Digitale Geländemodelle

1. Digitale Geländemodelle Modellierung geomorphologischer Objekte Sarah Böckmann

2. Definition: Digitales Geländemodell • unterscheiden zwischen DHM und DGM • DHM: • Menge von 3D-Punkten zusammen mit einer Interpolationsvorschrift, wobei Z = Z(X,Y) • beschränkt auf die Speicherung von Höhenwerten • DGM: • kann zudem topologische und semantische Informationen sowie Textur enthalten Sarah Böckmann

3. Anforderungen an DGM: • Richten sich nach den Bedürfnissen verschiedener Anwendungsgebiete, deren Modelle und Analysen auf Geländedaten basieren. • Anwendungsgebiete: • Geomorphologie, Hydrologie, Kartographie... Sarah Böckmann

4. Bedürfnisse einiger Anwendungsgebiete: • Geomorphologie: • Bereich Geomorphographie beinhaltet Beschreibung und Analyse vergangener und aktueller geomorphologischer Prozesse • Informationen aus dem DGM ermöglichen Untersuchung gravitativer Massenbewegungen und damit Beurteilung von Naturgefahren Sarah Böckmann

5. Bedürfnisse einiger Anwendungsgebiete: • Kartographie: • Wichtigste Aufgabe: automatische Reliefgeneralisierung • Tallinien und Kammlinien wichtige Geländeobjekte für heuristische Verfahren, die versuchen das manuelle Vorgehen eines Kartographen durch Computerprogramme zu ersetzen • Generalisierungsprozesse wie Auswählen, Weglassen, Vereinfachen anwenden Sarah Böckmann

6. Probleme: • Vielfalt der Anforderungen an Methoden der Modellierung geomorphologischer Objekte • einzelne Fachbereiche verlangen eine auf ihre Anwendungen und Zielsetzungen abgestimmte Modellierung • Übertragung auf andere Bereiche stark eingeschränkt und mit erheblichen Änderungen verbunden Sarah Böckmann

7. Probleme: • Definitionsunschärfe • Je nach Anwendungsgebiet existieren für gleiche Geländeobjekte unterschiedliche Definitionen und unterschiedliche Namen • Genaue Abgrenzung der Objekte i.d.R. nicht möglich • in vielen Fällen weisen die Objekte fließende Übergänge auf Sarah Böckmann

8. Probleme: Grenze zwischen Berg und Tal? Sarah Böckmann

9. Zielsetzungen: • Rahmen schaffen, der flexibel auf verschiedene Bedürfnisse reagieren und mit Definitionsunschärfen umgehen kann • Eigenschaften der Geländeobjekte erfassen • Semantik und Topologie zwischen den einzelnen Geländeobjekten abbilden Sarah Böckmann

10. Konzept: • Ausgangssituation: Benutzer startet Anfrage, um spezielle Informationen über Hang zu bekommen • Problem: Benutzer hat eigene Vorstellung (Definition) von Hang Sarah Böckmann

11. Thesaurus • Repräsentiert Synonyme der Anfrage und Beziehungen zu anderen Disziplinen • Basiert auf den typischerweise benutzten Definitionen der verschiedenen Disziplinen Sarah Böckmann

12. Thesaurus • Benutzer kann • Spezielle Synonyme für weitere Anfragen auswählen • Bei Mangel alle Synonyme befragen Sarah Böckmann

13. Diszipline perception • Erweitert die reine Definition des Ausdrucks aus dem Wörterbuch • umfasst detaillierte Daten über den Gebrauch des Ausdrucks • Informationen nach jeweiligen Disziplinen geordnet Sarah Böckmann

14. Geometric Desciptor • Konkrete Parameter festlegen • Parameter: • Neigung, Wölbung... Sarah Böckmann

15. Modellierung von Punktobjekten: Senke • Nach Ansatz von PEUKER und DOUGLAS (1975) • Definition Senke: Alle benachbarten Punkte liegen höher als der untersuchte Punkt selbst. Sarah Böckmann

16. Modellierung von Punktobjekten: Senke • Berechnung: Höhe jedes Gitterpunktes wird von der Höhe der 8 umgebenen Punkte subtrahiert und als Sequenz gespeichert. Sarah Böckmann

17. Modellierung von LinienobjektenTallinie, Kammlinie • Ansatz von WERNER (1988) • Ausgangspunkt: Abflusslinien und Wasserscheiden • Verzahnte Netzwerke von Abflusslinien und Wasserscheiden • geometrische Nachbarschaft: außer in den Randbereichen muss ein Abschnitt der Wasserscheide immer zwischen zwei Abschnitten der Tallinien und umgekehrt liegen Sarah Böckmann

18. Modellierung von LinienobjektenTallinie, Kammlinie • in der Realität zwischen den einzelnen Tallinien nicht immer Kammlinien • Wasserscheiden und Abflusslinien nur potentielle räumliche Positionen echter Kamm- und Tallinien • Selektion der Kamm- und Tallinien aus Abflusslinien und Wasserscheiden Kurvatur Sarah Böckmann

19. Kurvatur: Kamm konvexe Regionen • berechnete Wasserscheiden mit den Gebieten homogener konvexer Regionen verknüpfen • berechnete Abflusslinien mit Gebieten homogener konkaver Regionen konkave Regionen Tal Sarah Böckmann

20. Kurvatur: • Zentral verlaufende Netzwerkkanten selektieren • Methode: zentral verlaufende Netzwerkkanten liegen entlang längerer Netzwerkpfade • zentral verlaufenden Kanten bilden die Kamm- bzw. Tallinien Sarah Böckmann

21. Modellierung von FlächenobjektenHang • Definition: Schräge Gebietseinheit, die mindestens von 2 anderen Einheiten begrenzt wird Problem: fast alles würde als Hang klassifiziert weitere Einschränkungen Sarah Böckmann

22. Weitere Einschränkungen: • Der Gradient von einem Hang liegt zwischen einem höheren und einem niedrigeren Schwellenwert • Kein Teil der Einheit darf eine Erhebung > obere Grenze und < untere Grenze besitzen • Mindestmaß an Flächenausdehnung • Hänge sind Einheiten, wo Masse/Gravitationskraft eine wichtige Rolle spielt • Benachbarte Einheiten mit einschließen Sarah Böckmann

23. Modellierung von Flächenobjekten:Hang Ausgangssituation: Ausschnitt aus DHM • Semantisches Modell: • Parameter der Neigung • Parameter der Wölbung Visualisierung: Erleichtert Erkennung Sarah Böckmann

24. Modellierung von Flächenobjekten:Hang • Visualisierung der Parameter: • Eigenschaften • Hangneigung: • von 37°bis 40° • Wölbung: • konkav Sarah Böckmann

25. Praxis • wird in der Praxis bisher noch nicht durchgeführt • Projekt ATGIS • gemeinsame Plattform für die GIS-Anwender in den Landesregierungen der österreichischen Bundesländer • Links zu allen Projekten inBezug auf den praktischen Einsatz von Geographischen Informationssystemen der einzelnen Bundesländer Österreichs • Modellierung vieler verschiedener Dinge von Verkehr über Natur und Umwelt bis zur Freizeit und Kultur • Keine Modellierung geomorphologischer Objekte Sarah Böckmann

26. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Sarah Böckmann