138 Full Paper

Kartographische Grundlagendaten aus Pléiades- Aufnahmen mit ArcGIS Pro

Basic Cartographic Data from Pléiades Images with ArcGIS Pro

Martin Ladner1,2, Werner Beer2, Armin Heller1 1Institut für Geographie, Universität Innsbruck · martin.ladner@uibk.ac.at 2Österreichischer Alpenverein, Innsbruck

Zusammenfassung: Im Rahmen des FFG-Projekts AV.MAP werden großmaßstäbige Wanderkarten auf Grundlage von VHR-Pléiades-Tri-Stereo-Aufnahmen erstellt. Der gesamte Workflow, von den op-tischen Bildern über Digitale Oberflächenmodelle bis zur Erstellung der panbildgeschärften Orthopho-tos wird dabei mit Esri ArcGIS Pro durchgeführt. Diese kartographischen Grundlagendaten werden anschließend visuell, mit frei zugänglichen Daten und selbst erhobenen Messungen im Hinblick auf deren horizontale und vertikale Lagegenauigkeit hin verifiziert und auf deren Eignung für die Karto-graphie hin untersucht. Der Vorteil liegt dabei darin, dass für diese Bearbeitung nur ein Softwarepro-dukt verwendet werden muss und die auf diese Weise erstellten Grundlagendaten zeitlich ident sind.

Schlüsselwörter: Pléiades, Hochgebirgskartographie, Geländemodelle, DOM, ArcGIS Pro

Abstract: As part of the FFG project AV.MAP large-scale maps are created based on VHR Pléiades Tri-Stereo recordings. Esri ArcGIS Pro covers the entire workflow from the optical images to the cre-ation of pansharpend orthophotos via digital surface models. These basic cartographic data are then verified visually, with freely accessible data and measurements taken with regard to their horizontal and vertical positional accuracy, and their suitability for cartography is examined. The advantage lies in the fact that only one software product has to be used for this processing and the base data created in this way is identical in time.

Keywords: Pléiades, high mountain cartography, Mt. Kenya, terrain model, DSM, ArcGIS Pro

1 Motivation und Grundlagen

Im FFG-Projekt AV.MAP werden zwei großmaßstäbige topographische Wanderkarten aus hochauflösenden Pléiades-Satellitendaten in Zusammenarbeit zwischen dem Geographi-schen Institut der Universität Innsbruck und dem Österreichischen Alpenverein (ÖAV) als Konsortialpartner erstellt (AV.MAP, 2016). Als Testgebiete für diese beiden Hochgebirgs-karten, welche in das Verlagsprogramm des ÖAV aufgenommen werden sollen, wurde der Bereich um die Franz-Senn Hütte in den Stubaier Alpen und der in diesem Beitrag exempla-risch vorgestellte Mt. Kenya Nationalpark gewählt (Heller et al., 2017).

Während im alpinen Bereich meist Grundlagendaten, auch zunehmend freie amtliche Daten (Open Government, OGD), mit ausreichender Genauigkeit zur Verfügung stehen, ist dies für Expeditionskarten in außeralpinen Gebieten normalerweise nicht der Fall. Hier müssen die Daten in der Regel selbst abgeleitet, beziehungsweise im Gelände erhoben werden. Am Bei-spiel der Mt. Kenya Trekkingkarte werden auf Grundlage hochauflösender VHR-Pléiades-Tri-Stereo-Bilder Geländemodelle und orthorektifizierte Orthophotos für den Nationalpark

AGIT ‒ Journal für Angewandte Geoinformatik, 4-2018, S. 138-147. © Wichmann Verlag, VDE VERLAG GMBH · Berlin · Offenbach. ISBN 978-3-87907-647-5, ISSN 2364-9283, eISSN 2509-713X, doi:10.14627/537647017. Dieser Beitrag ist ein Open-Access-Beitrag, der unter den Bedingungen und unter den Auflagen der Creative Commons Attribution Lizenz verbreitet wird (http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/).

M. Ladner et al.: Kartographische Grundlagendaten aus Pléiades-Aufnahmen mit ArcGIS Pro 139

erstellt. Unter Berücksichtigung des Maßstabs von 1:25.000 werden die angestrebte Detail-treue sowie die damit verbundene horizontale und vertikale Lagegenauigkeit validiert. Dabei stellt das Hochgebirge durch die große Höhenerstreckung und den speziellen Geländeformen besondere Anforderungen an Karte, Kartographen und Kartenanwender.

Für den ÖAV ist die Verwendung von Satellitendaten auch deshalb interessant, weil sich die vorhandenen Blattschnitte nicht an die politischen Grenzen und der damit zusammenhängen-den Datenverfügbarkeit orientieren. Aus bergsteigerischer Sicht sind häufig Grenzregionen besonders reizvoll, da historisch meist die großen und damit prominenten Berge zur Grenz-ziehung verwendet wurden. Ein identer Aufnahmezeitpunkt von Höhenmodell und Ortho-photo bietet große Vorteile bei der präzisen Geländedarstellung, insbesondere im Gletscher-randbereich.

1.1 Kartenbereich Mt. Kenya

Die gedruckte ÖAV-Karte „Mt. Kenya Nationalpark“ wird das im Jahre 1997 zur UNESCO-Welterbestätte ernannte Mt. Kenya Massiv darstellen, welches sich rund 15 Kilometer süd-lich des Äquators in Kenya befindet (Weles GmbH, 2011). Dabei soll der gesamte Mt. Kenya Nationalpark (ca. 715 km2) (vgl. Abb. 2) und möglichst das Waldreservat (zusätzlich ca. 700 km2) enthalten sein. Um auch die für den Wanderer notwendigen Zugangsmöglichkeiten ab-zubilden wurde die räumliche Ausdehnung auf den Bereich zwischen ca. 0,1° Nord bis 0,4° Süd sowie auf 37,1° bis 37,6° Ost fixiert. Der höchste Gipfel des Mt. Kenya Vulkanmassives ist der Batian mit 5.199 m, nach dem Kilimandscharo (5.895 m) der zweithöchste Berg Af-rikas. Damit reicht die Höhendynamik der Karte von ca. 1.800 m bis ca. 5.200 m und bein-haltet alle wichtigen Elemente einer topographischen Karte.

1.2 Qualitativer Anspruch

Der Qualitätsanspruch an die zu erstellende Karte ist hoch. Zunächst soll die Karte dem Maß-stab 1:25.000 gerecht werden. Kunden der Alpenvereinskartographie haben hier besonders hohe Anforderungen an Detaildichte und Geländedarstellung. Darüber hinaus beschränkt sich die Nutzung nicht nur auf die gedruckte Karte, zudem wird sie in digitaler Form Anwen-dung in GPS-Geräten, Geographischen Informationssystemen (GIS) und optional in Online-plattformen finden. Durch die Echtzeitpositionierung und die mögliche Überlagerung mit anderen Datenebenen wären horizontale und vertikale Lagefehler für jeden Anwender sofort ersichtlich.

Der Zielmaßstab ist auch die Vorgabe, um die im Projekt notwendige Erfassungsgenauigkeit zu ermitteln. Wird diese vorab festgelegt, können diverse Arbeitsschritte und Überlegungen bereits im Ansatz vereinfacht oder eingespart werden. Zentraler Punkt ist hier die Mini-malgröße der Kartendarstellung. Damit Karten im jeweiligen Maßstab lesbar bleiben, dürfen bestimmte Mindestdimensionen nicht unterschritten werden. Die Minimaldimensionen von Signaturen und Zwischenräumen sollen deutlich größer sein als die Grenzen der visuellen Wahrnehmung (Schweizerische Gesellschaft für Kartographie, 2002, p. 27). Als Mindestgrö-ßen gibt die Schweizerische Gesellschaft für Kartographie 0,30 mm bei Punktsignaturen, 0,80 mm für Liniensignaturen und 0,35 mm für ein volles Quadrat bei Flächensignaturen an. Beim Österreichischen Alpenverein (ÖAV) ist die minimale Strichstärke bei Signaturen im Allgemeinen 0,1 mm, die 20er Höhenlinie stellt mit einer Strichstärke von 0,08 mm die dünnste durchgehende Linie dar.

140 AGIT – Journal für Angewandte Geoinformatik · 4-2018

Im Standardmaßstab 1:25.000 der gedruckten topographischen ÖAV-Karten misst das kleinste Punkt-Objekt 7,5 Meter in der Natur (vgl. Tabelle 1). Systembedingt kann es daher bei „überzeichneten“ Elementen, wie beispielsweise Stegen, zu einer Verdrängung anderer Objekte führen. Ein horizontaler Versatz eines Punktobjektes mit einer Mindestgröße von 0,30 Millimeter um 10 Meter entspricht dabei 0,4 Millimetern in der Karte und ist für den Kartenanwender nicht auszumachen. Für eine zukunftsfähige Kartographie sollten jedoch zusätzlich Aspekte für Online-Karten oder großmaßstäbigere Detailkarten berücksichtigt werden. Im Maßstab 1:5.000 beträgt die Verschiebung 2 Millimeter, weshalb die 10 Meter als maximale Toleranz angesehen werden können. Ebenso verhält es sich bei der Online-Karte alpenvereinaktiv.com des ÖAV. Diese baut auf der Outdooractive-Plattform auf, in welcher ein maximaler Zoom-Level von 17 (entspricht ca. einem Maßstab von 1:4.000) mög-lich ist, womit ein Pixel 1,193 Metern entspricht (Outdooractive GmbH & Co. KG, 2018). Die zehn Meter Ungenauigkeit ergeben somit tolerierbare 9 Pixel Versatz.

Tabelle 1: Aufstellung der Mindestdimension und Mindeststrichstärken (Quellen: Schwei-zerische Gesellschaft für Kartographie (2002, p. 27) erweitert um Naturmaße und Beispiele)

Typ Mindest- [mm] Naturmaß Mindestgröße/-strichstärke [m] Beispiel

größe strichstärke 1:25.000 1:10.000 1:5.000 Bez. Signatur

Punkt 0,30 0,08 7,50 / 2 3,0 / 0,8 1,5 / 0,4 Weg-weiser

Linie 0,80 0,08 20,00 / 2 8,0 / 0,8 4,00 / 0,4 Steig

Fläche 0,35 0,08 8,75 / 2 3,5 / 0,8 1,75 / 0,4 Ruine

Höhenlinien und Höhenangaben dienen nicht allein der Orientierung. Die vertikale Lagegen-auigkeit spielt daher ebenfalls eine bedeutende Rolle in der Hochgebirgskartographie. Vo-raussetzung für die Ableitung der Höhen aus dem Geländemodell ist eine korrekte horizon-tale Lage, damit die Höhe als Punktinformation, wie beispielsweise an Höhenkoten, an der richtigen Stelle ermittelt wird. Neben dem hohen Genauigkeitsanspruch ist die Vollständig-keit ein weiteres Qualitätsmerkmal der ÖAV Kartenwerke, weshalb die gesamte Infrastruktur bzw. kartenrelevante Informationen selbst im Gelände erhoben werden (Ennemoser, 2016, p. 64). GNSS-Messungen und Literaturrecherchen spielen bei der Kartenerstellung ebenfalls eine bedeutende Rolle.

1.3 Kartographische Grundlagendaten − Nationalpark Mt. Kenya

Das Pléiades-System besteht aus den beiden identischen optischen Satelliten Pléiades 1A und 1B, welche in einem sonnensynchronen Orbit in 694 km Höhe positioniert sind. Durch deren gleichzeitige Nutzung mit einer 180°-Phasenverschiebung kann eine weltweite Abdeckung sowie eine tägliche Neuerfassung von jedem beliebigen Punkt auf der Erde ermöglicht wer-den (Astrium, 2012). Wie aufgrund der Aufnahmezeitpunkte in Tabelle 2 ersichtlich, können während eines einzelnen Überflugs im Längsscan-Modus (along-track) innerhalb weniger

M. Ladner et al.: Kartographische Grundlagendaten aus Pléiades-Aufnahmen mit ArcGIS Pro 141

Sekunden Bilder mit Blickrichtung Vorwärts (Forward), Rückwärts (Backward) und nahezu lotrecht (Nadir) aufgenommen werden.

Digitale Oberflächenmodelle (DOM) und Digitale Geländemodelle (DGM) werden als Digi-tale Höhenmodelle (DHMs) zusammengefasst. Höhenmodelle dienen als Grundlage für ge-ometrische Korrekturen von Reliefverschiebungen bei der Orthorektifizierung (Himmel-reich, 2017, p. 2) und können beispielsweise aus Very-High-Resolution(VHR)-Pléiades-Tri-Stereo-Primärdaten berechnet werden. Um auch die spektralen Informationen in der Karto-graphie, beispielsweise für Vegetationsindizes verwenden zu können, werden die jeweils or-thorektifizierten panchromatischen und multispektralen Bilder mittels Panbildschärfung (engl. pansharpening) kombiniert. Mit der zeitlichen Übereinstimmung von Höhenmodell und Orthophoto steht somit eine ideale Kartierungsgrundlage zur Verfügung.

Tabelle 2: Tri-Stereo-Pléiades-Primärprodukte mit deren Aufnahmedetails am Mt. Kenya, sortiert nach Aufnahmezeitpunkt. Ab dem zweiten Eintrag wird nur noch die Na-dir-Aufnahme aufgeführt.

2 Vorgehensweise und Einschränkungen

Die Erstellung der kartographischen Grundlagendaten erfolgte mit Esri ArcGIS Pro 2.01 nach dem in Abbildung 1 dargestellten Schema. Das Ergebnis des Assistenten (Wizard) konnte durch diesen Ablauf wesentlich verbessert werden, indem beispielsweise anstatt mul-tispektraler panchromatische Bilder verwendet wurden und die Punktwolken qualitativ aus-gedünnt wurden.

Für die Erstellung des DEM wurden die hochauflösenden panchromatischen Bilder (Auflö-sung 0,5 m) in einen „Orthomapping Workspace“ geladen, der Footprint erstellt, das Adjust-ment durchgeführt und dann das Stereo Modell berechnet. Darauf aufbauend wurden die Punktwolken (Point Clouds) berechnet. Diese wurden aufgrund der hohen Datenmenge in LAS-Dateien, einem speziellen Binärformat, gespeichert und als LAS Datasets verwaltet. Die Esri-Methode des Extended Terrain Matching (ETM), einem Feature-basierten Stereo-Ab-gleich unter Verwendung des Harris-Operators zum Erkennen von Feature-Punkten, lieferte bei der anschließenden Berechnung der Geländemodelle das für kartographische Zwecke bessere Ergebnis als das Semi Global Matching (SGM) (Esri, 2018).

142 AGIT – Journal für Angewandte Geoinformatik · 4-2018

Da es sich bei den Primärprodukten um teilweise überlappende Szenen mit unterschiedlicher und teils starker Wolkenbedeckung handelt, wurden die Punktwolken über die automatisch berechneten Klassifizierung-Codes auf „NoNoice“ gefiltert und als einzelne DEM-Raster geschrieben, da in der Validierung ein LAS Dataset des Gesamtbereiches ein deutlich schlechteres Ergebnis lieferte. Anschließend wurden in einem Mosaic Dataset Verbesserun-gen des Höhenmodells durchgeführt, beispielsweise überdeckende Wolkenbereiche aus an-deren Pléiades-Aufnahmen überlagert und Seen verflacht. Dieses DEM diente der Orthorek-tifizierung. Mittels Panbildschärfung konnten abschließend jeweils die orthorektifizierten Bilder der Nadir-, Forward- und Backward-Aufnahme mit der hohen geometrischen Auflö-sung von einem halben Meter der panchromatischen (PAN) Aufnahme und den spektralen Eigenschaften der Multispektralbilder (MS) zusammengeführt (PMS) werden. Damit stehen der Kartographie drei Orthophotos mit geringer Wolkenbedeckung (vgl. Abb. 2) sowie ein Geländemodell (DOM) mit einem Meter Auflösung zur Verfügung.

Abb. 1: Erstellung DEM und Orthophoto mit Esri ArcGIS Pro 2.01 (eigene Darstellung)

Die Erfassung bzw. Beschaffung von ausreichend verteilten Ground Control Points (GCP) für die Erstellung der Höhenmodelle für die einzelnen Szenen war kostentechnisch und vom Aufwand der Erfassung her (auch aufgrund der Zugänglichkeit, Abschattungen und Mehr-wegeeffekten) nicht ausreichend möglich. Diese dennoch aufgenommenen GCP wurden bei den späteren Analysen daher als reine Kontrollpunkte (Control Points – CP) verwendet. Auf Grundlage der mit den Pléiades-Primärdaten gelieferten Rationalen Polynomkoeffizienten (RPC) liegt der RMS-Fehler (Root Mean Square Error) der panchromatischen Nadir Auf-nahme bei 8,5 Meter CE90 (Circular Error im 90 % Vertrauensbereich) (Astrium, 2012). Trotz Schwächen in Schattenbereichen von steilen Hängen konnten damit den kartographi-schen Anforderungen entsprechend genaue digitale Höhenmodelle erstellt werden (vgl. Kapitel 1.2 und 3).

Im Gegensatz zu Airborne-Laserscanning(ALS)-Aufnahmen kann der Aufnahmezeitpunkt der Pléiades Bilder nicht selbst bestimmt werden (Himmelreich, et al. 2017, p. 161). Da in Kenya die Pléiades-Aufnahmen um ca. 8:00 Uhr erfolgen (siehe Tabelle 2), sind Schattenbe-reiche systembedingt nicht zu vermeiden. Aufgrund der Lage am Äquator und der meist täg-lich früh einsetzenden Quellbewölkung sind Aufnahmen am Mt. Kenya ohne Bewölkung selten möglich (vgl. Abb. 2 rechts). Aufgrund der Tatsache, dass Aufnahmen teilweise über-lappend zur Verfügung standen, konnten Wolkenbereiche jedoch durch Verschneidungen na-

M. Ladner et al.: Kartographische Grundlagendaten aus Pléiades-Aufnahmen mit ArcGIS Pro 143

hezu restlos entfernt werden. Gesamt stehen damit etwas mehr als 1.000 Quadratkilometer als hochwertige Orthophotos zur Verfügung.

3 Validierung der Ergebnisse

Das auf Grundlage der Pléiades-Bilder erstellte Orthophoto ist qualitativ hochwertiger als Google Maps und die Esri Basemap einzustufen. Neben starker Bewölkung zeigen die Über-gangsbereiche der Basemap, dass deren Grundlagendaten aus Aufnahmen unterschiedlicher Qualität zusammengestellt sind (vgl. Abb. 2).

Die Validierung der Orthorektifizierung, d. h. der horizontalen sowie der vertikalen Lage der Höhenmodelle erfolgte unter Einsatz von Ground Control Points (GCP) welche während Feldarbeiten mit einem Trimble R1 GNSS-Empfänger unter Verwendung des kostenpflich-tigen Echtzeit-Korrekturverfahren Real Time eXtended (RTX) aufgenommen wurden. Die horizontale Lagegenauigkeit dieser Punkte liegt bei unter einem Meter (Ladner & Heller, 2017). Zusätzlich wurden Kontrollmesspunkte (Control Points, CP) im Meterbereich aus dem während der Geländeaufenthalte aufgezeichnetem Wegenetz beispielsweise an Kreu-zungen ermittelt (vgl. Abb. 2). Vorhandenes Kartenmaterial diente neben der Erhebung des Namengutes ebenfalls der Lagekontrolle, wie Google Maps, Environmental Systems Rese-arch Institute (Esri) Basemap, OpenStreetMap (OSM) und auch Literaturrecherchen.

Abb. 2: Mt. Kenya Nationalpark mit Control Points auf panbildgeschärften Nadir Ortho-photo (links); rechts Vergleiche mit Esri Basemap und GoogleMaps

144 AGIT – Journal für Angewandte Geoinformatik · 4-2018

Die maximalen horizontalen Abweichungen betragen bei den Kontrollpunkten (GCP und CP) im Mittel 3,6 Meter und maximal 6,7 Meter (vgl. Tabelle 3). Damit werden die qualita-tiven Ansprüche auch für die Höhenabweichung, deren gemittelte Absolutbeträge 6,8 Meter und maximale vertikale Differenz 10,8 Meter betragen, erfüllt (vgl. Kapitel 1.2).

Die GNSS-Messungen am Wasserloch (GCP02) wurden am 21.2.2016 durchgeführt, die Pléiades-Aufnahmen dieses Gebietes erfolgten am Folgetag. Die Differenz zum Shuttle-Ra-dar-Topography-Mission(SRTM)-Höhenmodell beträgt an diesem Punkt 8,4 Meter und zu Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Version 2 (ASTER2) Daten 15 Meter. Damit zeigen die Höhenwerte dieser Modelle, deren Auflösung ca. 30 Meter beträgt, die zu erwartenden Differenzen in diesem flachen Bereich (vgl. Abb. 3 rechts).

Tabelle 3: Übersicht einiger GCP und CP für die Validierung (Höhendifferenzen absolut)

Nadir Orthophoto GPC02, 22.2.2016 Foto Heller A., 21.2.2016

Abb. 3: GCP02 –Wasserloch in der Nähe des Naro Moru Gates. Im Orthophoto (links) wurde auch die mit GNSS aufgezeichnete Straße eingezeichnet.

Der Lagevergleich am Two Tarn zeigt in diesem Bereich die ausreichende horizontale OSM-Darstellung (gestrichelt), jedoch mit einer deutlichen Generalisierung (vgl. Abb. 4, links oben). Es muss angemerkt werden, dass die OSM-Daten eine fast flächendeckend verfügbare, aber nicht verlässliche Quelle darstellen, da beispielsweise auch einige Seen fehlen und teil-weise falsche Benennungen aufweisen.

Am Südwestende des Sees ist der Wanderweg im Gegensatz zur Darstellung in der Rostom & Hastenrath Karte (2007) direkt am See geführt. In diesem Bereich gibt es mehrere Mög-lichkeiten für den Wanderer, außerdem ändern sich Wege im Lauf der Zeit. Der See und der Wanderweg liegen in dieser Karte horizontal exakt und auch die Form des Sees stimmt mit den realen Gegebenheiten ausreichend genau überein, wie die Grenze des digitalisierten Sees

M. Ladner et al.: Kartographische Grundlagendaten aus Pléiades-Aufnahmen mit ArcGIS Pro 145

und die Flächendarstellung zeigen. Der Vergleich der Höhenlinien stellt die korrekte Abbil-dung der grundlegenden Geländeformen dar. Das berechnete Geländemodell liefert eine Höhe von 4.485 m für den See. An der südlich des Sees in dieser Karte angegebenen Höhen-kote von 4.492,3 m liefert das Geländemodell eine Höhe von 4.494,9 Meter, liegt damit also nur um 2,6 Meter höher und zeigt die hohe Genauigkeit beider Darstellungen.

Auch die Wielochowski (2007) Gipfelkarte, welche auf Grundlage des aufgedruckten Koor-dinatengitters georeferenziert wurde, stellt die Höhe der Two Tarn Hut mit 4.490 Metern in ausreichender Genauigkeit dar, der horizontale Versatz in Nord-Südrichtung mit ca. 25 Meter sowie West-Ost mit fast 50 Metern ist jedoch deutlich zu erkennen. Zuletzt zeigt auch die 1974 herausgegebene Militärkarte des D.O.S. (1974) ihre exakte horizontale Lage und damit deren hohe Genauigkeit durch die damalige photogrammetrische Aufnahme.

Two Tarn (ehemals Hut Tarn) im Maßstab 1:2.500

Abb. 4: Lagevergleiche Kartenwerke am Two Tarn (auf Grundlage des Orthophotos einge-zeichneter See punktiert): Orthophoto Nadir mit eingezeichnetem Track und OSM gestrichelt eingezeichnet (oben links), Karte Rostom & Hastenrath 2007 (oben rechts), Wielochowski Gipfelkarte 2007 (unten links) und D.O.S. Karte aus 1974 (unten rechts)

Bei diesen Kartenvergleichen ist die Lagetreue der Karten deutlich zu erkennen. Die hori-zontale Lage ist ausreichend und die Höhendifferenzen sind jeweils vertretbar. Auch die Hö-henlinien, sowie das Wegenetz sind ausreichend genau. Allgemein erhältliches Kartenmate-rial, wie zum Beispiel die Karte Mount Kenya (Wielochowski, 2007) besitzen teilweise deut-lich größere Lageabweichungen und Fehler.

146 AGIT – Journal für Angewandte Geoinformatik · 4-2018

Lake Hohnel

Abb. 5: Vergleich Foto und 3D-Modell am Lake Hohnel

Optische Vergleiche und Kontrollen lassen sich mit dem 3D-Modell und den Orthophotos sehr leicht und eindrucksvoll durchführen, wie Abbildung 5 bei einem Vergleich mit einem Foto während der Geländeaufnahmen zeigt. Aktuell liegt eine der Stärken von Esri ArcGIS Pro in der 3D-Modellierung. Mit wenigen Schritten lassen sich 3D-Ansichten wie in Abbil-dung 6 erstellen.

Gipfelbereich − Blick auf Batian und Lewis Gletscher (3D-Ansicht)

Abb. 6: 3D-Ansicht Gipfelbereich mit Two Tarn (links unten markiert)

4 Fazit und Ausblick

Pléiades Primärdaten dienen aus technischer Sicht als ergänzende Grundlage für die Karto-graphie des ÖAV, insbesondere in Grenzgebieten oder außeralpinen Regionen. Mit Esri ArcGIS Pro können diese Daten aufbereitet und damit Orthophotos mit einer Auflösung von einem halben Meter mit hoher Lagegenauigkeit und mehreren spektralen Kanälen, sowie di-gitale Oberflächenmodelle erstellt werden. Damit können mit nur einem, beim ÖAV bereits vorhandenen Softwareprodukt diese kartographischen Grundlagedaten in für diese Anwen-dung ausreichender Qualität erstellt werden. Die Vorteile für die Hochgebirgskartographie

M. Ladner et al.: Kartographische Grundlagendaten aus Pléiades-Aufnahmen mit ArcGIS Pro 147

sind der idente Aufnahmezeitpunkt, der vollständige Workflow in einer Softwareumgebung bis hin zur fertigen Karte und die räumliche Verfügbarkeit der Daten. Nachteilig zu bewerten sind die nicht steuerbaren Aufnahmezeitpunkte, sowie die aktuell recht hohen Preise der Da-ten, möchte man diese einer kommerziellen Nutzung zuführen.

Weitere Studien werden sich mit Bewölkung, Schattenbereichen und Übergangsbereichen zu anderen Grundlagendaten sowie der Verbesserung von Geländemodellen auseinandersetzen um den hier beschriebenen Workflow weiter auszubauen.

Literatur

Astrium (Oktober 2012). Pléiades Imagery User Guide. Toulouse, Frankreich. AV.MAP (2017). Einsatz von hochauflösenden optischen Pléiades Satellitendaten in der

Hochgebirgskartographie. Retrieved January 24, 2018, from http://www.gis.tirol/AV.MAP/.

D.O.S. (1974). Mount Kenya. Sheet “121/2”. Series Y731 (D.O.S. 423). British Government's Ministry of Overseas Development (Directorate of Overseas Surveys) under the Special Commonwealth African Assistance Plan. Tolworth: Directorate of Overseas Surveys for the Survey of Kenya.

Ennemoser, S. (2016). GIS-Kartographie am Beispiel der Franz-Senn-Hüttenumgebungs-karte (Masterarbeit). Universität Innsbruck.

Esri (2018). Erstellen von Höhendaten mit dem DEMs-Assistent. Retrieved January 24, 2018, from https://pro.arcgis.com/de/pro-app/help/data/imagery/generate-elevation-data-using-the-dems-wizard.htm.

Heller, A., Ladner, M., Erhard, A., & Steinicke, E. (2017): Das neue Bild des Mt. Kenya. Das Projekt „AV.MAP“ und seine Dimension in der Entwicklungszusammenarbeit. In: Innsbrucker Geographische Gesellschaft (Ed). Innsbrucker Jahresbericht 2016-2017 (pp. 63− 80). Innsbruck: Innsbrucker Geographische Gesellschaft, ISBN 978-3-901182-76-1.

Himmelreich, L. C. (2017). DHM Ableitungen aus Pléiades Tri-Stereo Satellitenbildern im Hochgebirge (Masterarbeit). Universität Innsbruck.

Himmelreich, L. C., Ladner, M., & Heller, A. (2017). Pléiades Tri-Stereo Bilder im Hoch-gebirge – eine Parameterstudie mit PCI Geomatics. AGIT – Journal für Angewandte Geo-informatik, 3-2017, 153−162.

Kenya Forest Service (2018). Ecotourism in Mt Kenya Forest Reserve. Retrieved January 24, 2018, from http://www.kenyaforestservice.org/index.php/2016-04-25-20-16-21/2014-11-26-08-43-45/2014-11-26-08-56-51/mt-kenya-forest-reserve.

Ladner, M., & Heller, A. (2017). GNSS und Pléiades-Bilder in der Hochgebirgskartographie. AGIT – Journal für Angewandte Geoinformatik, 3-2017, pp. 13−23.

Outdooractive GmbH & Co. KG (11.01.2018). Support. Retrieved from eMail. Rostom, S., & Hastenrath, S. (2007). Variations of Mount Kenya´s glaciers 1993-2004. Erd-

kunde, 61, 277−283. Schweizerische Gesellschaft für Kartographie (2002). Topografische Karten − Kartengrafik

und Generalisierung. Kartographische Publikationsreihe, 16. Weles GmbH (2011). Unesco Weltnaturerbe. Retrieved January 23, 2018, from Unesco

Sehenswürdigkeiten: http://www.unesco-weltnaturerbe.de/mount-kenya.html. Wielochowski, A. (2007). Mount Kenya −1:50,000 Map & Guide. Cilycwm: EWP.