Mathias Gröbe

Kartographie & Fotografie

Geländemodelle für die Visualisierung aufbereiten

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.

Für die Erstellung untenstehenden Karte habe ich QGIS benutzt, wie auch für die allgemeinen Schritte zur Datenaufbereitung. Die SRTM-Daten sind schnell heruntergeladen, zusammengefügt, zurechtgeschnitten und projiziert. Anschließend habe ich mit den eingebunden GDAL-Tool eine einfache Schräglichtschummerung berechnet und noch mit (verlaufenden) Höhenschichten überlagert. Die begrenzenden Höhenlinien habe ich noch dezent eingeblendet um die Stufen noch ein bisschen mehr hervor zu heben. Als Testgebiet habe ich mir die Hohe Tatra entschieden. Diese wird auch gerne mal als „kleinste Hochgebirge der Welt“ bezeichnet und bietet einen guten Mix aus steilen Hängen und relativ ebenem Umland.

Ungeneralisierte Darstellung der Daten.

Ich würde jetzt das Ergebnis nicht unbefriedigend nennen wollen, aber denn noch ist eine Menge an Details vorhanden, welche das Kartenbild unruhig aussehen lassen. Das entspricht weniger dem modellhaften Charakter von Karten, den ich durchaus schätze und kann in Kombination mit weiteren Kartenelementen den Gesamteindruck doch sehr stören. Um diesen „Fehler“ zu beheben habe ich mich zweiter Generalisierungs- und Visualisierungswerkzeuge für Reliefs bedient die auf der Webseite www.terraincartography.com zu finden sind.

Um mit den Tools arbeiten zu können, muss man die Daten zunächst als „ArcInfo ASCI Grid“ speichern. Das QGIS-Werkzeug dafür nennt sich „Raster übersetzen“ und ist ein wenig im Raster-Menü versteckt. Zunächst habe ich den Pyramid Shader genutzt um einige Details aus dem Relief zu entfernen. Im Settings-Fenster befindet sich der Tab „Generalization“. Hier lässt sich mittels „Landform Removal“ bestimmen wie kleinteilig und genau das Relief sein soll. Mit dieser Einstellung sollte man vorsichtig sein. Hier gehen schnell Informationen verloren. „Details Removal“ ist aus meiner Sicht weitaus kritischer und kann schon mal etwas weiter nach recht geschoben werden. Probieren geht hier über Studieren. Zur Visualisierung empfehle ich die schattierten Höhenlinien aus dem Tab „Contour“ mit einer Äquidistanz von 100 Metern. Die Schummerung ist aus meiner Sicht weniger aussagekräftig um das Ergebnis zu beurteilen. Abschließend kann man das bearbeitet Geländemodell dann exportieren.

Generalisierung mit dem Pyramid Shader.

Im nächsten Schritt wird das Geländemodell für die Schummerung aufbereitet. Die Konturen werden dafür geschärft um ein schönere Spiel von Licht und Schatten zu erreichen. Dazu lädt man am besten das generalisierte Modell in den Terrain Sculptor und versucht vorsichtig mit den Reglern zu einem ansehnlichen Ergebnis zu kommen. Weniger ist hier mehr, wie ich schnell feststellen konnte. Man kann sich auch immer wieder das ungefilterte Gelände ansehen und vergleichen. Genauso ist es noch möglich auf mehr Parameter zu zugreifen. Aber das ist weitaus komplexer und benötigt mehr Zeit zum Ausprobieren. Ein Blick lohnt sich auf jeden Fall – man versteht dann weitaus besser, wie das Programm arbeitet.

Vorbereitung der Schummerung mit dem Terrain Sculptor.

Zurück im QGIS lässt sich schnell einer Schummerung berechnen die sich sehen lassen kann. Mir gefällt ja fast die Schummerung ohne Höhenschichten besser. Für diese habe ich übrigens nun die mit dem Pyramid Shader aufbereiteten Daten genutzt um ein konsistenteres Bild zu erzeugen.

Generalisierte Darstellung der Daten.

So schön das Ergebnis aussieht, so hat es auch noch gewisse Mängel. Erzeugt man aus dem generalisierten Geländemodell Höhenlinie mit einer Äquidistanz von 20 Metern werden einige Fehler sichtbar. In manchen Tälern sind abflusslose Senken entstanden und die Höhen mancher Gipfel stimmen auch nicht mehr. Hier müsste man entweder mehr Vorsicht walten lassen oder nacharbeiten. Die ultimative Methode ist diese Vorgehensweise also bei nicht, wobei sich das Ergebnis sehen lassen kann.

Noch ein kleiner Nachtrag: der Autor der Werkzeuge hat zum Terrain Sculptor eine Veröffentlichung geschrieben, in der die einzelnen Funktionen erklärt und demonstriert werden. Dabei werden u.a. manuell und analytisch geschummerte Reliefs gegenübergestellt.

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3D-Sicht auf das Böhmische Mittelgebirge

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Zu Besuch in Nürnberg

  1. Marc

    Hallo, danke für Deine ausführlichen Berichte. Mich würden mal Deine Werte im Stil für die Schummerung in QGIS interessieren, ich bekomme einfach keine schöne Schummerung hin. Du schreibst oben “ … und noch mit (verlaufenden) Höhenschichten überlagert“, was hast Du hier gemacht? Gruß

    • Mathias

      Hallo Marc,
      du kannst die Schummerung als Pseudoeinkanalfarbe in QGSI mit einen eigenen Farbverlauf visualisieren. Ich würde dir einen Verlauf von #99a8bf als erste Farbe und #fffdee als zweite Farbe empfehlen. Ein wenig anpassen je nach Maßstab und Gelände musst du es sicher noch. Viel Erfolg beim Ausprobieren!

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