Höjdmodeller

En höjdmodell är en numerisk presentation av jordytans former som innehåller en mängd höjdpunkter som beskriver ytans former. Typiskt lagras höjdmodellen i datasystemet antingen som ett regelbundet rutnät (grid) eller oregelbundet triangelnät (TIN). När man talar om höjdmodeller stöter man ofta även på termerna terrängmodell och ytmodell.

Med terrängmodell avses en modell som beskriver jordytan och som innehåller förutom höjduppgiften även annan information om exempelvis marktäcket och sluttningars lutning och riktning. Terrängmodellens viktigaste element är höjdmodellen.

Ytmodellen är en term som tagits i bruk i och med laserskanning och som beskriver den högsta ytan i terrängen. Således innehåller ytmodellen jordytans höjder endast på öppen mark, men på andra områden följer ytan exempelvis skogens trädkronor och byggnaders tak.

Höjdmodellen är en innovation som har befriat insamlingen och lagringen av höjduppgifter från den traditionella kartografins principer. Innan användningen av höjdmodeller bredde ut sig var riksomfattande höjduppgifter lagrade i presentationerna av höjdkurvor på papperskartor och på de tryckplåtar som användes vid framställningen av kartor. Presentationen av höjdkurvor är fortfarande ett användbart sätt att visualisera ytformer, men med tanke på lagringen av uppgifter har höjdkurvorna två brister:

  1. Kurvorna är ett diskontinuerligt visualiseringssätt där man inte får någon information om ytformerna mellan kurvorna.
  2. Kurvorna måste skapas utifrån visualiseringens villkor, varvid jordytans former presenteras enligt reglerna för en kartografisk generalisering. I denna process raderas en del av ytformerna och en del överbetonas avsiktligt.

Nuförtiden är en omfattande lagring och visuell presentation av höjduppgifter verkligen skilda saker för första gången i lantmäteriets historia, eftersom laserskanning blivit allt vanligare som en kostnadseffektiv produktionsmetod för höjdmodeller.

 

Bild 1. Isrand som en glaciärflod bildat och strandformationer vid dess sluttningar vid Första Salpausselkä i Lojo, återgiven på Lantmäteriverkets a) terrängkarta, b) HM25-höjdmodell och c) HM2-höjdmodell.

Bild 2. Formationer som strömmande vatten orsakat på en lerslätt i Sjundeå, återgivna på Lantmäteriverkets a) terrängkarta, b) HM25-höjdmodell och c) HM2-höjdmodell.

Användning

Höjdmodeller anses allmänt taget vara mycket betydande geodatalager först och främst på grund av deras mångsidiga användbarhet. De används bland annat för ortokorrigering av flygbilder, kartografiska presentationer, 3D-visualiseringar, geomorfologiska, biogeografiska, hydrologiska och hydrauliska analyser och modeller, planering av vattenvård, analys av landskapsdynamik, undersökningar av klimat och klimateffekter, geologiska tillämpningar, tillämpningar inom jord- och skogsbruk, paleogeografiska och arkeologiska kartläggningar, som stöd för planering vid exempelvis synlighetsanalyser av terrängen, planering av vägar och dammar, beräkning av massor, automatisk avgränsning av avrinningsområden, översvämningsriskanalyser, planering av telekommunikationsnät och geofysisk modellering.

De höjdmodeller som finns tillgängliga i Finland är HM2 (2 meters rutnät) som bygger på laserskanning och HM10 (10 meters rutnät) som bygger på Terrängdatabasens höjdkurvor och andra objekt som innehåller höjduppgifter, vilka framställts av Lantmäteriverket. Den nya generationens riksomfattande höjdmodeller framställs huvudsakligen genom att använda laserskanning, men höjdmodeller härledda ur kartmaterial kommer också att användas parallellt långt in i framtiden. Kvaliteten och utförligheten på höjdmodeller som bygger på laserskanning är utmärkt jämfört med förra generationens höjdmodeller.

 

Bild 3. Randmoräner i Siikala, Högfors, återgivna på Lantmäteriverkets (a) terrängkarta, (b) HM25-höjdmodell och (c) HM2-höjdmodell.

Bild 4. Keihässuo i Loppis, återgiven på Lantmäteriverkets (a) terrängkarta, (b) HM25-höjdmodell och (c) HM2-höjdmodell. Ringstrukturer bestående av höljor och strängar typiska för högmossar syns endast i den mest exakta höjdmodellen (c) som bygger på laserskanning.

Ordlista

höjdmodell (Digital Elevation Model, DEM)
triangelnätverk (TIN)
terrängmodell (Digital Terrain Model, DTM)
ytmodell (Digital Surface Model, DSM)
ortokorrigering – Vid ortokorrigering av flygbilder omvandlas bilden i centralprojektionen till kartprojektionen så att den lokala skalvariation som orsakas av terrängens ytformer och bildens lutningsvinklar raderas.
geomorfologi – Läran om jordytans formers uppkomst och utveckling.

Länkar

Fel i höjdmodeller och ackumulation av fel i terränganalys
Lantmäteriverkets höjdmodell 2 m (HM2)
Lantmäteriverkets höjdmodell 10 m (HM10)
Globala ETOPO1 som omfattar jordytan och havsbotten
Globala ASTER GDEM Version 2