TerrainRGB ist eine bestimmte Art, Höheninformationen eines Digitalen Geländemodells effektiv zu speichern. Dabei werden die Höhenwerte auf die Farbkanäle Rot, Grün und Blau verteilt und die Genauigkeit auf eine Nachkommastelle reduziert. Für die meisten Anwendungsfälle genügt diese Information und erlaubt eine effektive Verarbeitung der Höheninformationen für die Visualisierung im GIS oder im Browser. Schaut man sich das so kodierte Geländemodell als Bild an, meint man psychedelische Kunst, wie auf dem Vorschaubild, vor sich zu haben. Was sich genau dahinter verbirgt, wie man ein Geländemodell dafür konvertiert und wie man das Geländemodell dann nutzen kann, möchte ich in diesem Beitrag erklären.
Kategorie: Geländedarstellung
Reliefdarstellung war hier ja immer wieder mal ein Thema, nachdem ich einige neue Methoden der Reliefdarstellung kennengelernt habe, möchte ich hier mein Wissen kurz zusammenfassen und auf einige sehr interessante QGIS-Plugins hinweisen. Im Wesentlichen dreht es sich dabei um Varianten der Schummerung – also der schattenplastischen Reliefdarstellung. Mac-Nutzer können vieles in der Software Eduard ausprobieren, wo auch eine KI-basierte manuelle Schummerung implementiert ist.
Im Gespräch mit einem Kollegen kam die Frage auf, ob es nicht ein hochauflösenderes Geländemodell als die SRTM-Daten für Sachsen gäbe. Ja klar! Sachsen macht ja bei OpenData mit! Also schickte ich dem Kollegen den Link zur Webseite. Er schrieb zurück zu mir, ob ich nicht die Daten da hätte, da der Download so kompliziert sei:
Das Einsatzgebiet der Höhenlinien für die Reliefdarstellung liegt bei großmaßstäbigen Karten, dabei handelt es sich um eine quantitative Darstellung des Geländes. Das Ergebnis ist nur Vorwissen und Erfahrung wirklich gut zu nutzen. Für eine bessere Verständlichkeit erfolgt oft die Kombination mit einer Schummerung (Schattendarstellung), um einen besseren Reliefeindruck zu erzeugen. Höhenlinien verbinden in einer Karte Punkte gleicher Höhe – eine Schnittlinie zwischen einer gedachten horizontalen Ebene und der Erdoberfläche. Eine Höhenlinie alleine hat nur eine bedingte Aussagekraft. Erst die Kombination einer Vielzahl solcher Schnittlinien liefert eine Grundrissdarstellung von Reliefformen, in der ihre Ausdehnung, die Höhe und die Gestalt des Geländes ablesbar ist. Verstärkt wird dieser Effekt durch die Ansammlungen an Höhenlinien, die dann meist Scharungen bilden. Je enger die Höhenlinien zusammen liegen, desto steiler ist das Gelände.
Im folgenden Beitrag möchte ich einen Einblick in die Erzeugung und Generalisierung von Höhenlinien basierend auf digitalen Geländemodellen geben. Für ästhetisch ansprechende und gut lesbare Höhenlinien empfiehlt es sich, zunächst das Geländemodell etwas zu bearbeiten. Natürlich leidet dafür die Genauigkeit! Aber eine Karte kann nie die Realität abbilden, dieses ist wesentlich komplexer! Eine Karte ist ein vereinfachtes Model, um einen Eindruck von der Landschaft zu geben.
Nach meinem ersten Besuch auf der FOSSGIS 2019 in Dresden, war ich nun 2020 in Freiburg im Breisgau wieder mit dabei. Was das Thema angeht, bin ich der Kartographischen Reliefdarstellung treu geblieben und habe mich den Höhenlinien gewidmet. Zur Generierung von kartographisch besseren Höhenlinien habe ich ein Skript entwickelt und diese auf GitHub veröffentlicht.
Seit neuestem stellt nun endlich das Landesvermessungsamt Sachsen (kurz GeoSN) einige seiner Daten als OpenData zur Verfügung. Damit ergeben sich interessante neue Möglichkeiten die eigene Heimat mit anderen Augen zu sehen. Passender Weise hat kürzlich die Stadt Dresden ihr OpenData-Portal ebenfalls freigeschaltet. Ich möchte hier nun kurz noch einmal nennen, was das GeoSN bereitstellt und wie man das Geländemodell, welches leider in einer nicht sonderlich gängigen Dateiformat als XYZ-Datei abgegeben wird in ein gut nutzbares Geländemodell im GeoTIFF-Format konvertieren kann.
Eine Reliefdarstellung ist heutzutage schnell erzeugt – freie Geländemodelle und kostenlose GIS-Software eröffnen viele Möglichkeiten. Für die klassische physische Karte wird das Gelände mittels Schummerung und farbigen Höhenschichten visualisiert. Der Schummerung habe ich hier bereits mehr oder minder einen Beitrag gewidmet. Offen geblieben ist dabei genaue Farbgebung der Höhenschichten. Dies möchte ich nun nachholen und meine Farbpaletten vorstellen, welche ich aus mir bekannter Literatur und Atlanten abgeleitet habe. Vielleicht vereinfacht dies ja dem ein oder anderen seine Arbeit.
Höhenmodelle sind heute kostenlos in guter Auflösung verfügbar und lassen sich mit wenigen Handgriffen visualisieren. Ein Tutorial zu finden, wie man eine Schummerung mit dem ein oder anderen Werkzeug erstellst ist kein Problem. Aber wenn es um die Datenaufbereitung geht, wird es weitaus schwieriger. Im folgenden Beispiel möchte ich kurz vorstellen, wie man mit wenigen Schritten und den richtigen Werkzeugen zu einem ansprechenderen Ergebnis kommen kann.
Der letzte Beitrag zum Thema Karten dreht sich rund um die Datenbeschaffung mit Hilfe der Overpass API von Openstreetmap. Diesmal soll der Schwerpunkt mehr auf der Aufbereitung und Visualisierung liegen. Ziel ist es das Gelände anschaulich darzustellen. Zunächst dachte ich ja an eine Schummerung, aber letztlich wurde es dann eine einfach 3D-Ansicht mit Textur. Aber mal der Reihe nach.