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Lexikon der Kartographie und Geomatik: digitale Geländemodellierung

digitale Geländemodellierung, E digital relief modeling, digital terrain modeling, eine computergestützte Berechnungsmethode, die zu einem digitalen Modell von zusammenhängenden Ausschnitten der Geländeoberfläche führt. Resultierende Produkte der Berechnung sind ein digitales Geländemodell (DGM) oder digitales Höhenmodell. Grundlage ist das gemessene DGM als Rohmodell für die Berechnung, welches neben Punkten ohne herausgehobene Lage im Gelände (Massenpunkte) vor allem Geländelinien beinhaltet. Für die Berechnung des DGM kann entweder die Dreiecksvermaschung (Triangulation) oder die Gitterpunkthöhenberechnung verwendet werden.
1. Dreiecksvermaschungen (TIN – Triangulated Irregular Network) verbinden die gemessenen Geländepunkte mit einem Netz von Dreieckskanten. Die Geländeoberfläche wird durch ein Dreieckspolyeder approximiert. Gebräuchlich für topographische Anwendungen ist die modifizierte Methode nach Delaunay, die als Zwangsseiten Geländelinien berücksichtigen kann. Dies ist aus morphologischen Gründen notwendig. Dreiecksvermaschungen werden z. B. verwendet, wenn gemessene DGM eine inhomogene Punktverteilung aufweisen. Dies ist z. B. bei digitalisierten Höhenlinien oder Echolotprofilen der Fall. Durch die lineare Verbindung der gemessenen Punkte können in diesen Fällen Artefakte weitgehend vermieden werden. Vorteilhaft ist die Verwendung von Dreiecksvermaschungen auch für die Berechnung von Volumen, da die Messdaten direkt eingehen.
2. Ergebnis der Gitterpunkthöhenberechnung ist ein gitterförmiges DGM. Es besteht aus einer Menge von gleichabständigen Oberflächenpunkten, die durch Interpolations- oder Approximationsverfahren gewonnen werden. Ergänzt wird es bei Bedarf durch Angaben zur Punktart und durch Geländelinien. Letztere erhöhen die morphologische Qualität des DGM. Die Integration von reliefbeschreibenden Parametern (z. B. Hangneigung, Exposition) führt zum digitalen Reliefmodell (DRM). Bei interpolierten DGM durchläuft die Modelloberfläche die gemessenen Geländepunkte (Stützpunkte). Approximierte DGM basieren auf einer berechneten Oberfläche, die vermittelnd das gemessene DGM durchläuft. Letztere rufen einen Glättungseffekt hervor, der insbesondere bei inhomogener Höhengenauigkeit der Stützpunkte vorteilhaft sein kann. Im Vergleich mit Dreiecksnetzen zeichnen sich gitterförmige DGM durch leichte Datenverwaltung und Fortführung aus. Die Anpassung der Gitterweite an morphologische Kleinformen kann jedoch auch zu großen Datenmengen führen. Eine typische Gitterweite ist 12,5 m für topographische Karten des Maßstabs 1 : 5 000. Die Höhengenauigkeit ist von der Geländeneigung und den Geländeformen (vgl. Relief) abhängig. Sie beträgt bei oben genannten amtlichen großmaßstäbigen digitalen Höhenmodellen typischerweise 0,5 bis 1,5 m.

GBK

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Prof. Dr. Hermann Drewes, Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut, München

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Dipl.-Met. Horst Hecht, Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, Hamburg

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Prof. Dr.-Ing. Bernhard Heck, Universität Karlsruhe, Geodätisches Institut

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Dr. Frank Heidmann, Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation, Stuttgart

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