ข้อมูลความสูงเชิงดิจิทัล (Digital Elevation Data) เป็นส่วนสำคัญในงานวิเคราะห์เชิงพื้นที่ที่ช่วยสร้างความเข้าใจและการสร้างแบบจำลองพื้นผิวโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Digital Elevation Model (DEM) Digital Terrain Model (DTM) และ Digital Surface Model (DSM) ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับนักวิทยาศาสตร์ วิศวกร และนักวางแผนเชิงพื้นที่ แม้ว่าคำเหล่านี้มักถูกใช้งานแทนกัน แต่ในความเป็นจริงแต่ละประเภทมีความหมายและการใช้งานเฉพาะตัว บทความนี้ ผู้เขียนจะอธิบายถึงนิยาม ความแตกต่าง และการใช้งานของ DEM, DTM, DSM รวมถึงความสำคัญในวิทยาศาสตร์เชิงพื้นที่ ในปัจจุบัน

DEM, DTM และ DSM คืออะไร?

1) Digital Elevation Model (DEM) คือ แบบจำลองความสูงเชิงดิจิทัลที่แสดงระดับความสูงของพื้นดินในสภาพเปลือยเปล่า (Bare Earth) โดยไม่มีการรวมสิ่งปลูกสร้าง ต้นไม้ หรือวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้น ใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานในงานเชิงพื้นที่หลากหลายประเภท ลักษณะเด่น แสดงระดับความสูงของพื้นดินธรรมชาติ เป็นข้อมูล 2.5 มิติ หรือ 3 มิติ ได้มาจากภาพถ่ายดาวเทียม LiDAR หรือการถ่ายภาพทางอากาศ การใช้งาน การสร้างแบบจำลองน้ำท่วมและการไหลของน้ำ การวิเคราะห์พื้นที่เกษตรและป่าไม้ การวางแผนงานธรณีสัณฐานวิทยา

2) Digital Terrain Model (DTM) คือ แบบจำลองความสูงที่เป็นการปรับปรุงจาก DEM โดยเพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะภูมิประเทศ เช่น ความลาดชัน ทิศทางความลาดชัน และลักษณะของแหล่งน้ำ ลักษณะเด่น แสดงรายละเอียดลักษณะภูมิประเทศที่แม่นยำกว่า DEM ได้จากการประมวลผล DEM ด้วยอัลกอริทึมเฉพาะ การใช้งาน การออกแบบโครงสร้างพื้นฐานและงานวิศวกรรมโยธา การวิเคราะห์พื้นที่ที่เสี่ยงต่อดินถล่ม

3) Digital Surface Model (DSM) คือ แบบจำลองที่แสดงระดับความสูงของพื้นผิวโลกและทุกสิ่งที่อยู่ด้านบน เช่น ต้นไม้ สิ่งปลูกสร้าง และโครงสร้างพื้นฐาน โดยแสดงข้อมูลจาก “การสะท้อนกลับครั้งแรก” (First Return) ลักษณะเด่น รวมข้อมูลของพื้นผิวโลกและสิ่งที่อยู่ด้านบน ได้จากการใช้เทคโนโลยี LiDAR หรือเรดาร์ การใช้งาน การประมาณความสูงของสิ่งปลูกสร้าง การวางผังเมืองและการวิเคราะห์เงาของสิ่งปลูกสร้าง

เพิ่มเติม : ไลดาร์ (LiDAR) : เครื่องมือเทวดา สำหรับสแกนหนังหน้าโลก

ความแตกต่าง

วิธีเก็บข้อมูล

1) LiDAR (Light Detection and Ranging) เทคโนโลยี LiDAR ใช้เลเซอร์ในการยิงสัญญาณไปยังพื้นผิวและวัดระยะทางกลับมาเพื่อสร้างข้อมูลความสูง ข้อดี ความแม่นยำสูง สามารถสร้างได้ทั้ง DEM และ DSM ใช้งานได้ดีในพื้นที่ที่มีพืชพรรณหนาแน่น ข้อจำกัด ค่าใช้จ่ายสูง ปริมาณข้อมูลขนาดใหญ่ที่ต้องการพื้นที่จัดเก็บ

2) การวัดภาพถ่าย (Photogrammetry) ใช้ภาพถ่ายที่ซ้อนทับกันเพื่อสร้างข้อมูลความสูง ข้อดี ต้นทุนต่ำกว่า LiDAR เหมาะกับพื้นที่ขนาดใหญ่ ข้อจำกัด

3) Radar Interferometry (InSAR) ใช้สัญญาณเรดาร์ในการสร้างแบบจำลองความสูง โดยมีข้อได้เปรียบในพื้นที่ที่มีเมฆปกคลุม ข้อดี ทำงานได้ในทุกสภาพอากาศ เหมาะกับการสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่ ใช้สำหรับติดตามการเปลี่ยนแปลงของภูมิประเทศ ข้อจำกัด ความแม่นยำปานกลางเมื่อเทียบกับ LiDAR การใช้งานในพื้นที่ที่มีความลาดชันสูงอาจทำได้ยาก

4) ดาวเทียม ข้อมูล DEM ระดับโลกได้มาจากดาวเทียม เช่น ASTER, SRTM และ Sentinel-1 ข้อดี ครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลก ข้อมูลฟรีหรือมีต้นทุนต่ำ ข้อจำกัด ความละเอียดไม่เพียงพอสำหรับการวิเคราะห์รายละเอียด ต้องการการประมวลผลเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มความแม่นยำ

เพิ่มเติม : ธรณีวิทยาโบราณคดี เมืองโบราณอู่ทอง

หลากหลายการเอาไปใช้

1) การวางแผนเมืองและโครงสร้างพื้นฐาน DSM ช่วยในการสร้างแบบจำลองโครงสร้างเมือง DTM ช่วยในการออกแบบถนนและระบบระบายน้ำ

2) การเฝ้าระวังสิ่งแวดล้อม DEM ใช้ในการวิเคราะห์ลุ่มน้ำและการประเมินความเสี่ยงน้ำท่วม DSM ช่วยติดตามสุขภาพของป่าไม้และพื้นที่สีเขียว

3) การจัดการภัยพิบัติ DEM เป็นข้อมูลสำคัญในการทำแผนที่พื้นที่เสี่ยงต่อดินถล่ม DSM ใช้ประเมินความเสียหายหลังเกิดภัยพิบัติ

เพิ่มเติม : ไลดาร์ (LiDAR) X โบราณคดี

DEM, DTM และ DSM เป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยเพิ่มความเข้าใจในลักษณะภูมิประเทศและการจัดการทรัพยากรของโลก ความแตกต่างของข้อมูลเหล่านี้ทำให้สามารถเลือกใช้งานตามวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน และเมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้า ศักยภาพของข้อมูลเหล่านี้จะช่วยสร้างนวัตกรรมในสาขาต่าง ๆ อย่างไม่สิ้นสุด

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth