DTM vs DSM: quando usare l’uno o l’altro nei progetti con droni
Nell’ambito della fotogrammetria da drone, una delle domande più frequenti riguarda la scelta tra DTM (Digital Terrain Model) e DSM (Digital Surface Model). Entrambi sono prodotti essenziali nei progetti di rilievo e mappatura, ma hanno caratteristiche e applicazioni diverse. Comprendere le differenze e sapere quando utilizzare l’uno o l’altro è fondamentale per ottenere risultati accurati e ottimizzare i flussi di lavoro in GIS e software di elaborazione come Agisoft Metashape, Pix4D o DroneDeploy.
In questa guida approfondita vedremo le differenze pratiche tra i due modelli, il workflow consigliato per elaborarli e gli errori tipici da evitare nei progetti professionali con i droni. Leggete “I 5 errori più comuni con i droni DJI (e come evitarli)”.
Differenze pratiche
Il primo passo è chiarire cosa rappresentano DTM e DSM, poiché i due termini vengono spesso confusi.
DSM (Digital Surface Model): rappresenta la superficie terrestre così com’è, comprensiva di edifici, vegetazione, infrastrutture e qualsiasi altro elemento che si trovi sopra il suolo.
DTM (Digital Terrain Model): rappresenta il terreno “pulito”, privo di elementi come alberi o costruzioni. È una superficie continua che mostra solo la morfologia naturale del terreno.
Dal punto di vista pratico, un DSM è ideale per applicazioni urbane (come analisi di ombreggiamento o pianificazione solare), mentre un DTM è indispensabile per applicazioni topografiche (come calcolo di volumi, modellazione idrologica o progettazione stradale).
Esempi di applicazione:
– DSM: analisi dell’impatto di un nuovo edificio sul paesaggio urbano, mappatura delle chiome arboree in foreste, simulazioni di visibilità.
– DTM: calcolo volumi di scavo e riporto, studio delle pendenze, modellazione di bacini idrografici, rilievi catastali.
Workflow consigliato
La generazione di un DTM o di un DSM segue processi simili, ma richiede accorgimenti diversi a seconda del risultato desiderato. In genere, il workflow con droni e software fotogrammetrici include i seguenti passaggi:
1) Acquisizione immagini: voli a bassa quota e con sufficiente overlap (80/70%) per garantire dati densi e accurati.
2) Allineamento foto: creazione della nuvola sparsa e successivamente densa.
3) DSM: viene generato direttamente dalla nuvola di punti densa, mantenendo tutte le superfici presenti.
4) DTM: richiede un passaggio aggiuntivo, ossia la classificazione della nuvola di punti. Gli algoritmi dei software distinguono terreno da vegetazione/edifici, filtrando gli oggetti sopraelevati.
Per migliorare la qualità del DTM è consigliabile eseguire una pulizia manuale della nuvola, soprattutto in aree con forte vegetazione o in contesti urbani complessi, dove gli algoritmi automatici possono commettere errori.
Errori tipici e come evitarli
Anche i professionisti più esperti possono incorrere in errori quando elaborano DTM e DSM. Ecco i più comuni:
1. Confondere DSM e DTM
Spesso si utilizza il DSM quando sarebbe richiesto un DTM, ottenendo risultati non coerenti con gli obiettivi del progetto. Ad esempio, un calcolo di volume su DSM includerebbe alberi ed edifici, falsando i risultati.
2. Parametri di volo inadeguati
Voli troppo alti o con overlap insufficiente riducono la qualità della nuvola di punti. Per rilievi destinati a DTM, è preferibile mantenere GSD (Ground Sample Distance) molto basso.
3. Classificazione automatica non controllata
Affidarsi esclusivamente alla classificazione automatica del software può introdurre errori. Una revisione manuale è fondamentale per garantire un DTM accurato.
4. Mancanza di GCP
Un errore comune è non includere punti di controllo a terra, fondamentali per validare l’accuratezza metrica del modello, soprattutto in applicazioni ingegneristiche.
5. Output non documentato
Ogni progetto dovrebbe includere un report di qualità con indicazione dell’errore medio (RMSE) e immagini di validazione, così da garantire trasparenza verso il cliente.
Box comparativo DTM vs DSM
| Caratteristica | DSM | DTM |
|---|---|---|
| Definizione | Superficie reale comprensiva di edifici e vegetazione | Solo terreno, senza oggetti sopraelevati |
| Applicazioni | Urbanistica, foreste, analisi visibilità | Topografia, idrologia, calcolo volumi |
| Generazione | Direttamente dalla nuvola di punti densa | Richiede classificazione della nuvola |
| Accuratezza | Buona, ma include errori dovuti a vegetazione/edifici | Alta, con GCP e validazione |
Conclusione
La scelta tra DTM e DSM dipende dagli obiettivi del progetto. Utilizzare il modello corretto è essenziale per evitare errori e garantire risultati affidabili. In sintesi:
– DSM: ideale per analisi ambientali e urbane, dove conta la superficie reale.
– DTM: indispensabile per studi topografici, ingegneristici e calcoli di volumi.
Un workflow ben strutturato, unito a una corretta pianificazione del volo e all’uso di GCP, assicura modelli digitali accurati e pronti per essere integrati in GIS e software di progettazione.
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