Mô hình độ cao DEM và các ứng dụng thực tế

Mô hình số độ cao là nền tảng dữ liệu quan trọng, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực quan trngj từ kỹ thuật, kha học cho đến đời sống hàng ngày. Trong bài viết dưới đây, Máy Trắc Địa Sao Việt sẽ cung cấp các thông tin cần biết về mô hình độ cao DEM các ứng dụng thực tế!

Khái niệm mô hình độ cao?

Trong lĩnh vực đo đạc trắc địa, mô hình độ cao số (DEM – Digital Elevation Model) được sử dụng để thể hiện sự thay đổi độ cao của địa hình một cách chi tiết và chính xác nhất. Chúng bao gồm bao gồm các điểm dữ liệu số xác định độ cao tại các vị trí cụ thể, từ đó tạo ra một bức tranh tổng thể về địa hình của một khu vực cụ thể.

Hiểu một cách đơn giản hơn, DEM là bản vẽ 3D của địa hình, thể hiện rõ sự lên xuống của địa hình ở các khu vực nhất định. 

Với sự phát triển của công nghệ, các phương pháp thu thập dữ liệu để tạo ra DEM ngày càng trở nên hiện đại và chính xác hơn, bao gồm việc sử dụng máy bay không người lái (drone), vệ tinh và các công nghệ cảm biến từ xa khác.

Địa hình được thể hiện sinh động, trực quan qua mô hình độ cao DEM

Vai trò của Mô hình số độ cao DEM?

Các mô hình độ cao này không chỉ cung cấp thông tin về độ cao mà còn giúp trong việc phân tích độ dốc, hướng dòng chảy và nhiều yếu tố khác của địa hình. DEM thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau như xây dựng, quân sự, thủy văn và cả trong nghiên cứu khoa học về biến đổi khí hậu và môi trường. 

• Quy hoạch và xây dựng: DEM cung cấp thông tin cơ bản cho việc lập bản đồ địa hình, giúp các nhà quy hoạch và kỹ sư có thể đánh giá chính xác các yếu tố địa lý trước khi thực hiện các dự án xây dựng. Từ đó đảm bảo phù hợp với địa hình khu vực, đảm bảo chất lượng và tuổi thọ công trình.
• Trong lĩnh vực thủy văn, DEM giúp mô phỏng dòng chảy của nước mưa, xác định vùng ngập lụt và lập kế hoạch phòng chống thiên tai. 
• Nhìn nhận và đánh giá các rủi ro về thiên tai thông qua phân tích độ dốc, xác định khu vực nào dễ bị lũ lụt, sạt lở,…
• Nghiên cứu biến đổi khí hậu, bằng cách phân tích sự thay đổi của bề mặt Trái Đất theo thời gian. 
• Trong quân sự, DEM được sử dụng để lập kế hoạch chiến lược, xác định các tuyến đường hành quân và vị trí đặt căn cứ.
• Quản lý tài nguyên thiên nhiên thông qua kế hoạch sử dụng đất, quản lý rừng và hoạt động đánh giá tiềm năng thủy điện.

Phương pháp tạo ra mô hình số độ cao DEM

Mô hình DEM Vector – Lưới các tam giác không đều TIN

• Mô hình TIN (Triangulated Irregular Network) là một dạng mô hình số độ cao sử dụng lưới các tam giác không đều để biểu diễn bề mặt địa hình; bị giới hạn bởi X,Y và Z (độ cao) là 3 điểm đồng nhất về giá trị.
• Các điểm dữ liệu được kết nối với nhau bằng các tam giác, tạo ra một mạng lưới không đều giúp mô tả chính xác các thay đổi đột ngột và chi tiết của địa hình. 
• TIN thường được sử dụng khi cần độ chính xác cao và khả năng biểu diễn các đặc điểm địa hình phức tạp như đỉnh núi, thung lũng, và các đặc điểm nhân tạo như đập và kênh.

Mô hình DEM Raster – Một lưới các ô vuông

• Mô hình DEM Raster là dạng phổ biến nhất, sử dụng lưới các ô vuông (cell) để biểu diễn độ cao của địa hình. 
• Mỗi ô vuông trong lưới có giá trị độ cao riêng, và khi kết hợp lại, chúng tạo ra một bức tranh tổng thể của địa hình. 
• Mô hình Raster dễ dàng xử lý bằng máy tính và phù hợp cho các phân tích không gian quy mô lớn. Tuy nhiên, so với TIN, mô hình Raster có độ chi tiết kém hơn và khó biểu diễn các đặc điểm địa hình phức tạp.

Mô hình số độ cao DEM được thể hiện theo 2 cách là Vector và Raster

Các bước để xây dựng mô hình số độ cao DEM

Để xây dựng mô hình độ cao DEM, các bước cơ bản bao gồm:

Bước 1: Thu thập dữ liệu

• Thu thập dữ liệu độ cao: Sử dụng các thiết bị đo đạc như máy thủy bình, máy định vị GPS RTK, máy toàn đạc điện tử,… cùng các công nghệ như LIDAR, RADAR để thu thập dữ liệu độ cao từ các điểm khác nhau trên bề mặt Trái Đất.
• Phân tích hình ảnh vệ tinh: Trích xuất thông tin độ cao từ các cặp ảnh vệ tinh lập thể thông qua các phần mềm chuyên dụng như; QGIS, ArcGIS, Global Mapper,…

Bước 2: Xử lý dữ liệu

• Dữ liệu thu thập được cần được xử lý để loại bỏ các lỗi và nhiễu, đảm bảo tính chính xác của thông tin.
• Xây dựng bề mặt DEM từ các lưới điểm độ cao bằng các thuật toán nội suy phù hợp

Bước 3: Tạo mô hình độ cao DEM

• Dữ liệu đã xử lý được sử dụng để tạo ra mô hình TIN hoặc Raster, tùy thuộc vào mục đích sử dụng và yêu cầu độ chính xác.

Sử dụng phần mềm chuyên dụng để tạo các bản vẽ, mô hình

Bước 4: Kiểm tra và hiệu chỉnh

• Mô hình được kiểm tra để đảm bảo tính chính xác và hiệu chỉnh nếu cần thiết. Thực hiện đánh giá chất lượng DEM bằng cách sử dụng các chỉ số thống kê.
• Hiển thị mô hình số độ cao DEM dưới dạng đường đồng mức, bản đồ 3D để kiểm tra trực quan.

Mô hình số độ cao DEM có ứng dụng gì?

Mô hình số độ cao DEM có rất nhiều ứng dụng thực tế. 

• Trong quy hoạch đô thị, DEM giúp xác định vị trí lý tưởng (bằng cách tính toán độ dốc, mức độ lồi lõm của địa hình, khối lượng đào đắp san nền,…) cho việc xây dựng các công trình hạ tầng, đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế. 
• Trong nông nghiệp, DEM được sử dụng để lập kế hoạch tưới tiêu và quản lý tài nguyên nước. 
• Trong lĩnh vực môi trường, DEM giúp theo dõi và đánh giá sự thay đổi của địa hình do các yếu tố như xói mòn đất, sạt lở, biến đổi khí hậu và sự tác động của con người.

Mô hình số độ cao DEM có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực

Công ty TNHH Máy Trắc Địa Sao Việt tự hào cung cấp các thiết bị đo đạc trắc địa tiên tiến, hỗ trợ hiệu quả cho việc thu thập và xử lý dữ liệu để tạo ra các mô hình độ cao DEM chính xác. Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để biết thêm chi tiết và nhận được sự hỗ trợ tốt nhất cho các dự án của bạn!

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA SAO VIỆT

• Địa chỉ: Số nhà B20 ngõ 252 Lương Thế Vinh, phường Trung Văn, quận Nam Từ Liêm, TP. Hà Nội
• Hotline: 0912 339 513
• Website: https://maytracdiasaoviet.vn/