Digitale Geländemodelle (DGM)

Digitale Geländemodelle(DGM)

Referent: Georges Audry

Betreuer: Priv.-Doz. Dr. Ing. J. Schoppmeyer

Was ist ein DGM?

• Digitales Oberflächenmodell: mathematisches Modell z = f(x,y)

• Benutzung auch in der Industrie (z.B. Autokarosserien)

• Wenn z = Höhenwert: Digitales Höhenmodell (DHM)

• DGM: natürliche Geländeoberfläche, ohne Bebauung oder Vegetation

Ein bißchen Geschichte…

• seit ~1970 im Dienst der Geodäten und Geographen

• ab ~1955: Planungsmittel im Strassenbau

Speicherung der Informationen

• Logisches Datenmodell

• Physische Dateistruktur

• Logische Datenstruktur

Digitales Objektmodell (DOM)

• Formalisierte Beschreibung eines fachlichen Ausschnittes der Wirklichkeit, bestehend aus:

– Klassen benannter Objekte

– Attribute

– Relationen

– Funktionen

– Metadaten: Datenquelle, Genauigkeit, Aktualität

• vgl. Objektartenkatalog bei ATKIS

Diskretisierung, Meßpunktverteilung

• Beschaffung der Punkte: Photogrammetrie, terrestrische Aufnahme

• Verteilung der Meßpunkte:Profile

progressive sampling

Gitter beliebigHöhenlinien

Auswahl derabzuspeichernden Punkte

• Quadratraster: Interpolation der Gitterpunkte zwischen den diskretisierten Meßpunkten

• Dreiecksraster: Ausgangspunkte werden zu Dreiecken zusammengefasst, Zwischenpunkte interpoliert

• Trianguliertes Netzwerk, TIN (Triangulated Irregular Network):– Dualitätsprinzip

– Thiessen-Polygon

– Voronoi-Diagramm

Berücksichtigung der Morphologie

• Dreiecksraster: Morphologie schon berücksichtigt, da Geländekanten und Geripplinien Dreiecksseiten sind

• Rastergittermodelle: lokale Dreiecksvermaschung zwischen Geländelinien und –punkten und Gitterpunkten

Vergleich der beiden RasterDreiecksraster Quadratraster

Vergleich der beiden RasterDreiecksraster Quadratraster

+ Morphologie

+ alle ursprünglichen Punkte

+ Datenverwaltung

Vergleich der beiden RasterDreiecksraster Quadratraster

+ Morphologie

+ alle ursprünglichen Punkte

+ Datenverwaltung

- Datenaufwand - interpolierte Gitterpunkte- Morphologie

Vergleich der beiden RasterDreiecksraster Quadratraster

+ Morphologie

+ alle ursprünglichen Punkte

+ Datenverwaltung

- Datenaufwand - interpolierte Gitterpunkte- Morphologie

Genauigkeit: gleiche Grössenordnung

bei vergleichbarer Interpolation und gleichem Datensatz

Resultat

Anwendungen = Anfragen

• Anfragen können sein:

– geometrisch: Distanz, Höhe, …

– topologisch: kürzester Weg, Nachbarschaft, …

– attributiv: Hausnummer, Straßenname, …

– metainformativ: touristische Daten, Öffnungszeiten, …

Geometrische Anfrage

Topologische Anfrage

Attributive Anfrage

Anfrage nach den Metainformationen

Präsentation

• Darstellung am Bildschirm: im Internet als .gif-Datei

– > Konvertierung zu Rasterbilddatei

• Höhenprofile: wenn Weg bekannt, z = f(x)

3D-Darstellung

• Relief-, Gebäudedarstellung: Perspektive einrechnen

• Problem: Verschneiden von verschiedenen Modellen

Kombination DGM - Ortophoto

Kombination DGM - TK