I. Giới thiệu chung
Khác với các đơn vị sử dụng đất, phân loại đất và địa chất, độ cao địa hình có xu hướng biến đổi liên tục nên không thể biểu diễn chúng bằng bản đồ chuyên dụng thông thường. Tất nhiên trong địa hình tồn tại những vùng thay đổi độ cao đột ngột như vực sâu, khe núi nhưng phần lớn chỉ là sự thay đổi cục bộ.
Thông thường thì sự thay đổi độ cao địa hình được thể hiện bằng một loạt đường đồng mức mà các điểm trên một đường đồng mức có cùng một giá trị độ cao. Các đường này là các đường cong kép kín mà trong GIS người ta gọi là các polygons. Bằng phương pháp này thì yếu tố địa hình cũng được thể hiện và lưu trữ trong GIS như trong các bản đồ chuyên dùng khác. Tuy vậy phương pháp biểu thị đó chưa phải là tối ưu khi sử dụng phương pháp số để phân tích và để mô hình hóa. Người ta cần một phương pháp tốt hơn đẻ hiển thị và phân tích loại dữ liệu thay đổi liên tục (tương tự như số đo độ cao địa hình) và phương pháp đó là mô hình số độ cao.
Bất kỳ sự biểu thị bằng số sự thay đổi liên tục của độ cao trong không gian đều được gọi là mô hình số độ cao (Digital Elevation Model, DEM). Nó có thể là độ cao tuyệt đối của các điểm trên bề mặt quả đất, độ cao của các tầng đất, hoặc của mực nước ngầm. DEM còn nhiều tên gọi khác trong tiếng Anh như là Digital Terrain Model (DTM), Digital Terrain Data (TDD) và Digital Terrain Elevation Data (DTED). Ngoài ứng dụng để biểu thị địa hình, DEM còn có thể được ứng dụng để thể hiện sự thay đổi liên tục trong khoảng không hai chiều của bất kỳ thông số môi trường khác nào.
Sự cần thiết của DEM, mô hình số độ cao có vô vàn ứng dụng trong thực tiễn, đặc biệt phổ biến là những ứng dụng sau:
1.Lưu trữ dữ liệu bản đồ số địa hình trong các cơ sở dữ liệu (CSDL) quốc gia.
2.Giải quyết tính toán đào lắp đất trong thiết kế đường và các dự án kỹ thuật công chánh khác.
3.Biểu thị ba chiều trực quan điều kiện địa hình có mục đích quân sự (thiết kế hệ thống đạn đạo, huấn luyện phi công) và cho mục đích thiết kế và quy hoạch cảnh quan (kiến trúc cảnh quan)
4.Phân tích tầm quan sát xuyên địa hình (tương tự dùng cho mục đích quân sự và thiết kế cảnh quan)
5.Thiết kế xác định vị trí cho đường giao thông và cho đập nước.
6.Phân tích thống kê và so sánh các loại địa hình
7.Tính toán và thành lập bản đồ độ dốc, bản đồ hướng dốc, bản đồ hình dạng mái dốc để từ đó thành lập ảnh địa hình trực quan có hình bóng (ứng dụng trong nghiên cứu tầng địa chất hay dự báo khả năng xói mòn đất và dòng chảy mặt)
8.Sử dụng làm bản đồ nền hay bản đồ tích hợp với các bản đồ chuyên dụng như bản đồ loại đất, loại sử dụng đất hay thảm thực vật.
9.Sử dụng như là dữ liệu vào cho các mô hình mô phỏng cảnh quan và các quá trình tự nhiên liên quan đến cảnh quan môi trường.
10.Khi thay thế độ cao bằng một trong các thông số thuộc tính khác thì DEM có thể biểu thị trực quan dạng mặt cong cho vấn đề quãng thời gian hành trình, giá thành, dân số, mức độ ô nhiễm....
