Origine dei modelli digitali di elevazione (DEMs)
I modelli digitali qui trattati prodotti da dati telerilevati, tuttavia un DEM può essere costruito anche da misurazioni prese direttamente sul terreno (soprattutto per aree piccole) o da interpolazione di curve di livello e punti quotati di mappe (>>> DEM da mappa raster).
Per quanto riguarda i DEMs ottenuti da telerilevamento essi possono derivare da:
- immagini stereoscopiche
- immagini radar (interferometria radar)
- lidar
Da immagini stereoscopiche
Stereoscopia: un oggetto tridimensionale visto da due angolazioni diverse genera due immagini diverse.
Se fotografiamo una stessa porzione di terreno da due punti diversi alla stessa quota otteniamo due immagini non coincidenti. La differenza nella posizione di un punto è proporzionale alla quota che quindi può essere ricavata.
Sono quindi necessarie almeno due immagini di una stessa aree acquisite da angolazioni diverse. Nel caso di foto aeree classiche si possono usare i fotogrammi parzialmente sovrapposti acquisiti lungo la stessa linea di volo. Nelle scansioni satellitari invece non si ottengono fotogrammi ma strisce continue per ogni volo, quindi servono due satelliti accoppiati oppure un satellite in grado di acquisire sia verticalmente che obliquamente.
Un esempio è il dato ASTER GDEM. La banda 3 (vicino infrarosso) del sensore ASTER è doppia:
- 3N (Nadir): acquisizione verticale
- 3B (Backward): acquisizione inclinata di 27,7°
Da interferometria radar
Le acquisizioni radar oltre a misurare la misurare l'intensità del segnale di ritorno (backscatter) registrano anche la fase dell'onda. Da una coppia di immagini radar è possibile generare un interferogramma ovvero un'immagine che rappresenta la differenza di fase la quale dipende (anche) dalla topografia. Dall'interferogramma si può quindi ricavere la quota e costruire il DEM.
I DEMs derivanti da interferometria risentono meno della presenza di nuvolosità ma possono esserci dati alterati o mancanti dove il segnale di ritorno è troppo basso, in particolare dove la superficie è permeabile alle onde radar (zone sabbiose) o troppo liscia (specchi d'acqua).
Un esempio di modello di elevazione da interferometria radar è l'SRTM DEM.
LiDaR (Light Detection and Ranging)
Consiste nell'uso di un laser-scanner posto su aerei o elicotteri e puntato verso il basso per scansire il suolo. In base al tempo di ritorno dell'impuslo laser si determina la distanza della superficie dal veicolo impiegato e conoscendo posizione e altezza di volo di quest'ultimo si calcola posizione e quota dei punti colpiti sulla superficie.
Il dato che si ottiene è una nuvola di punti georiferiti con coordiante e quota (dato vettoriale) da cui per interpolazione si ricava il DEM. Dall'interpolazione si possono escludere i punti che cadono su vegetazione o edifici in modo da ottenere un DTM (approssimato).
I dati lidar hanno generalmente altissima risoluzione ma costi elevati.
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