Studienarbeit 179

GNSS-basierte Erstellung und Validierung eines digitalen Oberflächenmodells auf der Peloponnes.

von Marc Schumacher

Aufgabensteller: Prof. Dr.-Ing. B. Heck
Betreuer: Dr.-Ing. K. Seitz , Dr. -Ing. M. Mayer
Interne Bibliotheksnummer: 179

Im Messgebiet, einem Landstreifen zwischen einer Meeresbucht und einer Lagune nahe Pylos auf der Peloponnes, haben ca. 500 Chamäleons eine ökologische Nische besetzt. Um Flora und Fauna in diesem Gebiet besser untersuchen zu können, wurden im Rahmen der Studienarbeit Messdaten gesammelt, um aus diesen später zuverlässig und hochgenau ein DGM zu erstellen. Die Generierung eines digitalen Geländemodells stellt gewisse Anforderungen an die Datenerfassung, deren Auswertung und ebenso die spätere Modellierung.

Die Studienarbeit befasste sich im ersten Teil mit den Vorüberlegungen und Vorbereitungen, die nötig sind, um eine Messung erfolgreich durchführen zu können und brauchbare Daten für eine Weiterverarbeitung zu gewinnen. Dabei wurde in Karlsruhe in Abhängigkeit von den zu erwartenden Gegebenheiten vor Ort diskutiert, welches Messverfahren und welche Messausrüstung für das Vorhaben in Frage kommen. Für die Bewältigung dieser Aufgabe wurde ein Messverfahren auf GNSS-Basis angewendet. Als Messmethode wurde das RTK-Verfahren (Real Time Kinematic) gewählt. Hierbei wurde insbesondere auf einen sinnvollen Standpunkt der Referenzstation für die RTK-GNSS-Messungen geachtet. Besonderheiten bei der Geländeaufnahme im Hinblick auf das Endprodukt – das digitale Geländemodell – wurden berücksichtigt, beispielsweise wurden im Feld Geländeformen nur so genau und detailreich aufgenommen, wie sie auch später dargestellt werden konnten.

Die Auswertung in Karlsruhe umfasste die GNSS-Auswertung mit der Bestimmung der Koordinaten des Referenzpunktes im Post Processing (Nutzung von Online-Diensten) und die Erstellung des digitalen Geländemodells mit dem Programm Autodesk Civil 3D 2007. Diese Software stellte ein gutes Werkzeug zur Bewältigung der Aufgabe dar. Für die Erstellung des primären DGMs wurden Vermaschungen nach Delaunay durchgeführt. Die Rasterung zur Erstellung eines sekundären DGMs erfolgte zum einen mit der Natural Neighbour Interpolation und zum anderen mittels Kriging. Im letzten Teil der Studienarbeit wurden verschiedene Rasterweiten im Bezug zur Messung im Gebiet und bezüglich des späteren Verwendungszwecks des digitalen Geländemodells verglichen. Es konnte festgestellt werden, dass mit zunehmender Rasterweite die morphologische Genauigkeit der Geländeformen signifikant abnimmt. In Abhängigkeit von der später verwendeten bzw. nötigen Rasterweite konnte abschließend die räumliche Auflösung und die Genauigkeit der erfassten RTK-Punkte validiert werden. Der Vergleich der Interpolationsverfahren liefert als Ergebnis, dass die Natural Neighbour Interpolation das Gelände besser approximiert als die Interpolation mittels Kriging. Der einzige funktionale Unterschied zwischen diesen beiden Verfahren stellt die Gewichtsfunktion dar, welche beim Kriging zudem recht komplex und rechenintensiv ist. Die Strategie zur Auswahl der zur Interpolation verwendeten Nachbarpunkte ist bei Kriging und Natural Neighbour Interpolation die selbe.

DGM-Ausschnitt		Ausrüstung