Wie entsteht ein digitales Geländemodell?
Es gibt verschiedene Methoden zur Erfassung der Daten, die für ein digitales Geländemodell (DGM) benötigt werden. Welche Methode geeignet ist, hängt unter Anderem von den Anforderungen an Genauigkeit und Dichte der Daten, Zugänglichkeit des Geländes und dem Budget ab. Folgende Methoden sind üblich:
- Erfassung mittels Photogrammetrie aus Luft- oder Satellitenbildern
- Erfassung mit airbourne Laserscanning (LiDAR) oder terrestrischem 3D-Laserscanning
- Erfassung über Radarfernerkundung (Radio Detection and Ranging)
- Erfassung mit klassischen terrestrischen Vermessungsverfahren wie Tachymeter oder GNSS
Mittels Photogrammetrie werden Bilder von der Geländeberfläche computergestützt ausgewertet. Es entstehen 3D-Punktwolken, welche die notwendigen Daten beinhalten (Lage und Höhe). Bei der anschließenden Auswertung können mittels Passpunkten die Höhen und Koordinaten in das Landesbezugssystem transformiert werden. Die Höhendaten werden extrahiert und zur Ermittlung des DGM verwendet. Die Photogrammetrie wird auch oft mit der Verwendung von Drohnen (UAVs) kombiniert, um die notwendigen Luftbilder zu erhalten.
Die Erfassung der notwendigen Daten mittels Laserscanning / LiDAR (Light Detection and Ranging) wird in Verbindung mit DGMs in der Regel von einem Flugzeug aus unternommen, um die Geländeoberflächen großflächig mit einem Laserstrahl abzutasten. Ein LiDAR-Sensor sendet Laserstrahlen in bekannten Winkeln zur Geländeoberfläche aus, welcher reflektiert wird. Über die exakte Bestimmung der Laufzeitl wird die zurückgelegte Strecke ermittelt, wodurch die Entfernung zur Geländeoberfläche festgelegt ist. Hiermit können Lage und Höhe eines Punktes bestimmt werden. Für kleinere Bereiche oder in Gebäuden kann auch ein terrestrischer 3D-Laserscanner eingesetzt werden.
Die Radarfernerkundung wird von Satellitensystemen im Weltraum oder auch aus speziellen Flugzeugen aus eingesetzt. Radarsignale durchdringen die Atmosphäre, werden von der Geländeoberfläche reflektiert und erneut im Sensor registriert. Da Radar auch bei schlechten Wetterbedingungen eingesetzt werden kann, bietet es viele Vorteile. Die Radarfernerkundung wird im Kontext von großflächigen DGM eingesetzt.
Die klassischen terrestrischen Vermessungsverfahren wie Tachymeter oder GNSS sind weiterhin wichtige Methoden, um Daten für ein DGM zu erhalten. Für kleinere Gebiete ist es dann zu empfehlen, wenn die Bildgestützte Vermessung mittels Photogrammetrie nicht weiterkommt – etwa dann, wenn die zu untersuchende Geländeoberfläche bewachsen ist. Der Einsatz von Tachymetern und / oder GNSS-Systemen empfiehlt sich aber auch dann, wenn alternative Methoden nicht wirtschaftlich sind (etwa bei der Ermittlung von Erdmengen kleinerer Bauvorhaben).
