Ein digitales Geländemodell planen und erstellen

Bevor viele Vorhaben, besonders im Baugewerbe, in die Tat umgesetzt werden können, ist es notwendig, dass von der Umgebung eine genaue Darstellung angefertigt wird. Nur so kann eine faktenbasierte Basis geschaffen werden, die es den Planer ermöglicht, die Projekte in die richtigen Bahnen zu lenken.

Was ist ein digitales Geländemodell genau?

In einem digitalen Geländemodell wird die Form der festen Erdoberfläche genau dargestellt. Dabei wird aus verschiedenen Massepunkten ein Dreiecksnetz gespannt, welches so ineinander übergreift, dass ein Raster in der Horizontalebene entsteht. Dieses Netz wird im digitalen Geländemodel von der physischen auf eine matemathematische Fläche übertragen, was es ermöglicht, eine Ansicht in 3D zu erschaffen. Da generell Oberflächenrauigkeiten nicht erfasst werden, müssen diese entsprechend eingetragen werden.

Das Modell, was durch diese Ansammlung von Daten entsteht, ermöglicht es Planern, Bauunternehmen und anderen Stellen, die Fläche zu beurteilen und anhand dieser Ergebnisse die Projekte auszurichten. Damit die Daten gesammelt werden können, kommen unterschiedliche Technologien, wie beispielsweise Satellitenbilder oder Aufnahmen von Drohnen zum Einsatz.

Die Definition der Oberfläche

Damit das digitale Geländemodell auch Aussagekraft hat, ist es wichtig, dass festgelegt wird, welche Oberfläche darin wirklich repräsentiert wird. Da dieser Vorgang nicht selbstständig vorgenommen wird, ist es notwendig, dass diese Definition als Teil der Metadaten händisch erfasst werden. Wird das nicht vorgenommen so ergibt sich eine Reliefbeschreibung, die an topologische Karten erinnert, und somit eine idealisierte Bodenoberfläche abbildet. Dabei wird der Bewuchs, anthropogene Objekte sowie Umwelteinflüssen keine Aufmerksamkeit gewidmet. Das ist aber notwendig, damit das digitale Geländemodell verwendet werden kann. Wird diese Spezifizierung der Metadaten nicht vorgenommen, so handelt es sich nicht mehr um ein digitales Geländemodell, sondern um ein digitales Oberflächenmodell.

Die Abbildungseigenschaften

Wichtig ist auch, wie die Abbildungseigenschaften eines digitalen Geländemodells benötigt werden. Denn es gibt unterschiedliche Varianten, die für verschiedene Projekte notwendig sind. So kann der Fokus auf unterschiedliche Darstellungsaspekte gelegt werden. Es ist deshalb wichtig, dass vorab entschieden wird, welche Daten für das Projekt wichtig sind, um die Abbildungseigenschaften des digitalen Geländemodells richtig anzufertigen. Beispielsweise ist die Form- sowie Volumentreue für die Geomorphologie wichtiger, als die Neigungstreue, die jedoch für das Bauingenieurswesen relevant ist.

Die unterschiedlichen Speichermodelle

Jedes der möglichen Speichermodelle hat seine Vor- und Nachteile, weswegen auch hier die Auswahl anhand der gewollten Funktionen getroffen werden sollte.

Das TIN: TIN steht für Triangular Irregular Network und bezeichnet die Speicherform der Punkteverteilung im Dreiecksnetz. Dabei ist die Punktedicht unterschiedlich und erlaubt eine flexible und kompakte Darstellung des Geländemodells. Für hochfrequentere Strukturen können die Maschen verfeinert werden, während weiche Geländeformen mit einem groben Maschennetz ausreichend dargestellt werden kann. Beinahe jede Software kann diese Speicherform verarbeiten. Jedoch ist diese Form nur begrenzt für virtual reality geeignet.

Die Quadtree-Speicherung: Diese Speicherform ist effizienter und eignet sich für eine facettenreichere Repräsentation der Oberfläche durch Polygnome. Dadurch können auch Randbedingungen einer globalen Differenzierbarkeit gewährleistet werden. Das ermöglicht es, dass auch feinere Details dargestellt werden, was besonders bei der Stadtplanung von großem Interesse ist.

Die Schwachstellen des digitalen Geländemodells

Obwohl ein digitales Geländemodell für viele Aufgaben sehr hilfreich ist, hat es doch auch seine Begrenzungen. So können keine Senkrechten, also beispielsweise Wände, oder auch Überhänge abgespeichert werden. Dadurch können die Daten nicht in die Virtual Reality übertragen werden und auch für Projekte, die Detailgenauigkeit erfordern, sind die Ergebnisse nur bedingt geeignet. Deshalb kann ein digitales Geländemodell nur bedingt für die Planung und Entwicklung von Städten verwendet werden. Es werden somit auch weitere Datenerhebungen benötigt, damit ein Projekt realisiert werden kann.

Wo ist der Unterschied zwischen einem Höhenmodell zu einem Geländemodell?

Im Gegensatz zum einfachen Höhemodell ist das Geländemodell veredelt. Das bedeutet, dass mehr Daten erhoben werden, um eine bessere Ansicht der mehr Daten erhoben. So können Objektklassen, also Bruchkanten, markante Höhenpunkte und Geländelinien, eingefügt werden. Zudem können auch Interpolationsvorschriften in das Modell eingefügt werden beziehungsweise die Interpolation verboten werden. Dadurch verändert sich das Geländemodell erheblich, da nicht mehr nur Massepunkt erhoben werden, sondern auch individuelle Aspekte abgebildet werden. Diese zusätzlichen Informationen sorgen dafür, dass eine erhöhte Präzision vorliegt und so Leitstrukturen aus dem Geländemodell abgelesen werden können.