Digitale Höhenmodelle, Schummerung, Sichtbarkeit, Einzugsgebiete, Sonnenscheindauer, Einstrahlung und mehr

GISbox Terrain Analysis freier Portalzugang viele Analysemethoden
Mehr Performance & Effizienz für Ihre GIS Projekte Die GISbox beinhaltet eine Sammlung von Geowebdiensten zur Prozessierung und Modellierung von digitalen Höhenmodellen. Eine umfangreiche Funktionsbibliothek ermöglicht die Analyse in den Fachbereichen Hydrologie, Boden oder Erneuerbare Energien. Die Webapplikation reduziert beim Anwender die Investitionen in Hardware und Software und maximiert gleichzeitig die Effizienz von GIS Projekten.
Features Zugang über den Browser Externe CPU - Power Umfangreiche Funktionsbibliotheken für die Prozessierung, mehr Verschiedene Datenformate, mehr Definierbare Kartenprojektionen, mehr integrierte Angebotsoption, mehr
GISbox verwendet SAGA und GRASS Bibliotheken.
Copyright 2011 VisDat geodatentechnologie GmbH
Vier Schritte mit der GISbox 1 Modul Auswahl einer Prozessierungsmethode für das digitale Geländemodell. Es stehen eine Vielzahl von Modulen für eine Terrainanalyse zur Verfügung. 2 Raum Bestimmung des Geländeausschnittes für die Terrainanalyse innerhalb von Deutschland. Zusätzlich kann die Kartenprojektion eingestellt werden. 3 Vorschau Berechnung einer Vorschau. Einstellungsmöglichkeiten für das Datenformat und das gewünschte digitale Höhenmodell. 4 Angebot Fordern Sie ein unverbindliches Angebot an.
Einzugsgebiet
Sichtbarkeitsanalyse Bei der Sichtbarkeitsanalyse wird eine Karte erzeugt, die alle Rasterzellen zeigt, die von einem bestimmten Punkt aus eingesehen werden. Für diesen Beobachtungspunkt kann in den Einstellungen eine Höhe über der Erdoberfläche angegeben werden. Die Ausgabewerte repräsentieren den vertikalen Blickwinkel vom Beobachtungspunkt auf die jeweilige Zelle.Ein Wert von 90 Grad bedeutet einen horizontalen Blickwinkel auf die Zelle. Bei 180 bzw. 0 Grad blickt man senkrecht nach oben bzw. unten.
Sonnenscheindauer Für Vergleiche zwischen regionalen Besonnungsverhältnissen eignen sich besonders Darstellungen der Sonnenscheindauer. Diese wird auf Grundlage der Oberflächengestalt der Erde und dem Sonnenverlauf ermittelt. Als Ergebnis können beispielsweise stundenweise abgestufte Zonen ausgewiesen werden. Die Sonnenscheindauer kann für drei verschiedene Zeitoptionen (einzelner Tag, gesamtes Jahr und Zeitraum) berechnet werden. Desweiteren besteht die Möglichkeit die Solarkonstante anzugeben. Die Solarkonstante repräsentiert die mittlere langjährige Sonneneinstrahlung, die bei mittlerem Abstand Erde–Sonne ohne den Einfluss der Atmosphäre senkrecht auf die Erde auftrifft.
Topographischer Feuchteindex Der Topographische Feuchteindex ist eine hydrologische Modellvorstellung zur Bodenfeuchte. Er gibt die Tendenz einer Zelle Abfluss zu generieren wieder. Zellen mit hoher Feuchte haben einen höheren Abfluss als Zellen mit einer niedrigen Feuchte.
LS Faktor
Flache Gebiete
Senken Füllen
Hangneigung Die Hangneigung lässt sich intuitiv leicht nachvollziehen. Aus mathematischer Sicht wird sie aus der ersten Ableitung der Reliefoberfläche berechnet. In der Reliefanalyse gehört sie neben der Exposition zu den wichtigsten und am häufigsten genutzten Parametern. Die standardmäßig eingestellte Methode ist in der Regel für die Ableitung des Parameters eine gute Wahl. In der Praxis unterscheiden sich die letzten vier Methoden nur wenig. Die ersten beiden Methoden werden eher für die Analyse von Algorithmen zur Fließwegberechnung eingesetzt.
Exposition Wie auch die Hangneigung gehört die Exposition zu den wichtigsten und am häufigsten genutzten Parametern in der Reliefanalyse. Aus mathematischer Sicht wird sie aus der ersten Ableitung der Reliefoberfläche berechnet. Die Expositionsrichtung wird im Uhrzeigersinn von 0 bis 360 Grad angegeben. Die standardmäßig eingestellte Methode ist in der Regel eine für die Ableitung des Parameters eine gute Wahl. In der Praxis unterscheiden sich die letzten vier Methoden nur wenig. Die ersten beiden Methoden werden eher für die Analyse von Algorithmen zur Fließwegberechnung eingesetzt.
Krümmung Horizontale Krümmung Vertikale Krümmung Die zweite Ableitung der Reliefoberfläche kann genutzt werden um abzuleiten ob diese konkav oder konvex gekrümmt ist. Die Krümmung des Reliefs kann für zwei Hauptrichtungen berechnet werden. Zum einen in Richtung der maximalen Hangneigung als vertikale Krümmung und zum anderen senkrecht dazu als horizontale Krümmung. Positive Werte beschreiben eine konvexe negative Werte eine konkave Oberflächenform. Wie werden diese Werte interpretiert? Die Krümmung deutet auf Fließakkumulationen hin. Durch die Kombination der horizontalen und vertikalen Krümmung kann ein Eindruck des Fließverhaltens auf der Geländeoberfläche gewonnen werden.
Krümmung Klassifikation Die quantitativen Beschreibung erfolgt über die horizontale und vertikale Krümmung. Eine qualitative Beschreibung erhält man über die Krümmungs Klassifikation. Als Input für die Klassifikation werden die horizontale und vertikale Krümmung verwendet. Nach der Angabe eines Schwellenwertes für flache Bereiche werden neun Klassen ausgewiesen: 0: Horizontale Krümmung: konkav. Vertikale Krümmung: konkav. 1: Horizontale Krümmung: konkav. Vertikale Krümmung: flach. 2: Horizontale Krümmung: konkav. Vertikale Krümmung: konvex. 3: Horizontale Krümmung: flach. Vertikale Krümmung: konkav. 4: Horizontale Krümmung: flach. Vertikale Krümmung: flach. 5: Horizontale Krümmung: flach. Vertikale Krümmung: konvex. 6: Horizontale Krümmung: konvex. Vertikale Krümmung: konkav. 7: Horizontale Krümmung: konvex. Vertikale Krümmung: flach. 8: Horizontale Krümmung: konvex. Vertikale Krümmung: konvex.
Konvergenz Index Der Konvergenz-Index wird aus den Krümmungswerten des Reliefs abgeleitet und ist ein Maß dafür, wie das Fließverhalten in einer Zelle divergiert (Konvergenz-Index < 0) oder konvergiert (Konvergenz-Index > 0). Dieses konvergenz / divergenz Verhalten der Strömung kann auch mit Hilfe von Krümmungswerten analysiert werden. Der Konvergenz-Index bietet hierfür jedoch eine einfachere und anschaulichere Möglichkeit.
Schummerung Mit Hilfe der Schummerung kann das Relief sehr plastisch visualisiert werden. Diese Art der Darstellung wird häufig in Kombination mit thematischen Karten genutzt um einen dreidimensionalen Eindruck der Karteninhalte zu bekommen. Der Schummerung liegt ein Beleuchtungsalgorithmus zugrunde. Somit muss die Lage der Lichtquelle über den Azimuth und die Deklination definiert werden. Die Überhöhung des Reliefs kann ebenfalls angegeben werden. Durch die Überhöhung ändern sich auch die Hangneigungen und damit die beschatteten Bereiche.
Sonneneinstrahlung Die VisDat GISbox ermöglicht die schnelle und einfache Berechnung der Sonneneinstrahlung beispielsweise zu Standortplanung von Solaranlagen oder zur Habitatabgrenzung von Pflanzen und Tieren. Im Ergebnis entsteht eine Karte mit der empfangenen Sonnenenergie über einen bestimmten Zeitraum. Die Sonneneinstrahlung kann für drei verschiedene Zeitoptionen (einzelner Tag, gesamtes Jahr und Zeitraum) berechnet werden. Desweiteren besteht die Möglichkeit die Solarkonstante anzugeben. Die Solarkonstante repräsentiert die mittlere langjährige Sonneneinstrahlung, die bei mittlerem Abstand Erde–Sonne ohne den Einfluss der Atmosphäre senkrecht auf die Erde auftrifft.
Sonnenscheindauer Für Vergleiche zwischen regionalen Besonnungsverhältnissen eignen sich besonders Darstellungen der Sonnenscheindauer. Diese wird auf Grundlage der Oberflächengestalt der Erde und dem Sonnenverlauf ermittelt. Als Ergebnis können beispielsweise stundenweise abgestufte Zonen ausgewiesen werden. Die Sonnenscheindauer kann für drei verschiedene Zeitoptionen (einzelner Tag, gesamtes Jahr und Zeitraum) berechnet werden. Desweiteren besteht die Möglichkeit die Solarkonstante anzugeben. Die Solarkonstante repräsentiert die mittlere langjährige Sonneneinstrahlung, die bei mittlerem Abstand Erde–Sonne ohne den Einfluss der Atmosphäre senkrecht auf die Erde auftrifft.
Sichtbarkeitsanalyse Bei der Sichtbarkeitsanalyse wird eine Karte erzeugt, die alle Rasterzellen zeigt, die von einem bestimmten Punkt aus eingesehen werden. Für diesen Beobachtungspunkt kann in den Einstellungen eine Höhe über der Erdoberfläche angegeben werden. Die Ausgabewerte repräsentieren den vertikalen Blickwinkel vom Beobachtungspunkt auf die jeweilige Zelle.Ein Wert von 90 Grad bedeutet einen horizontalen Blickwinkel auf die Zelle. Bei 180 bzw. 0 Grad blickt man senkrecht nach oben bzw. unten.
Sky View Factor Der Sky View Factor gibt an wieviel vom Himmel an einem bestimmten Standort gesehen werden kann. In einem tiefen schmalen Tal ist der Factor klein, auf einer Berspitze gross.
Stream Power Index Der Stream Power Index ist ein Indikator für die Bodenerosion durch den Oberflächenabfluss. In die Berechnung des Index gehen die Hangneigung und die Abflussakumulation ein. Wenn z.B. eine Zelle eine hohe Abflussakummulation und ein eine große Hangneigung hat wird davon ausgegangen, dass eine große Menge an Oberflächenabfluss mit hoher Geschwindigkeit auftritt. Damit erhöht sich der Stream Power Index und es steigt das Erosionsrisiko. Der Stream Power Index gibt zudem Hinweise auf die Mächtigkeit des Bodens, der organischen Auflage, zum ph-Wert, zur Korngrößenverteilung und der Pflanzenbedeckung.
Abflussakkumulation Das auf einem Höhenmodell abfließende Wasser akkumuliert sich entlang der Fließwege. In Tälern fließt mehr Wasser zusammen als auf Höhenrücken. Wenn eine Zelle keine Nachbarzellen hat die in diese abfließen erhält sie den Wert 1. Falls Nachbarzellen in die betrachtete Zelle entwässern erhält sie den Wert 1 plus die akkumulierten Werte der entwässernden Nachbarzellen. Die Abflussakkunulation ist synonym zum entwässerten Gebiet zu sehen.
Einzugsgebietshöhe Die Einzugsgebietshöhe repräsentiert für jede Zelle die mittlere Höhe aller Zellen die in diese entwässern minus die Höhe der betrachteten Zelle.
Einzugsgebietsneigung Die Einzugsgebietsneigung repräsentiert für jede Zelle die mittlere Hangneigung aller Zellen die in diese entwässern.
Hanglänge Das Ergebnis der Berechnung der Hanglänge ist insbesondere als Eingangsparameter für die Bodenerosionsmodellierung (v.a. USLE) von Bedeutung. Die Ergebnisse können in der Form interpretiert werden, dass für jede Zelle die Hanglänge entlang der größten Hangneigung aufsummiert wird. D.h. Täler sind durch größere darüberliegende Hanglängen charakterisiert als bspw. Hangrücken.
Terrain Rauheitsindex (TRI) Die Heterogenität des Reliefs kann über den Terrain Rauheitsindex abgebildet werden. Mit diesem Index können Rückschlüsse auf das Vorkommen von Lebensräumen verschiedener Spezies gezogen werden. Für jede Zelle des Höhenmodells wird eine Wurzelfunktion mit den aufsummierten Höhenunterschieden zu den Nachbarzellen berechnet. Große Ergebnisswerte bedeuten ein raues, kleine ein ebenes Gelände. Eine ausführliche Erläuterung finden Sie hier.
Adressen, Telefon, Internet VisDat geodatentechnologie GmbH Am Ende 14 D-01277 Dresden Fax: +49 351 2096537 eMail: info@visdat.de Web: http://www.visdat.de Geschäftsführung Dr. Micha Gebel +49 351 2096540 Dipl.-Ing. Stephan Bürger +49 351 2096534
Tip Die Raumauswahl kann auch auf Grundlage von Ihren Vektordaten (z.B. ESRI-Shape) erfolgen. Diese Funktionalität steht Online noch nicht zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns. Wir unterbreiten Ihnen gerne ein Angebot.
Umfangreiche Funktionsbibliotheken für die Prozessierung In zahlreichen Branchen - wie zum Beispiel Landschaftsplanung, Hydrologie, Geoökologie, erneuerbare Energien oder Straßenbau - bildet die Ableitung und Interpretation von Reliefeigenschaften eine wichtige Informationsquelle und Planungsgrundlage. In der VisDat - GISbox werden die Methoden für die Terrainanalyse in den folgenden Modulen zusammengefasst: Präprozessierung, Basisparameter, Geländebeleuchtung, Hydrologie sowie Morphologie / Reliefanalyse. Ein Vorschaubild wird auf Basis des SRTM-Höhenmodells online berechnet. Die technologische Basis der GISbox bilden die Softwarebibliotheken der OpenSource-Projekte GRASS und SAGA, anerkannte Tools für die Verarbeitung von Geodaten.
Datenformate Rasterdatenformate sind die Austausch- oder Speicherformate von Rasterdaten. Welche Rasterformate verwendet werden, hängt davon ab, um welche Art von Rasterdaten es sich handelt (Binär-, Grauwerte etc.). Typische Rasterdatenformate sind TIFF, PNG, GIF JPEG. Ein Hauptmerkmal eines Rasterdatenformats ist die Komprimierung. Verlustfreie Verfahren ermöglichen die Verringerung der Dateigröße ohne Datenverlust. Bei einem verlustbehafteten Komprimierungsverfahren können höhere Komprimierungsraten erzielt werden. Das derzeit gebräuchlichste verlustfreie Austauschformat ist TIFF, als verlustbehaftetes Format ist JPEG weitverbreitet (http://www.geoinformatik.uni-rostock.de) Mit Unterstützung der GDAL-Bibliothek kann die VisDat-GISbox alle gängigen Rasterdatenformate konvertieren. Die Geospatial Data Abstraction Library (GDAL) ist eine freie Programmbibliothek für die Übersetzung räumlicher Rasterdaten. Als Programmbibliothek bietet es den aufrufenden Programmen ein einheitliches Datenmodell für alle unterstützten Formate. (http://de.wikipedia.org/wiki/Geospatial_Data_Abstraction_Library)
Kartenprojektionen Die kartografische Projektion eines digitalen Höhenmodells zeigt eine zweidimensionale Darstellung der dreidimensionalen Gestalt der Erdoberfläche. In Geographischen Informationssystemen werden die Kartenprojektionen den verschiedenen Koordinatenreferenzsystemen zugeordnet. Es existieren zahlreiche Koordinatenreferenzsysteme, die mit dem EPSG-Code eindeutig definiert werden. In der VisDat - GISbox stehen die für Deutschland gebräuchlichsten Referenzsysteme (Gauss-Krüger, UTM) zur Verfügung: EPSG: 900913 - Google Mercator (weltweit) EPSG: 31466 - DHDN / 3-Grad Gauss-Krüger Zone 2 EPSG: 31467 - DHDN / 3-Grad Gauss-Krüger Zone 3 EPSG: 31468 - DHDN / 3-Grad Gauss-Krüger Zone 4 EPSG: 31469 - DHDN / 3-Grad Gauss-Krüger Zone 5 EPSG: 32632 - WGS 84 / UTM Zone 32N EPSG: 32633 - WGS 84 / UTM Zone 33N
Angebotsoption Die Verfügbarkeit und Auflösung digitaler Höhenmodelle hat in den letzten Jahren stetig zugenommen. Aus Laserscannerbefliegungen werden in einigen Bundesländern bereits Höhenmodelle mit einer Auflösung von 1m erstellt. Zudem sind inzwischen Höhenmodelle mit Unterschieden in Aufnahmezeitpunkt, Prozessierungsmethode, Auflösung und Genauigkeit in den Bundesländern verfügbar. Hieraus ergeben sich für den Nutzer Problemstellungen, die die Effizienz von GIS Projekten herabsetzen können. Bspw. gestaltet sich die Recherchen nach verfügbaren Höhenmodellen und die Transformation in verschiedene Projektionen für den weniger erfahrenen GIS Nutzer zeitaufwändig. Weiterhin treten immer häufiger Kapazitätsgrenzen in der Prozessierung auf, da die Datenmengen zunehmend größer werden. Die GISbox ist ein Werkzeug, dass Ihnen die Arbeit wesentlich vereinfachen kann. In der Webapplikation werden anhand des SRTM 90m Höhenmodells die Ergebnisse der Prozessierungseintellungen anhand eines Vorschaubildes ausgegeben. Anschließend bieten wir Ihnen die Möglichkeit sich ein unverbindliches Angebot für Ihre Projekteinstellungen erstellen zulassen. Bei einer positiven Rückmeldung erwerben wir den entsprechenden Ausschnitt des gewählten Höhenmodells von den zuständigen Vermessungsämtern und prozessieren dieses auf unseren leistungsstarken Servern für Sie. Falls Sie andere Fragestellungen im Bereich Geographische Informationssysteme haben, die nicht durch die GISbox abgedeckt werden nehmen Sie mit uns Kontakt auf wir helfen Ihnen gern.
Frequently Asked Questions F: Sie möchten Ihr eigenes Höhenmodell prozessieren? A: Kontaktieren Sie uns! Wir stellen Ihnen Rechenkapazität und ein Login zur Verfügung. F: Sie vermissen eine Analysefunktion? A: Gerne nehmen wir Ihre Anregungen entgegen und implementieren neue Tools.