Planung und Erstellung eines digitalen Geländemodell

Bevor ein bestimmtes Bauvorhaben umgesetzt und mit der Planung begonnen werden kann ist es wichtig, erst einmal ein Abbild der Umgebungzu schaffen. Dabei sollte die Darstellung möglichst naturgetreusein und alle relevanten Kennzahlenenthalten. Erst auf Grundlage einer solchen Darstellung kann ein Projekt zielgerichtet geplant und umgesetzt werden. Eine Stütze bietet hierbei das digitale Geländemodell, welches auf Basis bestimmter mathematischer und physischer Daten ein Abbild des Geländes schafft und so die Strukturen abbildet, die für die Planung wichtig sind.

Was versteht man unter einem digitalen Geländemodell ?

Das digitale Geländemodell bietet die Möglichkeit, einen Ausschnitt einer festen Erdoberfläche abzubildenund die Form darzustellen. Hierzu wird an unterschiedlichen Punkten angesetzt und Messungenvorgenommen. Diese Daten lassen sich dann zu einem sogenannten Dreiecksnetzverknüpfen, dessen Strukturen ineinander übergreifen und ein horizontales Rasterabbilden. Es entsteht ein Netz, welches sich an physischen Gegebenheiten orientiert. Mit Hilfe des digitalen Geländemodells kann dieses Netz dann mathematisch übersetzt werden. Aus dieser Umwandlung entsteht am Ende eine anschauliche 3D-Ansicht. Vorhandene Oberflächenrauigkeiten sind hierin dann noch nicht enthalten. Sie können aber nachträglich eingepflegt werden.

Das Ergebnis ist ein detail- und maßstabsgetreues Modellwelches die Grundlage für verschiedene Planungsprojekte bildet. Sowohl Planer als auch Bauunternehmen sowie verschiedene Stellen zurFlächenbeurteilunggreifen auf diese Datensammlung zurück und nutzen die gesammelten Ergebnisse. Das Datensammelnselbst gelingt mithilfe von Satellitenbildern oder auch durch Luftaufnahmen, die von Drohnen gemacht werden.

Wie wird die Oberfläche definiert?

Um die Daten des Modells auch richtig nutzen zu können, bedarf es einer genauen Definition der dargestellten Inhalte.Es muss klar beschrieben werden, was genau mit dem Modell repräsentiert wird. Dies geschieht nicht automatisch. Demzufolge muss eine manuelle Erfassung erfolgen. Ohne diese Beschreibung würde sich das Modell nur als Reliefbeschreibung entpuppen, ähnlich einer topologischen Karte. Das Abbild wäre unrealistisch und idealisiert. Dinge wie der Pflanzenbewuchs, Umwelteinflüsse oder anthropogene Objekte würden keine Berücksichtigung finden und die Bewertung so verfälscht werden. Sollte man auf die genaue Beschreibung dieser Daten verzichten, so würde man das digitale Geländemodell nicht mehr als solches bezeichnen, sondern über ein digitales Oberflächenmodell sprechen.

Was sind die Abbildungseigenschaften?

Vor der Erstellung des digitalen Geländemodells sollte feststellen, welchem Zweckes dient. Nur so können die Abbildungseigenschaften näher bestimmt und angepasst werden. Abbildungseigenschaftensind unterschiedlich und müssen auf das jeweilige Projekt zugeschnitten werden. Hierunter fällt auch, worauf der Fokus bei der Darstellung gesetzt werden soll. So sollte im Vorfeld feststehen, welche Daten nötig sind und benötigt werden, so dass diese sich in dem Modell wiederfinden. Ein Beispiel für diese Unterschiede in der Darstellung zeigt sich bei Modelle für die Geomorphologen. Hier ist es besonders wichtig, dass eine Form- und Volumentreue gegeben ist. Anders verhält es sich bei einem Modell für den Bereich des Bauingenieurwesens. Hier kommt es in erster Linie auf die Neigungstreue an.

Welche unterschiedlichen Speichermodelle gibt es ?

Es gibt unterschiedliche Speichermodelle, die jeweils über spezifische Vor- und Nachteile verfügen. Die Wahl des richtigen Modells orientiert sich an der gewollten Funktion.

Ein Modell ist das sogenannte TIN. TIN bedeutet Triangular Irregular Networkund steht für die Speicherung der Punkteverteilung in einem Dreiecksnetz. Charakteristisch ist hier eine variable Punktedichte. Dadurch kann eine möglichst kompakte sowie flexible Darstellunginnerhalb des Geländemodells erreicht werden. Ist eine eher hochfrequentierte Struktur gewünscht, dann kann das Maschenbild entsprechend verfeinertwerden. Für die Darstellung einer weichen Geländeform wird hingegen ein eher grobmaschigesNetz gewählt. Die Darstellung und Verarbeitung dieser Speicherung ist für fast jede Art von Software problemlos möglich. Soll aber eine virtual reality erreicht werden, dann ist diese Art der Speicherung eher ungeeignet.

Eine andere Art der Speicherung ist die Quadtree-Speicherung.Hiermit lassen sich Oberflächen mit Hilfe von Polygnomenbesonders facettenreichdarstellen. Diese Art der Speicherung wird durch Effizienzgekennzeichnet. Dies ermöglicht auch die Gewährleistung von Randbedingungenaufgrund einer globalen Differenzierbarkeit. Hierdurch können wiederum auch Feinheiten sichtbargemacht werden. Diese Art der Speicherung ist besonders im Rahmen von Städteplanungensehr interessant.

Was für Schwachstellen bringt das digitale Geländemodell mit sich?

Mit dem digitalen Geländemodell lassen sich schon sehr viele Strukturen sehr gut darstellen. Allerdings ist die Abbildung nicht vollumfänglich. Eine Grenzeder Darstellung stellen beispielsweise Senkrechtenwie Wände dar. Auch können Überhängenicht ergriffen werden. Diese fehlenden Möglichkeiten sind ein Grund dafür, dass eine Übertragungder Daten in die Virtual Reality nicht funktioniert. Ebenfalls ergibt sich daraus, dass die Modelle sich als ungeeignet erweisen für Projekte, bei denen eine Detailgenauigkeit gefordert ist. Dies schließt auch die Planung und Erstellung von Städtebauprojekten ein. Das Modell kann zwar verwendet werden. Es muss aber um einen weiteren Datenstrom ergänzt werden.

Der Unterschied zwischen einem Geländemodell und einem Höhenmodell

Wenn man das Geländemodell mit dem Höhenmodell vergleicht, dann wird das Geländemodell als „veredelt“ beschrieben. Die eingefügten und verwendeten Daten gehen über die des Höhenmodells hinaus und lassen eine umfänglichere Darstellung zu. In eine Geländemodell lassen sich sogenannte Objektklassen einfügen. Hierzu gehören sowohl Bruchkanten. Auffällige Höhenpunkte sowie Geländelinien. Weiter lassen sich auch eine oder mehrere Interpolationsvorschriften einpflegen oder eine Bestimmung erfolgen, dass eine Interpolation untersagt wird.

Durch diese Implementierung oder auch das konkrete Auslassen der Interpolationkönnen Geländemodelle deutlich verändert werden. Normalerweise wird nur der Massepunkt erhoben, Nun fließen aber auch individuelle Aspekte mit in das Modell ein. Aufgrund dieser Zusatzinformationen erhält das Modell eine größere Präzision und Detailtreue. Es lassen sich nun sogenannte Leitstrukturenaus dem digitalen Geländemodell ableiten und interpretieren.