Projektdokumentation

Transkript

1 WS 2016 Projektdokumentation Kartenverwandte Ausdrucksformen LV- LEITER: MAG. MICHEAL HEUBERGER SOYOL-ERDENE ALTANTSETSEG UNIVERSITÄT WIEN VU KARTENVERWANDTE AUSDRUCKSFORMEN

2 Ziel der Lehrveranstaltung Das Ziel dieser Lehrveranstaltung ist es sowohl die traditionellen analogen Methoden als auch die modernen digitalen Techniken der Konstrution kartenverwandter Ausdrucksformen den Teilnehmern zu vermitteln. Hierbei wird zuerst auf die klassischen Ansätze der traditionellen Kartographie eingegangen und dabei werden die wichtigsten Vertreter, die Konstruktionsprinzipien und ihre Werke vorgestellt. Der Schwerpunkt dieser LV wird jedoch auf die modernen digitalen Methoden gelegt. Die Teilnehmer werden einerseits die theoretischen mathematischen Ansätze kennen lernen und andererseits die Möglichkeit bekommen einige Beispiele selbständig am Computer konstruieren zu können. Im Rahmen dieser LV stehen die Bereiche der kartographischen Visualisierung unterschiedlicher, thematischer Sachverhalte, sowie Aspekte der Gestaltung und grundlegenden Funktionen kartenverwandter Darstellungen, wie Anschaulichekit, Naturnähe, Ansprechbarkeit, Übersichtlichkeit, Ästhetik und Funktionalität im Mittelpunkt. Die wichtigsten methodischen Zugänge für den Entwurf kartenverwandter Ausdrucksformen werden formalisiert und anhand von praktischen Beispielen umgesetzt. Die Erstellung von Ausdrucksformen und die Methoden der Datenumsetzung werden ausführlich behandelt, die Umsetzung erfolgt mit Hilfe von frei verfügbaren Daten und Programmen. Interaktiver Unterricht, Diskussion von Beispielen, Durchführung von praktischen Übungen. Zu den Arbeitsaufgaben zählen: PHP Programmierung: Rasterbildmanipulation großer und kleiner Maßstab DHM Klassifizierung und kartographische Aufbereitung. Darunter Erstellung von 2 DHMs mit entsprechenden farbhypsometrischen Overlays 3D Darstellung: DHM + Overlay Manipulation im mittleren und großen Maßstab Google Earth KML Overlay Integration (Anbindung an Programm 1 und 2) Alle Ergebnisse sind mit einer ausführlichen technsichen Dokumentation (Datengrundlage, Erstellungsvorgang, etc.) auf der persönlichen Homepage zu integrieren.

3 Programm 1: Als Datengrundlage wurde von [USGS Earthexplorer] Teile vom nördlichen Alpen ausgewählt (siehe Abb. 1). Abbildung 1: Rohdaten ASTGTM2_N47E012_dem.tif Für die hypsometrische Darstellung wurde von der LV bereitgestellte PHP Script mit folgenden (Abb. 2) Klassifizierung eingesetzt.

4 Abbildung 2: Hypsometrische Darstellung der Höhenklassen mittels PHP - DEM Analyzer Abbildung 3: a) Hellere und b) dunklere hypsometrische Höhenklassen Es wurden zwei Varianten von Höhenklassifizierung erstellt, um bessere Kontrast bei der Geländedarstellung zu erreichen. Anschließend mit der gdaldem hillshade Befehl: [ gdaldem hillshade n48_e016_3arc_v1.asc n48_e016_3arc_v1_hs.tif ] wurde Schummerung des ausgewählten Abschnitts erstellt (siehe Abb. 4). Da die Schummerung zu scharfkantig war, wurde über Gaussian Blur das Geländemodell gefiltert. Zudem wurden die Wasserflächen mit Magic Pen selektiert und in neuen Layer eingezeichnet. Zum Schluss werden die beiden hypsometrischen Karten auf dem Modell übereinandergelegt, um fertige digitale Höhenmodell darzustellen. Das DH Modell wurde anschließend als. PNG Datei von Adobeshop exportiert.

5 VU Kartenverwandte Ausdrucksformen (WS 16/17) Abbildung 4: Geländeschummerung und das Endergebnis Programm 1 Abbildung 5: Geländeschummerung der Alpen Abbildung 9 : Programm 1 - Endergebnis Kleinmaßstäbigen Höhenstufenbild Soyol-Erdene Altantsetseg

6 Abbildung 6: PHP - hellere Höhenklassen Abbildung 7: PHP - dunklere Höhenklassen Abbildung 8: Ergebnisse der Abb. 6 und 7

7 Programm 2: Großmaßstäbige 3D Darstellung Zell am See Die Aufgabenstellung des Programm 2 ist die Erstellung eines realitätsnahen 3D Darstellung mittels Terrain Bender, was von Oregon State University entwickelt wurde. Die Software ist Online freiverfügbar und bietet interaktive Tools für Bearbeitung der 3D Modelle. Jedoch kann die TerrainBender lediglich die ASCII Dateien eingeladen werden. Für Erstellung der realistischen 3D Darstellungen wurden die Datengrundlagen ebenfalls von USGS Earthexplorer heruntergeladen. Allerdings für großmaßstäbige Darstellung wurde die Daten von Programm 1 genutzt, da sich das Gebiet Zell am See in nördlichen Alpen befindet. Dies wurde mit folgendem gdal Befehl rausgeschnitten: Die ausgewählte Clipping Koordinaten wurden von der Google Earth entnommen (Abb. 5). Wie bereits oben erwähnt braucht man die Modellierung ASCII Datei. Desweiteren wurden die erhaltene TIFF Rasterdaten im QGIS über Konvertierungstool in ASCII umgewandelt. Abbildung 9: Ausgesuchte Fläche für 3D Darstellung Nach der Umwandelung wurde das Modell in TerrainBender eingeladen, um weitere Bearbeitungen durchzuführen.

8 Abbildung 10: Zell Am See - Modell in TerrainBender Für die naturnahe Darstellung wurde die Funktion Add Basemap World Imagery con ArcGIS eingesetzt und dementsprend mit GDAL Koordinaten geclippt. Abbildung 11: ArcGIS Add - BaseMap für Zell am See Cover Texture

9 Abbildung 12: Zell am See Texture Im Weiteren wurde der Texture auf dem Modell gelegt und mit folgender Einstellung möglichst realistisch das Gebiet Zell am See dargestellt. Abbildung 13: Bearbeitung in TerrainBender Das Ergebnis wurde als PNG exportiert anschließend im Photoshop Hintergrundbild eingefügt. Abbildung 14: Programm 2 - Endergebnis großmaßstäbigen 3D Darstellung

10 Kleinmaßstäbige 3D Darstellung Alpen Die Vorgehensweise der Erstellung 3D Alpen verlief mit der selben Methoden ab. Die Daten wurde ebenfalls von der USGS Earthexplorer zur Verfügung gestellten Seite heruntergeladen. Für kleinmaßstäbigen Daten benötigt man jedoch die Daten von Digital Elevation GMTED2010 (Global Multi-Resolution Terrain Elevation Data 2010) Dataset. Da in der Aufgabenstellung des ersten Programms ebenfalls eine Erstellung kleinmaßstäbigen Höhenstufenbild zu erstellen war, wurde PHP Script dementsprechend mit hypsometrischen Farbeinstellungen umgeschrieben. Wie oben bereits durchgeführt, wurde hierbei ebenfalls zwei unterschiedliche Bilder des Alpen erstellt, um eine bessere Kontrast zu bekommen (siehe Abb 12-14). Als Nächstes wurde die Geländeschummerung der Alpen mit gdal hillshade Befehl durchgeführt und bekommt man wieder eine TIFF Datei. Mittels QGIS Rasterkonvertierungstool wurde die Datei in ASCII Datei umgewandelt, um in TerrainBender weiter Bearbeitungen durchzuführen. Abbildung 15: Geländeschummerung der Alpen

11 Abbildung 16: umgewandelte ASCII Datei in TerrainBender Texture für Alpen wurde wieder vom ArcGIS Basemape mit den Clipping Koordinaten ausgeschnitten und als PNG exportiert. Abbildung 17: Texture für Alpen Modell Im Terrainbender wird das Model schließlich leicht gekrummt, um eine realitätstreues Bild zu generieren.

12 Abbildung 18: Bearbeitung in TerrainBender Alpen Das fertige 3D Modell wird dann als.png Datei exportiert. Abbildung 19: Exportiertes 3D Modell Alpen

13 Zum Schluss wird ein Hintergrundbild mit Hilfe der Photoshop eingefügt. Abbildung 20: Endergebnis 3D Darstellung Alpen Programm 3: Im letzten Programm sollten die fertige Endergebisse der Programm 1 und 2 als Bild Overlay in Google Earth eingefügt werden. Dies erfolgt direkt im Google Earth Tool -> Bild Overlay Hinzufügen. Hier wird die entsprechenden Datei eingefügt und im Einstellungsfenster Position können die Bildkoordinaten für die entsprechende Ausdehnung eingegeben.

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