Erzeugen Digitaler Geländemodelle

H. Ulmer & Ch. Lindenbeck


Perspektivische Ansicht eines Höhenmodells

Die Computergruppe am Geologischen Institut Freiburg hat eine Reihe von Programmen entwickelt mit denen unter anderem digitale Geländemodelle auf der Grundlage von Höhenlinien erzeugt werden können. Digitalisiert werden die Höhenlinien mit dem Programm Digit. Hierbei werden in der letzten Zeit ständig die gleichen Fehler gemacht. (Vermutlich weil die Kurse zu früh am Morgen sind, das Lesen der Handbücher zuviel Mühe macht und die Kommunikation auch nicht so recht funktioniert).

Die drei Grundregeln:

1. Passpunkte in Rechts/Hochwerten oder Meter-Einheiten angeben

Hintergrund: gespeichert werden nur 2 Nachkommastellen. Bei einem Wertebereich zwischen 0 und 1 z. B. resultiert die Digitalisiererei zwangsläufig in Datenschrott.

2. Nicht zuviel auf einmal digitalisieren, Dateien können im Edig zusammen gesetzt werden

Es gibt in der Digit-Oberfläche eine Anzeige der verbleibenden Speicherkapazität, die unbedingt beachtet werden sollte.

3. Das Digit-Menü ausserhalb der Karte montieren

Was passiert nach dem Digitalisieren? Hier eine Kochbuch Anleitung zum Erzeugen eines digitalen Geländemodells. Die verwendeten Programme (Rastertools, Edig, Geo3View und Showcase) laufen auf unseren UNIX-Workstations. Vorraussetzung sind Grundkenntnisse des UNIX-Betriebssystems. Ein "g3user" Account steht für die Karbon und die Trias zur Verfügung.


Der Datensatz im Programm Edig

Umgebung> Kommando Bedeutung (in etwa jedenfalls)
unix> mkdir topo Verzeichnis erstellen
unix> cd topo ins Arbeitsverzeichnis wechseln
unix> mv TOPO6.DIG topo6.dig Datei (hier TOPO6.DIG) umbenennen
unix> edig topo6.dig Edig starten (Datei editieren)
edig> h Übersicht aller Kommandos
edig> y export c_topo6.xyz (XYZ-Format)
edig> <esc> export c_topo6.dig (modifizierte Datei)
unix> mved c_= = Vorsicht: originale werden ueberschrieben

Optional kann die Datei skaliert werden:

unix> xyzmult topo6.xyz 100 100 1 xaxe * 100, yaxe * 100, zaxe nicht skalieren
unix> mv topo6.xyz.conv topo.xyz Umbenennen der Ergebnisdatei


Punkte in ein Raster projizieren und Raster interpolieren:

Früher wurden die Freiburger Raster-Tools eingesetzt. Inzwischen hat sich aber die Interpolation mit Surfer (Golden Software) hier am Institut durchgesetzt. Also zurück an den PC um den Surfer zu starten....

Menü: Data Einlesen der XYZ-Datei vorbereiten
Option: List Files of Type: All Types XYZ-Datei wird nicht automatisch zum Import angeboten
Dialog: Import File Types: Golden Software Data wählen Typ der XYZ-Datei festlegen
Dialog: Scattered Data Interpolation: Voreinstellungen zur Größe des Rasters und des Interpolationsverfahrens (gute Erfahrungen gab es mit dem voreingestellten Kriging).
Hinter dem 'Browse'-Button wird Name und Typ der Ausgabedatei eingestellt
Dialog: Save Grid: Wichtig hier: Ausgabe Gridfile auf ASCII umstellen

Aus dem Raster ein Dreiecksnetz erstellen: Zurück an die Workstation:

unix> ras2rdis topo.grd Das interpolierte Raster wird in ein Dreiecksnetz umgewandelt
unix> disrange topo.dis Optional: Anzeigen der Ausdehnung des Netzes. Z.B:
x: -557.000000 -> 1743.000000
y: -216.000000 -> 2634.000000
z: 537.690000 -> 899.990000
unix> discale in=topo.dis xa=557.0 ya=216.0 out=stopo.dis Optional: Auf den Nullpunkt transformieren:
new range:
x: 0.000000 -> 2300.000000
y: 0.000000 -> 2850.000000
z: 537.690000 -> 899.990000
Größe des Kartiergebiets ist 2300 m * 2850 m


Zur Darstellung perspektivischer Ansichten wird Geo3View gestartet. Die Vielzahl von Befehlen kann mit dem Help-Kommando <h> angezeigt werden. Hier eine kleine Auswahl:

unix> g3 Start von Geo3View
geo3view> read mesh stopo.dis Dreiecksnetz laden
geo3view> ca 30 Öffnungswinkel der Kamera
geo3view> cd 50 Kamera distanz
geo3view> slai 0 Umgebungshelligkeit = 0
geo3view> sli 0.5 Intensität des Lichtes reduzieren
geo3view> ssz 1.5 Model 1,5-fach überhoehen
geo3view> uc Start Color-Selector
geo3view> pas 12 Zusaetzliches Netz einblenden
geo3view> pata 0.8 Transparenz überlagertes Netz
geo3view> sbc 1 1 1 Zum Drucken bitte weissen Hintergrund einstellen
geo3view> ac 0 0 0 Achsen schwarz
geo3view> at 0.5 Achsen transparent
geo3view> as 2 2 2 Achsenbeschriftung skalieren
geo3view> an 10 10 2 Rel. Häufigkeit dieser Labels
geo3view> al 50 50 50 Länge der Tickmarks (50m)
geo3view> ac0 Dezentrieren der Tickmarks
geo3view> pas 10 Höhen farbkodiert darstellen
geo3view> lc 0 0 0 Farbe Legendenbeschriftung schwarz
geo3view> llx -700 Legende links außen positionieren
geo3view> lly 500 Legende ein Stück in Richtung Norden verschieben
geo3view> dsave topo Speichern des Geo3View-Fensters in der Datei topo.rgb
geo3view> !ipaste -n topo.rgb Kontrolle der Bilddatei
geo3view Trackball-Menü> Exit Geo3View verlassen
unix> gclean Falls ein- oder mehrere Prozesse hängenbleiben: Entfernen der Unix-Message Queue

Die Graphik-Datei kann umgewandelt werden:

unix> imconv topo.rgb topo.tiff Umwandlung in ein Tiff-File


Oder gleich mit der RGB-Datei im Showcase weiterverarbeiten:

unix> showcase
showcase> Menü Gizmos -> Page -> Page Size -> Metric -> A4 Portrait
showcase> Menü File -> Insert -> Image -> Original -> Auswahl topo.rgb
showcase> Vielfaeltige Möglichkeiten zur Beschriftung und Zeichnung nutzen
showcase> Menü File -> Save as -> Dateinamen (Extension moeglichst .shc)
showcase> Menü File -> Print -> Auto Scale page -> Drucker wählen
showcase> Menü File -> Exit

Last but not least: AUFRÄUMEN! So weit vorhanden alle Dateien mit Ausnahme von: stopo.dis topo.shc und topo.dig löschen.

unix> rm topo.dis.src topo.tiff topo.rgb A_out.dig Löschen aller Dateien mit Zwischenergebnissen
unix> mv * /jura/planet/people/cip/transfer Dateien ins Transfer-Verzeichnis verschieben
unix> cd ..
unix> rmdir topo Spuren vollständig verwischen
unix> logout An der Workstation abmelden
cip> nc Dateien aus dem Transfer (T:\) ins Homeverzeichnis (H:\) und auf Disketten (A:\) sichern


Resultat im Programm Showcase am Beispiel der Diplomarbeit von Oliver Aniol, Geol. Inst. Freiburg

Ausführliche Informationen zu den Programmen im Band 9 der Freiburger Geowissenschaftlichen Beiträge:
Lindenbeck, Ch. & Ulmer, H. (1995): Entwicklung und Anwendung von Computerprogrammen zur Visualisierung geologischer Strukturen und Prozesse.- XIV + 280 S. ((Zusammenfassung, Abbildungen)

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