Geländemodelle

Geländemodelle Visualisierung und Analyse

Gliederung • Motivation • ArcScene – ArcMap • Visualisierung • Arbeiten in ArcScene • Scene & Layer Properties • Blickwinkel • Illumination • Analyse : 3D-Analyst • Contour • Slope • Aspect • Hillshade • Viewshed • Interpolate Line • Line of Sight • Steepest Path

Motivation • Informationen einfach erfassbar • Ergebnis gleich sichtbar und leicht verständlich • Vielfältige Einsatzmöglichkeiten • Trassenplanung • Landwirtschaft • Freizeit und Erholung • Militärisch

3D – Ansicht Drehungen des Objektes im Raum Für Laien einfacher verständlich 3D-Analyse möglich 2D – Aufsicht Keine Drehungen möglich Voraussetzung : Lesen komplexer Karten 3D-Analyse möglich ArcScene - ArcMap

Arbeiten in ArcScene • Tools-Leiste : • Navigate Button • Drehung des Bildes in alle Richtungen • Fly Button • Fliegen durch das Gelände • Select Graphics Button • Auswählen erzeugter Graphiken ( Line of Sight )

Scene Properties • Erreichbar über : SceneLayers/Properties • Überhöhungsfaktor • Hintergrundfarbe • Extend : Größe des Kartenausschnittes

Layer Properties • Erreichbar über : • Layer/ Properties • Base Heights : • Höhe des Layers • Entweder konstant • Layer übernimmt Höhe der Geländeoberfläche • Rendering ( * ) : • Festlegung, wann das Gelände dargestellt werden soll *

Layer Properties • Symbology : • Farbänderung der Klassen • Klassifikation ändern • Wichtig für manche Fragestellungen „Classify“ !

Blickwinkel • Betrachtung aus verschiedenen Perspektiven möglich • Durchführbar in mehreren getrennten Fenstern • Nur in ArcScene anwendbar

Blickwinkel • Änderung des Blickwinkels über Navigate Button • Andere Möglichkeit führt über „View Settings“ • Jeweils neue Ansichtfenster über „Window / Add Viewer“ • Anm : Einzelne Fenster lassen sich im „Viewer Manager“ bearbeiten

View Settings • Einstellung des aktuellen Fensters • Position von Beobachter und Ziel • Vertikale Neigung • Horizontale Neigung • Festlegung der Ansicht (Perspektivisch oder Aufsicht)

Illumination • „Veränderung des Sonnenstandes“ • Schattenwurf 3D – Wirkung • Herausheben bestimmter Geländeeigenschaften • Erreichbar über die • „Scene Properties“ in ArcScene • „Layer Properties“ in ArcMap

Illumination • Azimut : • Stellung der Sonne nach den Kompassrichtungen • Altitude : • Höhe der Sonne über dem Horizont • Contrast : • Stärke des Schattens auf der Oberfläche • Anm : Azimut und Altitude in Grad

Aufgabe 1 • Kopiert das Verzeichnis V:/Geländemodelle/Aufgabe1 in euer Verzeichnis und öffnet es in ArcScene • Stelle euch vor ihr sollt einem Investor, der ein neues Skigebiet plant das Gebiet so präsentieren, dass es optisch möglichst den Anforderungen eines sehr guten Skigebietes entspricht. • Benutzt dazu die Sonnenstände bei 110°,180° und 250°, sowie die Höhen von 75°, 35° und 5°. • Ändert bitte den Kontrast auch von 20,60 bis auf 90. • Erstellt insgesamt drei Beobachtungsfenster und stellt dort jeweils drei verschiedene Perspektiven ein. • Beobachtet was passiert

Analyse • Öffnen des 3D-Analysten : • View/ Toolbars/ 3D-Analyst • Aktivierung unter : • Tools/ Extensions/ 3D-Analyst

Analyse • Contour : Verbindungslinie von Punkten gleichen Wertes ( Höhenlinie ) • 3D-Analyst/ Surface Analysis/ Contour

Contour • Zu bearbeitendes Gelände • Minimale/ Maximale Höhe • Zwischenintervall der Linien • Grundlinie bei der angegebenen Höhe • Ausgabeinformationen • Ausgabedatei

Analyse • Slope : Die Neigung des Hanges in Grad oder Prozent • Aspect : Die Kompassrichtung der Fläche • Hillshade : Schattenwurf des Geländes • Viewshed : Der Sichtbereich von einem Stand- punkt aus • Area/ Volume : Berechnung der 2D/ Geländefläche, sowie des Volu- mens • Anm : Die ersten vier Funktionen erzeugen Rasterdaten und keine TIN‘s

Slope ( TIN ) • Berechnung von Slope : • In Grad : Arcus-Tangenz In Prozent : Tangenz * 100 • Rise • Run

Y Zy+1 Z x-1,y+1 Z x,y+1 Z x+1,y+1 Zy Z x-1,y Z x,y Z x+1,y Zy-1 Z x-1,y-1 Z x,y-1 Z x+1,y-1 X Z x-1 Z x Z x+1 Slope ( Raster ) S = Zellgröße b = ((Z x-1, y+1 + 2Z x, y+1 + Z x+1, y+1) - (Z x-1, y-1 + 2Z x, y-1 + Z x+1, y-1))/8S c = ((Z x+1, y-1 + 2Z x+1, y + Z x+1, y+1) - (Z x-1, y-1 + 2Z x-1, y + Z x-1, y+1))/8S tangent f =  b2 + c2

Viewshed • Sichtbereich von einem Standpunkt aus • Wichtig für die Planung von Sendeantennen, Aussichtspunkten ...

Area/ Volume • Höhenangabe der Fläche, von der aus das Volumen und die Fläche berechnet wird • Wählen, ob über- oder unterhalb der Fläche gerechnet werden soll • Ergebnis der Berechnung

Analyse • Contour • Interpolate Line • Line of Sight • Steepest Path • Höhenprofil angeben ( Interpolate Line ) • in ArcScene nicht berechenbar, aber über „Kopieren“ und „Einfügen“ eingefügt werden

Line of Sight • Die „Line of Sight“ zeigt, was auf dem Weg von einem bestimmten Punkt zu einem anderen bestimmten Punkt sichtbar ist • Sichtbares wird mit grün markiert, nichtsichtbares mitrot • Icon anklicken/ Startpunkt wählen/ Endpunkt wählen Line of Sight wird angezeigt

Baumstruktur in Fließrichtung des Wassers. Steepest Path ( GIS I )

Aufgabe 2 • Ihr sollt für einen Weinbauern die Flächen finden, die den größten Ertrag bringen. Er stellt die Anforderungen an Euch so, dass die Fläche zwischen 5 und 10 % geneigt sein soll. Weiterhin möchte er, dass sie in Südlicher bis Südwestlicher Lage liegt und dass möglichst keine Abflußrinne durch seinen Grund verläuft. Abschließend möchte er noch, dass die Weinhänge in einer Höhe von 16 m liegen. • D:/GISData/ESRI/Tutorial/ArcTutor/Geostatistics/ca-hillshade

Literatur • Modeling our World, Kap. 10 • Using ArcGis 3D Analyst • Geographical Information Systems and Computer Cartography, Kap. 12 • Computerkartographie und GIS, Kap. 7 • www.arches.uga.edu/~hwhiffen/raster&slope.ppt

Danke für Eure Aufmerksamkeit !

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