Цифровая модель рельефа и цифровая модель местности: различия и применение

В проектах по недропользованию термины ЦМР и ЦММ часто используют рядом, а иногда — как обозначение практически одного и того же результата. Но состав этих моделей и задачи, для которых они нужны, различаются.

Если заказчику требуется анализировать отметки, уклоны и форму земной поверхности, основной результат — цифровая модель рельефа. Если кроме рельефа необходимо учитывать дороги, здания, сооружения и другие объекты с их характеристиками, речь идет о цифровой модели местности.

От этого выбора зависят исходные данные, технология обработки и состав материалов, которые предприятие получает на выходе.

По ГОСТ Р 70955-2023 цифровая модель рельефа — это набор данных с пространственными координатами множества точек земной поверхности в заданной системе отсчета.

ЦМР описывает форму самой земной поверхности: высотные отметки, уклоны, бровки, впадины и другие элементы рельефа. Здания, деревья, оборудование и прочие объекты над поверхностью земли не должны подменять в такой модели отметки рельефа.

На карьерах, месторождениях и промышленных площадках ЦМР может использоваться для построения профилей, анализа уклонов и водосборов, подготовки расчетных поверхностей и сопоставления состояния территории в разные периоды.

Цифровая модель местности — более широкое понятие. По ГОСТ Р 70955-2023 ЦММ содержит пространственные координаты точек земной поверхности и объектов местности, а также характеристики этих объектов.

В состав модели могут входить рельеф, дороги, здания и сооружения, гидрография, растительность, элементы инженерной и производственной инфраструктуры. Конкретное содержание зависит от назначения модели и технического задания.

При этом ЦММ не следует автоматически приравнивать к цифровой модели поверхности — ЦМП. ЦМП описывает поверхность земли и/или расположенных на ней объектов. ЦММ содержит более широкий набор пространственных сведений об объектах местности и их характеристиках.

На практике различие можно представить так:

Цифровая модель рельефа описывает земную поверхность, а цифровая модель местности дополнительно содержит сведения об объектах на территории и их характеристиках. Цифровая модель поверхности учитывает поверхность земли и расположенных на ней объектов — например, зданий или растительности.

Схематическое сравнение цифровой модели рельефа (ЦМР), цифровой модели поверхности (ЦМП) и цифровой модели местности (ЦММ)

Состав ЦММ определяется задачей конкретного проекта, но условно модель можно представить как несколько взаимосвязанных компонентов.

Координатная основа
система координат • система высот

Цифровая модель рельефа
земная поверхность • отметки • формы рельефа

Объекты местности
здания • дороги • сооружения • гидрография • растительность

Характеристики объектов
тип • назначение • другие атрибуты по техническому заданию

Метаданные и сведения о качестве

Для производственной ГИС недропользователя к рельефу могут добавляться дороги, промплощадки, гидрография, инженерная инфраструктура и другие тематические слои. Нет необходимости включать в модель все доступные объекты: состав должен соответствовать дальнейшему использованию данных.

Цифровую модель рельефа можно представлять в разных формах. Для цифровых пространственных трехмерных моделей местности ГОСТ Р 72262.1-2026 предусматривает ЦМР в виде GRID-модели, TIN-модели, горизонталей или облака точек. При необходимости эти способы комбинируют.

GRID представляет рельеф регулярной сеткой высот и подходит для сравнительно простых поверхностей. TIN строится из нерегулярной сети треугольников и позволяет точнее передавать сложный разновысотный рельеф и выраженные линии перегиба.

Облако точек позволяет сохранить высокую детализацию пространственных измерений, а горизонтали удобны для картографического представления рельефа.

Цифровая модель местности может создаваться под конкретную производственную задачу. В нормативной терминологии выделяются в том числе тематические и проблемно-ориентированные модели.

Для добывающего предприятия это может быть модель с акцентом на рельеф, транспортную инфраструктуру, гидрографию, промышленные объекты или другие элементы, которые нужны проектировщикам, маркшейдерам, геодезистам и специалистам по ГИС.

Методы создания цифровой модели рельефа выбирают по площади территории, сложности рельефа, характеру растительности, требуемой точности и дальнейшему использованию результата.

Для ЦМР в составе цифровой пространственной модели местности могут использоваться:

• материалы воздушного лазерного сканирования;
• материалы аэрофотосъемки;
• наземные инструментальные съемки;
• цифровые топографические карты и планы.

Аэрофотосъемка эффективна для открытых территорий и позволяет получить плотные пространственные данные на значительной площади. При построении ЦМР точки зданий, техники, растительности и других объектов необходимо отделить от земной поверхности.

Лазерное сканирование особенно полезно на сложном рельефе и там, где фотограмметрии недостаточно для уверенного определения поверхности земли. Наземные измерения применяют для локальной съемки, геодезической привязки, контроля и участков, где воздушные методы не дают необходимой полноты данных.

Для цифровых моделей местности действует ГОСТ Р 52440-2005 «Модели местности цифровые. Общие требования». Отдельно с 1 марта 2026 года действует серия ГОСТ Р 72262, посвященная цифровым пространственным трехмерным моделям местности — ЦПММ.

При подготовке трехмерной модели исходные данные должны соответствовать требуемому содержанию и точности результата. Просто получить максимально плотное облако точек недостаточно: необходимо заранее определить, какие объекты должны присутствовать в модели и как она будет использоваться.

В техническом задании целесообразно зафиксировать:

• назначение модели и границы территории;
• систему координат и высот;
• требования к точности и детализации;
• состав объектов и необходимых характеристик;
• требования к плотности и классификации облака точек, если оно используется;
• формат передачи данных и совместимость с рабочим ПО;
• требования к контролю качества и метаданным.

Если трехмерная модель создается по материалам лазерного сканирования, отдельно определяют требования к плотности облака точек, точности плановых и высотных координат и, при необходимости, классификации данных.

Универсальной точности ЦММ для всех задач нет. Ее выбирают с учетом назначения модели, метода получения исходных данных и дальнейшего использования результата.

ЦМР нужна там, где решение зависит прежде всего от геометрии земной поверхности. На карьерах и месторождениях ее используют для построения профилей, анализа уклонов и водосбора, формирования расчетных поверхностей и сопоставления изменений рельефа.

ЦММ требуется, когда кроме отметок поверхности необходимо учитывать производственную ситуацию: дороги, здания, инженерные объекты, площадки и другие элементы. Такая модель может служить пространственной основой для проектирования, инженерных изысканий, производственной ГИС и совместной работы с разными наборами данных.

ЦМР и ЦММ не конкурируют между собой. В комплексной цифровой модели предприятия рельеф часто становится базовой основой, поверх которой размещаются объекты и тематические данные.

До начала съемки лучше определить не название продукта, а то, какие решения будут приниматься по данным.

Если требуется анализировать отметки и форму земной поверхности — нужна ЦМР. Если необходимо работать с рельефом и объектами территории — ЦММ. Если задача связана с фактической верхней поверхностью зданий, растительности или оборудования, может потребоваться ЦМП.

Такой подход снижает риск получить технически корректные данные, которые не подходят проектировщику, маркшейдеру или специалисту по ГИС по структуре, детализации или составу.