مقدمه
ارتفاع، که به معنای ارتفاع هر نقطه نسبت به سطح دریا است، نقش مهمی در فرآیندهای جغرافیایی و محیطی ایفا می‌کند. درک اهمیت ارتفاع به ما کمک می‌کند تا الگوهای آب و هوایی، تنوع زیستی، فعالیت‌های انسانی و توزیع منابع را بهتر بشناسیم و لذا نحوه ارایه ارتفاع در سیستم اطلاعات جغرافیایی اهمیت بسزایی دارد.
1- اهمیت ارتفاع
تأثیر ارتفاع بر آب و هوا
در روش گرادیان دما، ارتفاع و دمای چند نقطه از محل یا منطقه را با یکدیگر برازش می‌دهیم. دما متغیر وابسته و ارتفاع متغیر مستقل در نظر گرفته شده و سپس با استفاده از مدل رقومی ارتفاع و رابطه به‌دست آمده، نقشه هم‌دما استخراج می‌گردد.
نقشه هم‌باران نیز مانند دما، می‌تواند با استخراج گرادیان بارندگی- ارتفاع ترسیم گردد. در این حالت، ارتفاع متغیر مستقل و بارندگی متغیر وابسته در نظر گرفته شده و سپس با استفاده از این رابطه و مدل رقومی ارتفاع (DEM)، نقشه هم‌باران تهیه می‌گردد. رابطه ارتفاع و بارندگی نیز مانند رابطه ارتفاع و دما به‌قدری اثبات شده است که، به‌عنوان اولین روش برای استخراج نقشه هم‌باران آزمایش می‌شود.
معمولا" با افزایش ارتفاع، بارندگی افزایش می‌یابد لیکن، در برخی موارد نیز موضوع بالعکس بوده و با افزایش ارتفاع، بارندگی کاهش می‌یابد.
فشار هوا: با افزایش ارتفاع، فشار هوا کاهش یافته و بالتبع آن، بسیاری از متغیرهای آب و هوایی تغییر می‌یابند.
تنوع زیستی
فعالیت‌های انسانی
با تغییر ارتفاع، شرایط محیطی تغییر کرده و لذا ابزار و شیوه‌های خاصی برای کشاورزی استفاده می‌شود. به‌طور مثال برای شخم اراضی مسطح، تراکتور و برای زمین‌های پرشیب، از گاوآهن و حیوانات استفاده می‌گردد.
معمولا" در اراضی پرشیب، گونه‌های درختی و چندساله و در دشت‌ها و مناطق مسطح گونه‌های کشاورزی و یک ساله کشت می‌شود. هم‌چنین در اراضی پرشیب و کوهستانی به دلیل حساسیت به فرسایش، توصیه می‌شود که زمین در جهت عمود بر شیب شخم زده شود.
از طرفی با تغییر ارتفاع و بالتبع آن، تغییر شیب و جهت شیب، هزینه احداث تاسیسات انسانی تغییر می‌یابد.
توزیع منابع
2- انواع روش‌های ارایه ارتفاع در سیستم اطلاعات جغرافیایی
نقطه‌ای:
در این حالت، ارتفاع در قالب نقاطی با طول و عرض جغرافیایی و میزان ارتفاع، ارایه می‌شود. این مدل برداری (Vector) بوده و با افزایش تراکم نقاط، درک بهتری از ارتفاع خواهیم داشت.
خطوط ارتفاعی (Contour)
کنتورها در قالب خطوط و مدل برداری در سیستم اطلاعات جغرافیایی ارایه شده و از به هم متصل کردن نقاط با ارتفاع یکسان ایجاد می‌گردند و نسبت به حالت نقطه‌ای، نمایش دقیق‌تری از وضعیت ارتفاعی منطقه ارایه می‌دهند، کنتورها در فواصل ارتفاعی مشخصی (Interval) نسبت به یکدیگر ایجاد و خطوط توپوگرافی با فواصل ارتفاعی کمتر، نمایش دقیق‌تری از ارتفاع را ارایه می‌دهد.
مدل رقومی ارتفاع (DEM)
در این حالت، نقشه از نوع سلولی (Raster) بوده و هر پیکسل دارای ارتفاع مشخصی می‌باشد. با توجه به ماهیت پیوسته ارتفاع، این مدل، بهترین مدل ارایه ارتفاع در سیستم اطلاعات جغرافیایی است. DEM در GIS معمولا" با استفاده از نقاط ارتفاعی، خطوط کنتور، شبکه زهکشی و مرزهای حوزه آبخیز و یا با استفاده از سنجش از دور ایجاد می‌گردد. طبیعی است با کاهش ابعاد پیکسل در DEM، دقت ارایه ارتفاع افزایش می‌یابد.
کاربردهای مدل رقومی ارتفاع بسیار متنوع و فراگیر بوده و از نقشه های اساسی در سیستم اطلاعات جغرافیایی می‌باشد. از طرفی به علت ماهیت رستری، حجم نقشه های DEM نسبت به حالت‌های نقطه‌ای و خطوط کنتور بیشتر و محاسبات در آن‌ها ساده تر است.
شبکه نامنظم مثلثی (TIN)
Triangulated Irregular Network یا به اختصار TIN همان‌گونه که از نامش پیداست از مثلث‌هایی تشکیل شده که رئوس مثلث‌ها دارای مقادیر ارتفاع هستند. این مدل نسبت به حالت نقطه‌ای ارایه ارتفاع، حجم بیشتر و نسبت به DEM دارای حجم کمتر می‌باشد. در GIS معمولا" از این مدل برای نمایش سه بعدی ارتفاع استفاده می‌گردد. محاسبات در آن پیچیده و نیاز به نرم‌افزارهای خاص دارد.
