Risoluzione e accuratezza non sono la stessa cosa

Quando si confrontano due DEM, il primo parametro che viene normalmente considerato è la risoluzione. Un modello con celle di 30 metri contiene una griglia più fitta rispetto a un modello con celle di 90 metri e permette quindi di rappresentare variazioni del terreno su una scala più dettagliata.

La risoluzione, tuttavia, non coincide con l'accuratezza. La dimensione della cella indica la scala spaziale del modello, mentre l'accuratezza descrive quanto i valori altimetrici rappresentati siano vicini alla realtà. Un DEM a 30 metri non è quindi automaticamente più accurato di uno a 90 metri.

Anche la tecnica utilizzata per acquisire i dati, la morfologia del territorio, la vegetazione e la qualità delle elaborazioni possono influire sul risultato. Per questo motivo la scelta del DEM deve considerare l'utilizzo finale e non soltanto il numero di metri associato alla risoluzione.

SRTM

SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) è uno dei dataset altimetrici globali più conosciuti e utilizzati. I dati sono stati acquisiti nel 2000 mediante radar e sono disponibili, tra gli altri prodotti, con risoluzione di circa 30 metri e 90 metri.

Uno dei principali vantaggi di SRTM è la disponibilità globale e l'ampia diffusione del formato e dei dati derivati. Per questo motivo è una scelta molto pratica per attività outdoor, analisi di tracce GPS e applicazioni nelle quali non è necessario disporre di un modello altimetrico ad altissima risoluzione.

SRTM costituisce inoltre una soluzione particolarmente comoda in OkMap, che può utilizzare i dati SRTM per profili altimetrici, statistiche delle tracce, pendenze, analisi di visibilità e visualizzazioni tridimensionali.

Copernicus DEM

Il Copernicus DEM è un modello altimetrico globale disponibile principalmente nelle versioni GLO-30 e GLO-90, rispettivamente con risoluzione di circa 30 e 90 metri.

Copernicus DEM deriva da un insieme di dati radar e di altre informazioni altimetriche elaborate per ottenere un modello globale coerente. La versione GLO-30 offre una griglia più dettagliata rispetto a GLO-90, ma la scelta tra le due versioni deve comunque essere effettuata in funzione dell'area e dell'analisi prevista.

Un aspetto importante è che il termine DEM non implica necessariamente un modello del solo terreno nudo. Alcuni prodotti altimetrici rappresentano una superficie che può includere elementi presenti sopra il terreno, come vegetazione e costruzioni. È quindi opportuno verificare sempre le caratteristiche del dataset prima di utilizzarlo per analisi che richiedono una precisa appresentazione del terreno.

ASTER GDEM

ASTER GDEM è un altro modello globale ottenuto mediante dati stereoscopici acquisiti dal sensore ASTER a bordo del satellite Terra. La versione 3 del dataset è disponibile con una risoluzione di circa 30 metri e copre le terre emerse comprese approssimativamente tra 83°N e 83°S.

ASTER può rappresentare un'alternativa a SRTM e ad altri dataset globali quando è necessario disporre di una fonte altimetrica differente. Tuttavia, la presenza di artefatti e anomalie locali può rendere opportuno verificare la qualità dei dati nell'area di interesse prima di utilizzarli per analisi dettagliate.

DEM ottenuti da rilievi LIDAR

I dati LIDAR vengono acquisiti mediante sensori laser e possono fornire una densità di punti molto superiore rispetto ai comuni modelli globali. Da queste nuvole di punti possono essere derivati modelli altimetrici ad alta risoluzione.

Il principale vantaggio dei dataset LIDAR è la possibilità di ottenere modelli molto dettagliati e, quando disponibili prodotti specifici, modelli del terreno nudo con elevata accuratezza. Sono quindi particolarmente indicati per analisi locali nelle quali è importante rappresentare anche piccole variazioni della superficie.

Il limite principale è la copertura. I dati LIDAR vengono normalmente acquisiti per aree specifiche e non costituiscono un unico dataset globale omogeneo paragonabile a SRTM o Copernicus DEM.

Quale DEM scegliere?

Non esiste un unico DEM migliore in assoluto. La scelta dipende soprattutto dall'area geografica e dall'utilizzo previsto.

  • SRTM è una scelta semplice e pratica per molte attività outdoor, grazie alla copertura globale e alla grande disponibilità dei dati.
  • Copernicus DEM è una valida alternativa globale quando si desidera utilizzare un dataset più recente e disponibile nelle versioni GLO-30 e GLO-90.
  • ASTER GDEM può essere utilizzato come fonte alternativa per le aree coperte, soprattutto quando si vuole confrontare il risultato con un dataset ottenuto da una tecnica differente.
  • LIDAR è preferibile quando è disponibile per l'area interessata e sono necessarie elevata risoluzione e accuratezza locale.

Per l'utilizzo diretto in OkMap è però importante considerare anche il formato dei dati. OkMap gestisce direttamente i dati SRTM e i modelli altimetrici disponibili in formato GeoTIFF o ASCII Grid. Un dataset come Copernicus DEM o ASTER può quindi essere utilizzato in OkMap quando è disponibile o convertito in uno dei formati supportati dal software.

Per attività come escursionismo, ciclismo e analisi di tracce GPS, SRTM rappresenta spesso un buon compromesso tra copertura, dettaglio e quantità di dati da elaborare. Quando sono disponibili DEM locali più dettagliati in formato GeoTIFF o ASCII Grid, questi possono invece essere utilizzati per migliorare la qualità delle elaborazioni nelle aree di interesse. La possibilità di gestire la priorità tra SRTM e i DEM locali consente inoltre di combinare fonti con caratteristiche differenti.

Il DEM più dettagliato non è sempre il più utile

Un modello con risoluzione più elevata produce una griglia più dettagliata, ma questo non significa necessariamente che sia la scelta migliore per ogni elaborazione.

Per una lunga traccia GPS, ad esempio, utilizzare un DEM molto dettagliato può comportare una quantità di dati e tempi di elaborazione maggiori senza produrre un miglioramento significativo del risultato finale. Per un'analisi locale del terreno, al contrario, la maggiore risoluzione può essere determinante.

È quindi preferibile scegliere il DEM in funzione della scala dell'analisi: un dataset globale e relativamente leggero per le elaborazioni su grandi aree, oppure un modello ad alta risoluzione quando l'area di interesse è limitata e sono importanti i dettagli della morfologia.

Utilizzare diversi DEM per confrontare i risultati

Quando l'accuratezza dell'analisi è importante, può essere utile confrontare i risultati ottenuti con dataset differenti. Differenze nei profili altimetrici, nelle pendenze o nelle quote calcolate possono evidenziare zone nelle quali il modello presenta caratteristiche differenti o nelle quali la risoluzione disponibile non è sufficiente.

Un confronto di questo tipo è particolarmente utile nelle aree montuose, dove variazioni del terreno su piccola scala possono essere rappresentate in modo diverso dai vari modelli.

Utilizzare i DEM con OkMap

OkMap supporta i dati altimetrici nei formati SRTM, GeoTIFF e ASCII Grid. I file DEM disponibili localmente vengono individuati automaticamente all'avvio del programma, mentre per i dati SRTM OkMap può scaricare automaticamente i file necessari a coprire l'area della mappa.

Quando sono disponibili più fonti altimetriche per la stessa area, OkMap consente inoltre di stabilire la priorità tra i dati SRTM e quelli presenti nei file GeoTIFF o ASCII Grid. In questo modo è possibile utilizzare contemporaneamente dataset con caratteristiche differenti, scegliendo di volta in volta la fonte più adatta alla zona considerata.

Questa possibilità è particolarmente utile quando un DEM locale contiene informazioni molto dettagliate solo in alcune aree. Ad esempio, un file GeoTIFF può contenere dati di batimetria con elevata risoluzione nelle zone marine o costiere, ma avere una copertura limitata o una risoluzione inferiore nelle aree terrestri. SRTM può invece fornire una copertura terrestre più uniforme. Gestendo opportunamente la priorità, OkMap può utilizzare il DEM locale dove disponibile e ricorrere a SRTM nelle altre zone.

La scelta della fonte altimetrica non dipende quindi soltanto dalla risoluzione del singolo dataset, ma anche dalla sua copertura e dalla possibilità di combinarlo con altre fonti per ottenere il risultato più adatto all'area analizzata.