Modelli Numerici del Terreno

La variabilità, la morfologia, le caratteristiche peculiari del rilievo sono state per lungo tempo rappresentate sulle carte topografiche con curve di livello, disegni a sfumo, tratteggi, retinature, tutte espressioni grafico-artistiche impiegate per evidenziare in maniera piu’ chiara possibile la forma fisica del suolo.
Il grande apporto che hanno dato i modelli numerici del terreno (DEM digital elevation model o DGM digital ground model) é stato quello di poter rappresentare fedelmente la forma del rilievo, illuminarla  secondo direzioni differenti, secondo azimuth ed altitudine, poter effettuare modelli tridimensionali per analisi paesaggistiche, calcolare la pendenza, l’esposizione, l’energia del rilievo ed altri parametri in maniera semiautomatica e con interessanti risultati.

Pero’ tra il dire ed il fare c’e’ di mezzo il mare... occorre che il DEM sia preciso e corrisponda al meglio alla vera forma del terreno,  le quote  utilizzate per la modellizazione siano esenti da errori, che l’algoritmo di calcolo sia abbastanza ‘robusto’ e prenda in considerazione il maggior numero di parametri possibile per caratterizzare il paesaggio... senza considerare che in fase di elaborazione, differenti programmi utilizzanti lo stesso set di dati, normalmente producono talvolta risultati leggermente differenti.
E questo solo se si tratta di DEM  creati tramite interpolazione software.
Parlando di DEM ottenuti tramite tecniche utilizzanti immagini satellitari stereoscopiche le cose si complicano, in quanto nel processo di calcolo intervengono fattori che influenzano il valore “vero” topografico come la sommità delle abitazioni, la copertura vegetale. Si parla allora piu’ correttamente di DSM, o Digital Surface Model, cioé la superficie di inviluppo che si comporta come una specie di ‘lenzuolo’ che ricopre tutte le forme emergenti dal suolo, non fornendo evidentemente la quota reale riferita al livello del suolo.
Nella figura a lato, in verde, é rappresentato il vero piano topografico (orizzontale), mentre in rosso é rappresentata la superficie di inviluppo, falsante evidentemente la vera quota topografica.

Parlando di terminologia, si incontra anche il termine di DTM o digital terrain model; attualmente non ho ancora trovato una definizione unanime sul senso esatto da applicare a DEM, DSM e DTM. Quest’ultimo corrisponderebbe a tutte quelle superfici che sono derivate dai DEM (o DSM) quali gli hillshade, pendenze, esposizione, curvatura etc.
In funzione del sito che si consulta, si incontrano definizioni spesso anche discordanti. Volendo essere rigorosi, io applico la terminologia descritta in questa pagina e che ho avuto modo di trovare con piu’ frequenza.

Esistono differenti metodi di interpolazione, rimando alla sezione Interpolazione o  3D in Bottassano per vedere come si ottiene un modello TIN (Triangular Irregular Network) a partire da dati come curve di livello e punti quotati. Nelle pagine successive trattero’ dei differenti DEM (meglio dire DSM) che si ottengono tramite tecniche di analisi di immagini satellitari.