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Zur Handhabung von Höhendaten

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Digitale Höhendaten sind heutzutage eine wichtige Grundlage für die Kartenproduktion und die Geodaten-Verarbeitung. Ich habe über verschiedene Höhendatenquellen und deren Verwendung auch schon öfters geschrieben. Die SRTM-Daten sind die meistverwendeten Höhendaten (und vermutlich auch ganz generell die meistverwendeten Geodaten) und Leute ärgern sich oft über deren Einschränkungen, insbesondere die begrenzte räumliche Auflösung und dass sie nicht die Bodenhöhe wiedergeben. Was sie jedoch oft übersehen ist, dass abgesehen hiervon und den bekannten Lücken in der Abdeckung diese Daten ansonsten eine bemerkenswerte Qualität und Gleichförmigkeit aufweisen.

Auf den ersten Blick sieht es vielleicht so aus, dass Qualität jenseits von Auflösung und Genauigkeit bei digitalen Höhendaten generell kein Problem sein sollte aber wenn man mit solchen Daten aus verschiedenen Quellen arbeitet erkennt man schnell, dass dies nicht der Fall ist. Historisch war eines der häufigsten Qualitätsprobleme von Höhendatensätzen die minderwertige Übersetzung von Höhenliniendaten in Gitter-Darstellungen. Im vor-SRTM-Zeitalter und in den Jahren danach war dies bei fast allen anderen Höhendaten ein Problem. Zunehmend verliert dies an Bedeutung, denn automatisch mittens LIDAR oder Photogrammetrie erfasste Daten ersetzen mehr und mehr Daten auf Höhenlinien-Grundlage. Jedoch sind diese neuen Daten auch nicht frei von Problemen.

Hier ein Beispiel eines Datensatzes aus der italienischen Region Veneto. Diese Daten sind unter IODL2-Lizenz verfügbar und weisen eine nominelle Auflösung von 5m auf. Auf den ersten Blick scheinen die Daten von guter Qualität zu sein, bei Verwendung in der 3D-Darstellung erhielt ich jedoch folgendes Ergebnis:

Nun ist die Art von 3D-Darstellung wie ich sie produziere ein guter Test für solche Artefakte. Regeläßige Strukturen werden hier gut sichtbar auch wenn sie nur extrem schwach ausgeprägt sind. Die Stufen die man sieht sind maximal ein paar Meter hoch. Man kann sie bei genauer Betrachtung auch in der normalen 2D-Darstellung erkennen, jedoch sind sie auf jeden Fall unerheblich was die Datengenauigkeit angeht. Trotzdem können sie in vielen Anwendungen zum Problem werden, beispielsweise auch in einer schattierten 2D-Darstellung.

Es ist möglich, solche Strukturen weitgehend herauszufiltern, jedoch ist dies eine ganze Menge Arbeit. Hier das Ergebnis in der 3D-Darstellung:

Ich werde das Filterwerkzeug nicht veröffentlichen, denn es ist für eine weitergehende Anwendung zu speziell. Falls Sie jedoch an den verbesserten Veneto-Daten interessiert sind lassen Sie es mich wissen.

Außer solchen Artefakten gibt es auch noch eine ganze Reihe von anderen Problemen, mit welchen man bei der Nutzung von lokalen Höhendatensätzen rechnen muss. Wie zum Beispiel:

  • Unterschiede im verwendeten Geoid/in der Höhenwert-Kalibrierung. Die meisten Daten enthalten auf den Meeresspiegel bezogene Höhenwerte, was jedoch nicht immer das selbe bedeutet. Berücksichtigt man dies nicht entstehen bei der Kombination verschiedener Datenquellen sichtbare Stufen.
  • Keine ordentliche Markierung der Bereiche mit fehlenden Daten. Oft werden diese einfach durch Nullwerte gefüllt, was es schwierig macht, Lücken von echten Höhenwerten von Null zu unterscheiden.
  • Datensätze, bei denen die Höhen nur als ganze Meter verfügbar sind.

Zusammenfassend sind Höhendaten von nominell guter Qualität und mit einer akzeptablen Lizenz im ausgewählten Gebiet nur die halbe Miete und meist ist darüber hinaus noch eine Menge Arbeit nötig um eine hochwertige Karte oder 3D-Ansicht zu produzieren.

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