki w narzędziu „Profil ścieżki” . W tym przykładzie metoda binowania pozwala uzyskać gładszą powierzchnię niż metoda triangulacyjna. Chociaż oba podejścia są powszechnie stosowane, binowanie jest ogólnie bardziej popularnym wyborem. W branży toczy się debata na temat tego, która metoda oferuje wyższą dokładność, ale odpowiedź w dużej mierze zależy od definicji dokładności i sposobu wykorzystania powstałej powierzchni. Ostatecznie najlepsza metoda to ta, która spełnia potrzeby konkretnego projektu.
Profil ścieżki porównujący wygenerowane siatki wysokości
Metoda TIN
Metoda Triangulated Irregular Network (TIN) doskonale nadaje się dla użytkowników, którzy chcą uzyskać powierzchnię ściśle odpowiadającą punktom kluczowym lub istotnym w danych źródłowych. Dzięki temu podejściu Global Mapper łączy trójwymiarowe obiekty punktowe, w tym wierzchołki linii i obiektów powierzchniowych, w sieć trójkątów. Następnie oprogramowanie interpoluje wartości wysokości na ścianach trójkątów, wykorzystując informacje o wysokościach i nachyleniu obiektów, aby wygenerować siatkową warstwę wysokości, która emuluje powierzchnię TIN. Dodatkowo, Global Mapper może automatycznie oznaczać punkty kluczowe modelu , co pozwala na utworzenie uproszczonej powierzchni, odpowiedniej do procesu TIN. Wektorową powierzchnię TIN można również zapisać, co ułatwia eksport do wybranego oprogramowania CAD.
Proces metody triangulacji: dane źródłowe dotyczące linii warstwicowych, linie warstwicowe z wierzchołkami połączonymi siecią triangulacyjną, sieć triangulacyjna z interpolowaną siatką rastrową, wyjściowa warstwa wysokości w postaci siatki.
Metoda binowania
Global Mapper Pro oferuje kilka wariantów metody binningu, w tym wartość średnią, minimalną i maksymalną. Binning jest szczególnie przydatny w przypadku procesów opartych na chmurze punktów, ponieważ nie opiera się na każdym pojedynczym punkcie podczas generowania siatki wyjściowej. Zamiast tego, punkty reprezentatywne są wybierane na podstawie ich charakterystyki wysokościowej w zdefiniowanych obszarach.
Okno dialogowe tworzenia siatki wysokości od lewej do prawej: Używanie tylko linii 3D lub obiektów obszarowych, Metoda triangulacji wybrana za pomocą chmury punktów, Metoda binowania wybrana za pomocą chmury punktów.
Metoda binningu polega na przestrzennym podziale zbioru danych na przedziały odpowiadające rozdzielczości komórek siatki wyjściowej. Pojedyncza wartość wysokości z każdego przedziału jest następnie używana do reprezentowania odpowiadającej mu komórki w końcowej warstwie siatki. Wybrana wartość zależy od wybranej metody binningu – na przykład metoda Binning Minimum Value wykorzystuje najniższą wysokość w każdym przedziale, co czyni ją szczególnie przydatną do generowania modeli terenu na podstawie danych lidarowych.
Udoskonalanie powierzchni terenu
Po wygenerowaniu powierzchni terenu można zauważyć obszary, które wymagają dodatkowego oczyszczenia lub udoskonalenia – szczególnie tam, gdzie dane z chmury punktów są niekompletne lub niespójne. Akweny wodne, takie jak stawy, jeziora i rzeki, często generują niespójne wyniki, co może wprowadzać szum do siatki wysokości. Gdy model terenu zawiera obszary pokryte wodą, często pomocne jest spłaszczenie tych regionów do jednolitej wartości wysokości.
Można to osiągnąć, tworząc trójwymiarowy obiekt obszarowy, który odpowiada rozmiarowi zbiornika wodnego i uwzględniając go w procesie tworzenia siatki. Włączenie opcji „Użyj obiektów obszarowych/liniowych 3D jako linii nieciągłości” spowoduje „wypalenie” wysokości obiektu w siatce wynikowej, skutecznie spłaszczając różnice wysokości w zdefiniowanym obszarze. To samo podejście można zastosować do dróg, obrysów budynków i dowolnego obszaru, w którym pożądana jest jednolita wysokość. Jeśli po wygenerowaniu siatki konieczne będzie dodatkowe udoskonalenie, narzędzie Malowanie terenu umożliwia ręczną edycję i wygładzenie powierzchni.
Profil ścieżki porównujący chmurę punktów i wygenerowaną siatkę terenu, która wykorzystała linię nieciągłości do spłaszczenia obszaru wodnego, z tą samą siatką w przeglądarce 3D, pokazującą spłaszczony obszar wodny i bardziej kamienisty brzeg.
Dzięki gotowej siatce wysokości możesz rozszerzyć analizę w Global Mapper — tworzyć linie poziomicowe, mapować zlewnie, obliczać objętości i wykonywać szeroki zakres analiz terenowych. Zapoznaj się z dodatkowymi procedurami i wskazówkami na stronie Kolekcji Wideo.
Wypróbuj generowanie cyfrowego modelu terenu w Global Mapper Pro już dziś, korzystając z bezpłatnej 14-dniowej wersji próbnej ! W razie pytań prosimy o kontakt!
Poznaj więcej narzędzi do analizy terenu, jakie oferuje Global Mapper:
