3. 3D Anwendungen

Digitales Höhenmodell (DHM)

3D DHM von Pennsylvania.
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Ein digitales Höhenmodell (DHM) ist eine digitale Repräsentation der Oberfläche eines Geländes. Es wird auch digitales Geländemodell (DGM) genannt.

Wie der Name bereits verrät, ist die Höhe der ausschlaggebende Faktor, der in einem DHM dargestellt wird. Bevor jedoch die Höhe (z) eines bestimmten Punktes festgestellt werden kann, muss ein Bezugssystem für die horizontale Position (x,y) herausgestellt werden. Die am meisten verwendeten geographischen Systeme sind das UTM Koordinatensystem (Universal Transverse Mercator) und das Koordinatensystem der Breiten- und Längengrade.

Wie wird ein DHM konstruiert?

Zunächst wird die Höhe (z) aller Orte in dem gewünschten Gebiet benötigt. Da es unmöglich ist, die Höhe aller Punkte einzugeben, werden nur einige ausgewählt, die sogenannten Gitterpunkte. In diesen Gitterpunkten wird die Höhe exakt gemessen. Das bedeutet, dass für die Gitterpunkte alle drei Parameter (x, y und z) bekannt sind.

Die Höhe der restlichen Koordinaten wird durch die Methode der Interpolation ermittelt. Je dichter die Gitterpunkte gewählt werden, desto genauer werden die räumlichen Informationen des DHM sein. Die Details der Gipfel und Täler des Geländes werden exakter dargestellt, wenn das Gitter engmaschig ist, als wenn die Gitterzellen sehr groß sind. Die Höhe der Punkte, die keine Gitterpunkte bilden, sind nicht in einem DHM enthalten. Demzufolge werden Gipfel- und Talpunkte, die sich nicht mit den Gitterpunkten decken, auch nicht in einem DHM zu sehen sein.

Interpolation eines DHM (rote Linie) einmal mit großen Gitterpunktabständen (oben) und einmal mit kleinen Gitterpunktabständen (unten).

Fragen:
Sehen Sie sich die beiden Abbildungen an. Die rote Linie stellt jeweils das DHM dar, welches versucht das Gelände (schwarze Linie) zu repräsentieren.

1. Welches der DHMs gleicht sich den Kurven des Geländes genauer an? Welche Interpolation ist besser und warum?
2. Worauf deutet der blaue Pfeil hin (obere Abbildung)?

Andere Satellitensensoren können auch für die Erzeugung von DHMs genutzt werden

DHM der vulkanischen Rungwe Provinz, SW Tansania (SRTM, 90 m).

Einige aktive Instrumente, wie zum Beispiel Laser (LINK to Module laser!), können auch benutzt werden um DHMs zu erzeugen. Hierbei sendet der Laser einen Strahl zur Erde aus, der dort reflektiert und dann direkt zum Satelliten zurückgesendet wird. Die Zeit, die der Laserstrahl für die Rückkehr zum Satelliten braucht, wird gemessen. Mithilfe dieser Zeiten können die Abstände des Satelliten zur Oberfläche berechnet werden. Der Laser sendet Strahlen so lange zur Erde bis die gesamte Oberfläche des Geländes vermessen wurde.