DSM vs DTM vs DEM：違いと見分け方
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景観の上にシートをかぶせた姿を思い浮かべてください。シートが屋根、樹冠、送電線の上にのっていれば、それがDSMです。すべてを取り除いて裸地にぴったり沿わせれば、それがDTMです。
DSM（digital surface model、数値表層モデル）は、センサーが上空から最初に捉えるものの高さです。屋根、樹冠、駐車中のトラック、あるいは何も立っていない場所の地面が該当します。DTM（digital terrain model、数値地形モデル）は、それらをすべて取り除いた裸地の高さです。DEM（digital elevation model、数値標高モデル）は、どちらにも使える一般的な呼び方です。3つとも、セルごとに1つの高さを持つrastersです。
| DSM | DTM | |
|---|---|---|
| 裸地 | 何も立っていない場所だけ | はい、どこでも |
| 建物と樹木 | はい | いいえ |
| 主な用途 | 通信の見通し、屋根への太陽光、3D都市モデル | 土工、切土と盛土、洪水と排水の調査 |
| 計算式 | DSMからDTMを引く = 建物と樹木の高さ |
3つの言葉を一行で
- DSM、digital surface model：屋根や樹冠を含む、あらゆるものの頂部。
- DTM、digital terrain model：その上に立つものをすべて取り除いた裸地。
- DEM、digital elevation model：一般的な呼び方。多くのカタログでは裸地を指しますが、DSMをこの名前で提供している場合もあるため、ドキュメントを確認してください。
DSMからDTMを引くと、地面の上に立っているものすべての高さになります。この3つ目のrasterはnDSMと呼ばれ、地面の上にあるものが森林の場合は樹冠高モデルと呼ばれます。
| DSM | DTM | |
|---|---|---|
| 家の上 | 屋根 | その下の地面 |
| 森林の上 | 樹冠 | 林床 |
| 道路の上 | 道路 | 道路、同じもの |
| 用途 | 景観、屋根への太陽光、3D | 洪水、傾斜、排水、等高線 |
手元にあるものを見分ける方法
ファイルのラベルが、必ずしも答えとは限りません。確認するポイントは3つです。
- 名前にDTMまたは「bare earth」とある。 それはDTMです。フランスのRGE ALTIやEnvironment AgencyのDTMタイルがその例です。
- 名前にDEMとある。 ドキュメントを確認してください。DEMは一般的な呼び方で、通常はDTMですが、SRTMとCopernicus DEMはどちらも森林上ではDSMのように動作します。
- ドローンや写真から作られた。 それはDSMです。カメラは木の下の地面を見ることができないため、写真測量で得られるのは表層です。一部のパルスが葉の隙間を見つけて地面で反射して戻ってくるため、下まで捉えられるのはLiDARだけです。
DTMはDSMより入手しにくい理由
DSMは、どの測量からも直接得られます。写真測量でもLiDARの飛行でも、必ず1つできあがります。DTMには地面上の点が必要で、木の下の点を記録できるのはLiDARだけです。そのため、カメラだけを載せたドローンで得られるのはDSMで、樹木のある現場のDTMには、LiDARの飛行か地上測量が必要になります。
LiDARを使っても、DTMには余分な手順がかかります。各点が地面かどうかを分類し、建物の下の欠けた部分は補間で埋めるのです。開けた農地では2つのモデルがほぼ一致するため、この手間をかけても得るものはわずかです。森林の下や市街地では、地面を見る唯一の方法になります。
QGISでどれを使うか
- 傾斜、陰影図、等高線、洪水範囲、排水。 DTMを使います。DSMでは屋根の陰影図になり、生け垣の裏側には水がたまってしまいます。
- 見通し、屋根への太陽光、3Dシーン。 DSMを使います。建物や木々を障害物として含めたいからです。
- 建物の高さ、樹木の高さ。 nDSMを使います。Raster Calculatorを開き、2つのlayerを同じグリッドに揃えたうえで
"dsm@1" - "dtm@1"と入力します。その結果をフットプリントlayerに結合すると、各建物に高さが付与されます。TerraLabでQGIS向けに作っているpluginのAI Segmentationは、オルソフォト上にそれらのフットプリントを描画します。建物フットプリントガイドでは、その結合方法を説明しています。
向けに作っているpluginのダウンロード先
ほぼすべての国が独自の標高データを無料で公開しており、作業するスケールでは、国のデータセットが世界規模のデータより優れています。次の5つで、ほとんどの要件をカバーできます。各データセットは2026年9月10日に開いて確認しました。
| Source | Covers | What you get | Resolution |
|---|---|---|---|
| OpenTopography | Worldwide | 生のLiDAR点群と、下記の世界規模のrastersを1か所で取得できます | LiDARが飛行した地域では1 m |
| Copernicus DEM | Worldwide | DSMです。名前が何であれ、森林上では樹冠の位置にあります | 30 m |
| USGS 3DEP | United States | 裸地DEMと、州内で飛行済みの場合はその基となったLiDAR | 1 mから10 m |
| IGN RGE ALTI | France | DTMです。LiDAR HDでは、分類済み点群も併せて公開されています | 1 m |
| DEFRA Data Services | England | DSMとDTMの両方が、別々の複合データとして公開されています | 1 m |
ダウンロードしたタイルをそのままキャンバスにドロップしてください。QGISはGeoTIFFを読み込み、標高は単一バンドに入っているため、準備なしでRaster > Analysis > SlopeとHillshadeを使えます。
よくある質問
DEMはDSMですか、それともDTMですか？
通常はDTMですが、確認してください。USGSは裸地にDEMという名前を使います。SRTMとCopernicus DEMはDEMとラベル付けされていますが、森林上ではDSMのように動作します。
LiDARから得られるのはDSMですか、それともDTMですか？
同じ飛行から両方を作成できます。各パルスの最初の反射でDSMを作ります。葉の隙間を見つけて地面まで届いたパルスは地面反射として分類され、DTMに補間されます。そのためLiDARは樹冠の下を見られますが、カメラには見られません。
建設におけるDTMとは何ですか？
同じ裸地rasterを、既存の敷地レベルとして読み取ったものです。DTMと設計表面の差が、切土と盛土の体積になります。DSMを使うと、木々、仮囲い、現場の仮設小屋まで移動する土として数えてしまいます。
衛星画像からDTMを取得できますか？
いいえ。写真には高さの情報がありません。ほとんどの国では国の標高データセットが無料で利用でき、画像から導出できるものより優れています。
フリーソフトでDSMをDTMに変換できますか？
一部は可能です。ただし、rasterではなく点群に対して行います。無料のCloudCompareのプラグインにあるCloth Simulation Filterや、PDALのフィルタなどの地面フィルタは、点群を上下反転し、仮想の布を落とします。布が触れた点が地面として残ります。開けた土地やなだらかな起伏では、よく機能します。急な土手や崖では苦手で、本物の地面が物体として切り取られてしまうことがあります。また、点が一度も届かなかった地面、たとえば写真測量の点群で密な樹冠の下にある地面は、復元できません。
真のオルソフォトとは何ですか？なぜDSMが必要なのですか？
DTMではなくDSMを使って補正したオルソフォトです。これにより、各屋根が外側に傾かず、フットプリント上に配置されます。DTMでは補正によって地面だけが正しい位置に置かれ、その上に立つものはすべて写真の中心から外側に傾いたままになります。
QGIS AI hubでは、QGIS内でAIにできることとできないことをまとめています。
