Autor: Armin Oblin Matrikelnummer: Studienkennzahl: 066, 856. Dokumentation zum Programm1:

Transkript

1 Dokumentation zum Programm1: PHP Programmierung: Rasterbildmanipulation großer und kleiner Maßstab, DHM Klassifizierung und kartographische Aufbereitung: Erstellung von 2 DHMs mit entsprechenden farbhypsometrischen Overlays VU Kartenverwandte Ausdrucksformen Wintersemester 2011/12 LV-Leiter: Karel Kriz und Michael Heuberger Autor: Armin Oblin Matrikelnummer: Studienkennzahl: 066, 856

2 Ziel Ziel des ersten Programms der Vorlesungsübung Kartenverwandte Ausdrucksformen sind zwei farbhypsometrische Overlays für zwei beliebige Höhenmodelle, wovon das eine klein- und das andere mittel- bis großmaßstäbig sein soll. Die gewählten Höhenmodelle (DEMs) müssen dabei als ASCII- Datei vorliegen, um anhand eines während der Vorlesungsübung programmierten PHP-Skripts die entsprechenden Overlays zu erzeugen. Der Code des PHP-Skripts selbst verändert sich dabei in der Wahl der Farbgebung der einzelnen Höhenstufen. Ausgeführt wurde das PHP-Skript anhand der Software FW-Tools. Datengrundlage Als Datengrundlage dienen wie bereits erwähnt zwei Höhenmodelle. Das kleinmaßstäbige von beiden bildet den Alpenraum ab. Als Ausgangsbasis für dieses DEM wurde von der Homepage des US Geolocigal Survey (USGS: die Kachel w020n90 heruntergeladen, welche Mittel- und Nordeuropa in einer Auflösung von ca. 1km darstellt. Dieses DEM wurde anschließend im ArcGIS auf die gewünschte Größe, dem Alpenraum, zugeschnitten. Abbildung 1: Datengrundlage DEM_klein "Alpenraum" Für das großmaßstäbige Overlay wurde ein Höhenmodell des Bezirks Waidhofen an der Ybbs mit einer Auflösung von 10m herangezogen. Die Quelle dieses DEM ist das Land Niederösterreich und stand dem Autor bereits als Datengrundlage in dessen Bachelorarbeit zur Verfügung. Die folgenden beiden Abbildungen zeigen Waidhofen als DEM und als Hillshade. Im Hillshade ist die hohe Auflösung des DEM wesentlich besser zu erkennen. 2

3 Abbildung 2: Datengrundlage DEM_gross "Waidhofen an der Ybbs" Abbildung 3: Datengrundlage DEM_gross als Hillshade 3

4 ASCII Files ASCII (oder: American Standard Code for Information Interchange ) sind im wesentlichen Textdateien, welche angeordnet in Zeilen und Spalten Werte enthalten. Die ersten sechs Zeilen eines ASCII DEMs beschreiben die generellen Eigenschaften des DEMs: ncols bzw. nrows beschreiben die Anzahl der Spalten und Zeilen des DEMs. xllcenter steht für die X- Koordinate der unteren linken Zellenmitte (lower left center). yllcenter synonym für die Y- Koordinate. cellsize gibt die Zellengröße an (im konkreten Fall in Grad). Zeile 6 NODA- TA_value beschreibt den Zahlenwert für Zellen, welche keine Werte enthalten. Alle anderen Werte ab Zeile 7 sind die Höhenwerte der einzelnen Pixel in X- und Y-Ausdehnung. Abbildung 4: Aufbau eines ASCII DEM Erzeugung des Overlays anhand des PHP-Skripts Um anhand des DEM ein Overlay zu erzeugen diente schließlich das PHP-Skript, welches in diesem Abschnitt einer genaueren Betrachtung unterzogen wird. Der Code selbst wird in weiterer Folge Schritt für Schritt dargestellt und die einzelnen Teile beschrieben. Der hier dargestellte Code ist jener für das kleinmaßstäbige Overlay, also für des DEM des Alpenraumes. Einziger Unterschied zum Code des großmaßstäbigen DEMs sind die Farbwerte und Höhengrenzen in der Klassifizierung, worauf später genauer eingegangen wird. In der nachfolgenden Tabelle findet sich jeweils in der linken Spalte der Teil des PHP-Skripts. In der rechten Spalte steht die dazugehörige Beschreibung. Skriptzeilen die mit einem #-Symbol beginnen und grün eingefärbt sind, stellen Kommentare im Skript dar und dienen ebenfalls der Beschreibung und der übersichtlicheren Strukturierung des Skripts. 4

5 Befehl zu Start des Programms Das Zeitlimit wird auf 0 gesetzt -> kein Zeitlimit. Das Speicherlimit wird auf 2048M gesetzt. In diesem Teil werden die Dateien des ausgewählten Verzeichnisses aufgelistet. Außerdem wird bestimmt welche Datei eingelesen wird. Das Programm kontrolliert ob die eingegebene Datei wirklich existiert. Ansonsten wird eine entsprechende Ausgabe geschrieben. Die Input Datei wird in einem Array gespeichert. Die Zeilen der eingelesenen Datei werden gezählt und die Anzahl ausgegeben. Es werden die ersten sechs Zeilen als Headerlines definiert und diese anschließend eingelesen. Dann werden die Headerlines in einem Associated Array abgespeichert. 5

6 Zu jeder Klasse wird in diesem Teil die Farbe Definiert, die sich aus RGB werten zusammensetzt. Zum Ermitteln der passenden Farbscala wurde das DEM im ArcGIS geöffnet und eine passende Farbscala darübergelegt. Anschließend wurden die RGB-Werte dieser Farbscala übernommen. Hier werden die einzelnen Höhenwerte eingelesen und in einem zweidimensionalen Array abgespeichert. Die minimalen und maximalen Werte (entspr. Höhen in DEM) angezeigt. Hier werden die Grenzen der Höhenstufen definiert. Der wer hinter dem = bildet dabei jeweils die Obergrenze der Klasse. Im abgebildeten Skriptteil sind die Klassengrenzen des kleinmaßstäbigen Overlays zu erkennen. 6

7 Die Hintergrundfarbe wird definiert. Und es wird die Einfärbung der Pixel in die zuvor definierten Farbwerte verwirklicht. Die neu erzeigte Datei wird als *.png abgespeichert. Ein dazugehöriges Worldfile wird erzeugt. Ende des Programms als Textausgabe Zuvor definierte Funktion, die Blanks aus den verschiedenen Arrays entfernt 7

8 Ergebnisse Als Ergebnis erhält man schließlich im Verzeichnis ein *.png File, welches das Farb-Overlay (mit den im Skript definierten Höhenstufen und Farbwerten) darstellt, sowie ein dazugehöriges World-File. Die nachfolgende Abbildung zeigt das Overlay für das kleinmaßstäbige DEM, dem Alpenraum. Abbildung 5: Overlay DEM_klein Alpenraum Für das großmaßstäbige DEM wurden im Skript andere Höhengrenzen sowie andre Farbwerte Gewählt, welche in der nachfolgenden Tabelle dargestellt sind. 8

9 Höhengrenzen des großmaßstäbigen Overlays RGB-Werte zu den einzelnen Höhenstufen. Ermittlung der Farbskala synonym zu denen des kleinmaßstäbigen DEMs. Als Ergebnis erhält man auch vom großmaßstäbiges DEM ein entsprechendes Overlay. Abbildung 6: Overlay DEM_groß Waidhofen an der Ybbs In den weiteren Programmen der LV werden diese erzeugten Overlays entsprechend der Aufgabenstellung weiterverwendet. 9