Digitale Geländemodelle liegen in der Regel als Rasterdaten vor und werden häufig in GIS-Analysen verwendet. Dabei tragen sie sowohl direkt zur Höheninformation als auch indirekt, z.B. als morphometrische oder hydrologische Basisdatensätze, zum prozessorientierten Erkenntnisgewinn bei.
Der Themenkomplex der digitalen Geländemodelle einschließlich ihrer Erstellung auf der Basis unterschiedlicher Fernerkundungssensoren ist vielfältig. Die Materialien des Readers skizzieren verschiedene häufig verwendete Ableitungen und räumliche Filter. Diese Konzepte können auf fast alle Rasterdaten angewendet werden.
Worum geht es in dieses Arbeitsblatt?
In der Übung werden Sie Informationen aus digitalen Geländemodellen ableiten und sich unter anderem mit räumlichen Filtermethoden beschäftigen. Darüber hinaus werden komplexere Werkzeuge wie die Berechnung eines topographischen Indexes oder des Oberflächenabflusses exemplarisch geübt.
Lernziele
Nach dieser Übung können Sie
- Digitale Geländemodelle in ihrer Vielfalt und Bedeutung einschätzen können
- Abgeleitete Rasterdaten mit typischen Werkzeugen (Algorithmen) erzeugen
- diese abgeleiteten Informationen gezielt in Fragestellungen einsetzen
- Direkte und statistisch aggregierte Informationen extrahieren
Benötigte Materialien
Daten
- Copernicus EU-DEM v1.1 Das EU DEM ist das beste und am höchsten aufgelöste homogene DEM für ganz Europa. Es wird aus verschiedenen Datenquellen erzeugt und ist daher räumlich besser aufgelöst als reine SRTM-basierte Höhenmodelle.
- CGIAR-CSI SRTM V4 Der CGIAR-CSI SRTM V4 ist vermutlich der weltweit beste homogen nachprozessierte SRTM-Datensatz. Zur neuen Version 4 sagt CGIAR-CSI: “envisaged that CGIAR-CSI SRTM Version 4 is our definitive and final release […]”, siehe CGIAR FAQ.
- SRTM Geländemodell TileDownloader.
ACHTUNG:(Erfordert Registrierung bei NASA Earthdata) Der Infolink der Oberfläche ist korrupt, daher siehe für die notwendigen Metadaten die NASA JPL Seite.ACHTUNG:Diese Datei muss als ZIP-Datei geladen werden, da es sich um ein SRTMHGT-Format handelt. Format handelt. - OpenDEM Deutschland
ACHTUNG:Bitte unbedingt die Info Seite beachten, da eine umfangreiche Reanalyse der SRTM Daten stattgefunden hat. - OpenDEM Europa
ACHTUNG:Bitte unbedingt die Info Seite beachten, da eine umfangreiche Re-Analyse der SRTM Daten stattgefunden hat. - Polygon Marburg Stadtgebiet
Aufgaben Arbeitsblatt 3
Die Ableitung und Analyse von Rasterdaten ist ein sehr weites Feld. Es umfasst über die Bildverarbeitung und Fernerkundung auch die direkte Interpretation und Analyse von z.B. Geländemodelldaten, die als Basisdaten für räumliche Analysen der realen Welt eine besonders prominente Rolle spielen. Aufgrund der langen Historie und Bedeutung gibt es eine nahezu unüberschaubare Anzahl unterschiedlichster Geländemodelldaten. Insbesondere die bekannten SRTM-Daten liegen in unzähligen Varianten vor. Darüber hinaus gibt es Daten in besserer Qualität. Die obige Datenauswahl soll Ihnen einen Eindruck vermitteln, wo Sie überall fündig werden können, wenn Sie z.B. nach SRTM DEM Deutschland Europa googeln. Natürlich finden Sie zu allen Daten auch die notwendigen Informationen und können dann beurteilen, ob Sie diese für geeignet halten. Deshalb sollten Sie in den folgenden Aufgaben mindestens zwei verschiedene Datensätze verwenden (gerne auch alle).
Aufgabe 03
Gewichtung der Aufgaben in Arbeitsblatt 3
| Aufgabenteil | Gewichtung Teilaufgabe | Gewichtung Gesamt |
|---|---|---|
| Aufgabe 03-01 | 0.5 | 0.11 |
| Aufgabe 03-02 | 0.5 | 0.11 |
| Aufgabe 03 | 1.0 | 0.2 |
Unterstützung
Aufgabe 03-01
Wichtige Meta-Informationen zu den SRTM-Daten finden Sie auf den jeweiligen Seiten der Datenanbieter (z.B. CGIAR FAQ{:target=“_blank”} oder EU-DEM Meta{:target=“_blank”}). Bitte beachten Sie, dass sich die Geländemodelle zum Teil erheblich unterscheiden. Dies gilt nicht nur für das Copernicus-Modell im Vergleich zu den SRTM-Modellen, sondern auch für die SRTM-Modelle, die sich trotz gleicher Datengrundlage erheblich unterscheiden. Besonders wichtig für die erfolgreiche Bearbeitung der letzten Teilaufgabe 03-01 ist die Auseinandersetzung mit den Metadaten.
Benutzen Sie einen der Marburg-Layer aus den vorherigen Sitzungen als Vorlage, um das Raster auszuschneiden.
Das Stichwort für die QGIS-Hilfe zum Mittelwertfilter ist “Nachbarn” oder auch “Filter” in der Werkzeugleiste. Als Ergebnis wird z.B. r.neighbors aus der GRASS GIS Funktionssammlung angezeigt, bei “filter” gibt es eine Reihe von Treffern. Hier ist Simple Filter aus der SAGA GIS Funktionssammlung ein guter Einstieg.
Mit Zonenstatistik können Sie sich die Minimum-/Maximum-/Mittelwerte eines definierten Gebietes als Tabelle ausgeben lassen. Für Marburg können Sie entweder das Stadtgebiet als Polygon digitalisieren oder z.B. nach Verwaltungsgrenzen suchen. Hier wäre z.B. der Bundesamt für Kartographie und Geodäsie Open Data Server{:target=“_blank”} eine gute Einstiegsmöglichkeit. Wenn Ihnen das zu umständlich ist, können Sie auch die Datei Marburg Stadtgebiet) aus dem Download verwenden. Bitte beachten Sie, dass dies natürlich zu unterschiedlichen Ergebnissen führt, wenn Sie unterschiedliche Polygone als Flächenreferenz verwenden.