Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

Moderator: Roland Ziegler

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Roland Ziegler
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Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#1 Beitrag von Roland Ziegler »

Es ist unglaublich: Auch hierzulande gibt es jetzt einen ernsthaften Versuch, hochauflösende Höhendaten kostenlos unters Volk zu bringen, und zwar in Nordrhein-Westfalen, noch dazu in der schier unfassbaren Gitterweite von nur 1 m, in Worten "ein Meter". Ich wollte erst meinen Augen nicht trauen. Und dann auch noch für die eigene Heimat! Zum Vergleich: Unseren klassischen SRTM-Daten haben ein Raster von 60x90m bei 3 Bogensekunden. Die 1-Sekunden-Ausgabe bei SRTM bietet zwar nominell 20x30m, aber nicht inhaltlich.

1 m ist jetzt fantastisch genau, aber leider auch mit enormen Datenmengen verbunden.

Hier die Adresse:
https://www.opengeodata.nrw.de/produkte ... /dgm/dgm1/

Koordinatensystem ist UTM/ETRS89, für TransDEM äquivalent zu UTM/WGS84 (obwohl, bei 1m Genauigkeit müssten wir da eigentlich schon anfangen, Kontinentalplatten zu korrigieren). Datenformat ist XYZ, also einfachster Text, aber erst mit ein wenig Vorverarbeitung auch von TransDEM lesbar.

Der kleine Haken: Die Kodierung ist EPSG:4647, im Klartext:
ETRS89, UTM(6-Grad-Streifensystem), Zone 32, mit führender Zonenkennzahl 32 (ehemals auch EPSG:35832)

Das heißt, in den xyz-Dateien steht vor allen x-Werten die Zonennummer 32, so ähnlich wie das früher mit dem Meridianstreifen bei Gauß/Krüger üblich war. Deutsche Sonderwege.

Diese 32 muss verschwinden. Kann man in einem besseren Texteditor automatisiert machen lassen.

Dann sieht das nach TransDEM-Import so aus, Beispiel Monschau, Vennbahntrasse und ehemaliger Bahnhof (als Karte Open Street Map in Open Topo Map-Darstellung überblendet):

Bild
Bild

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Michael_Poschmann
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#2 Beitrag von Michael_Poschmann »

Moin Roland,

klingt spannend. Werde im Raum Schwerte mal die Probe aufs Exempel machen. Bei dieser Gitterweite sollten abgestellte Ferkeltaxen im AW ja erkennbar sein. :ausheck
Jetzt ist mein letztes Arbeiten mit Rohdaten für DEM schon eine Weile her. Dunkel erinnere ich mich, dass irgendein Parameter einzustellen war, der eine Rasterweite vorgibt. Welcher Wert empfiehlt sich denn in diesem Anwendungsfall, um die Balance zwischen explodierender Datenmenge und guter Auflösung zu halten?

Grüße
Michael
Zuletzt geändert von Michael_Poschmann am 05.03.2017 22:45:02, insgesamt 1-mal geändert.

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Roland Ziegler
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#3 Beitrag von Roland Ziegler »

Hier ein kleines Helferlein, um die Zonenkennung zu entfernen:
https://transdem.de/download/public/mis ... rei1.0.zip" target="_blank

Bedienung ist einfach. zip auspacken, Programm installieren und starten.
Ordner wählen, wohin man die xyz-Dateien entpackt hat, und Durchlauf starten.

In TransDEM beim xyz-Import vorher sicherheitshalber das Koordinatensystem auf UTM/WGS84 setzen.

Beim xyz-Import muss die Zone angegeben werden, 32, fehlt ja sonst und die Gitterweite 1m. xyz ist nämlich nicht auf feste Gitterweite angewiesen. Dann auch der Effizienz wegen möglichst alle xyz-Dateien, die man benötigt - sind immer 2x2km-Kacheln - über "Weitere Datei einlesen" hinzufügen (Buchhaltung nicht vergessen!) und schließlich "Eingelesene Daten importieren". DEM speichern.

Geländeschummerung einschalten, ggf. anpassen, und an den Bodenformationen erfreuen.

Erst für die spätere Weiterverarbeitung Zusi/GF die Gitterweite verringern und DEM unter neuem Namen speichern.

Für die finale Gitterweite habe ich noch keine Idee. Hochauflösende Höhendaten sind eine völlig neue Welt. Weder Zusi noch der GF sind darauf vorbereitet, diese Daten in ihrer ganzen Pracht nutzen zu können. Vielleicht mal mit 10m beginnen.

F(R)S-Bauer
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#4 Beitrag von F(R)S-Bauer »

Nabend,

1,4 GB als Zipdatei für ein Düsseldorfer Modul...Für ganz Deutschland muß man dann wohl ein SAN-Cluster drunter packen.... :wow
Also, es sei dran erinnert das Windows auch Ordner per Schalter Komprimieren kann.

mfg

Ralf
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#5 Beitrag von Michael_Poschmann »

Erster kurzer Praxistest im Raum Schwerte.
Die Rohdaten bestehen aus 24 Einzeldateien. TransDEM verweigert etwa bei Datei Nr 20 aufgrund von Speichermangel das weitere Einlesen. Immerhin mit qualifizierter Meldung, wie bei Rolands Werkzeugen üblich - da kenne ich andere Werkzeuge, die in solchen Fällen stumpf abschmieren. :ausheck
Habe also die Rohdaten in zwei Hälften eingelesen und jeweils als DEM abgespeichert. Das Zusammenfügen ergibt (nicht ganz unerwartet) ebenfalls Speicherprobleme. Also die DEM auf 2m Stützweite umskaliert und dann vereinigt. Das Ergebnis ist immer noch schick, man sieht wirklich jede Ackerfurche.

Fazit: Die Umstellung für die aktuellen Bauvorhaben ist sinnvoll, bedarf aber einigen Aufwands. (@ Jürgen, bitte in Langschede daher mit dem GF-Einsatz noch etwas warten).

Grüße
Michael

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Carsten Hölscher
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#6 Beitrag von Carsten Hölscher »

Die sind also nicht nur hochaufgelöst, sondern auch präzise? Hilft ja nichts, wenn man dann die Baumkronen im 1m-Raster bekommt.

carsten

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Michael_Poschmann
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#7 Beitrag von Michael_Poschmann »

Wirklich sehr gut. Es wird jede Menge herausgerechnet, so sind z.B. die Brücken der A1 über die Bahn bei Westhofen nicht als Höhenlage verzeichnet, sondern in diesem Bereich die - maßgebliche - Trassenlage der Bahn. Details: Man kann sogar Mauern von Ruhr-Staustufen erkennen. :wow
Nur sind die Daten leider offenbar (noch?) unvollständig und etwas eigenartig geschnitten. Scheint "work in progress" zu sein.
Aber gegenüber den grottigen bisherigen Daten im Raum Langschede - Schwerte, wo ich alles anhand von Ortskenntnis, Fotos und eigenen Beobachtungen rekonstruieren und geradeziehen muss, wirklich ein enormer Fortschritt.

Grüße
Michael
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Frank Wenzel
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#8 Beitrag von Frank Wenzel »

F(R)S-Bauer hat geschrieben:Nabend,

1,4 GB als Zipdatei für ein Düsseldorfer Modul...
Wahrlich "big data" :rofl
Gruß ins Forum, Frank - www.zusi-sk.eu - Youtube

F(R)S-Bauer
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#9 Beitrag von F(R)S-Bauer »

Nabend,

wenn die Daten Taugen und zu ein Merklichen Ergebnis im Simulator beitragen ("Vorbildeindruck"), wird man zu mindesten mal über 64Bit Editoren (So nioch nicht vorhanden) oder andere Algorithmen zur Verarbeitung nachdenken müssen... Denke Ich...

Wenn ich mir oben das Bitmap ansehe kann man ja schon überlegen mittels Renderung die Straßen daraus zu generieren...

mfg

Ralf
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Roland Ziegler
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#10 Beitrag von Roland Ziegler »

Carsten Hölscher hat geschrieben:Die sind also nicht nur hochaufgelöst, sondern auch präzise? Hilft ja nichts, wenn man dann die Baumkronen im 1m-Raster bekommt.
Man unterscheidet Digitales Geländemodell und Digitales Oberflächenmodell:
https://de.wikipedia.org/wiki/Digitales ... 6henmodell" target="_blank

Im Prinzip soll das Digitale Geländemodell (DGM, brit. engl. DTM) die natürliche Erdoberfläche abbilden und das Digitale Oberflächenmodell (DOM, brit. engl. DSM) die tatsächliche Oberfläche mit Gebäuden und Bäumen. SRTM und ASTER sind ohne Nachbearbeitung Oberflächenmodelle, die SRTM-Nachbearbeitung mit Open Street Map der Uni Heidelberg (anderer Thread) machte daraus dann ein Geländemodell.

In der Praxis ist die Unterscheidung schwieriger. Der Kulturraum ist voller Kunstbauten. Wann sind es Gebäude, wann ist es die natürliche Geländeoberfläche? Erdbauten rechnet man in jedem Fall zum Gelände. Deswegen bekommen wir so wunderschöne Einschnitte, Dämme, Rampen und Böschungen der Verkehrswege bei den hochauflösenden Daten. Im allgemeinen zählt man so ziemlich alles, was die Bauingenieure als "Tiefbau" bezeichnen, zum Geländemodell, mit einer signifikanten Ausnahme, dem Brückenbau: Widerlager ja, Pfeiler und Überbau nein.

Ein Grund, warum wir zunehmend auf hochauflösende Höhendaten treffen, ist eine sich immer weiter verbreitende neuartige Erfassungstechnik: LIDAR. Und wenn ein Land anfängt, solche Daten kostenlos zu verteilen, geraten andere in Zugzwang. Ab 2010 fingen die Amerikaner an, erste Daten in 1/9-Bodensekunden vorzustellen (etwa 3m), zunächst noch terrestrisch, dann LIDAR, andere Länder/Regionen zogen nach. Spektakulär war der Einstieg Südtirols mit 2,5m-Raster. Die Briten folgten 2015, mit 2m, 1m und sogar 50cm. Da kann man wirklich jede Ackerfurche erkennen.

Das Problem für die Anwendung in der 3D-Simulation von Landschaften sind die gigantischen Datenmengen. Man wird Algorithmen benötigen, die das Gelände für den Betrachter immer nur dort in voller Pracht zeigen, wo das virtuelle Auge gerade hinschaut. Solche Algorithmen gibt es. Der klassische Microsoft-Flugsimulator zeigte so etwas in seiner letzten Version, da allerdings noch komplett in der CPU gerechnet.

Reinhard Raschke
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#11 Beitrag von Reinhard Raschke »

Feedback aus dem Workflow

1. Danke für das Filtern solcher Perlen aus der Datenflut des Internets und das Erstellen von Tools

Das gilt für alle Zusi Forscher & Bastler!

2. Datenvolumen:

Die entpackte Zip-Datei für mein Modul Rheda-(Wiedenbrück) ist 4,27 GB groß und besteht aus 37 Einzeldateien.
Davon benötige ich derzeit 12 Dateien, was dann 1,38 GB beträgt.
Durch die Bearbeitung mit dem Tool XYZ-Zonenfrei reduziert sich das Ganze auf 1,34 GB.
Anmerkung:
XYZ-Zonenfrei verträgt sich nicht mit meinem Virenscanner (Kaspersky Internet Security).
XYZ-Zonenfrei wird von ihm gelöscht und die Dateiänderungen rückgängig gemacht, löl.
Da hilft im Moment nur Deaktivierung.

Mit TransDem ensteht aus den 12 Teilen dann eine ca. 244 MB große DEM-Datei.
Anmerkung:
Ich habe aus reiner Klickfaulheit die Dateien für den XYZ-Import windowstechnisch markiert (1. Datei markieren, Shift halten, letzte Datei markieren)
Aber TransDem erreicht dabei wohl seine derzeitige Grenze, was die Pfadnamenslänge angeht.
Nachdem ich die Dateinamen auf 1, 2, 3...12 gekürzt hatte, hat er den ganzen Block verarbeitet.

3. Der Einsatz dieser DEM-Datei im Gleisplaneditor führt dann schon zu einiger Wartezeit im Bildaufbau.

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Wolfgang Hüttner
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#12 Beitrag von Wolfgang Hüttner »

Auch ich habe mir diese Daten angeschaut und kann nur sagen, diese Daten sind phänomenal gut.

Ich habe verschiedene Rasterauflösungen von 1m bis 5m probiert, mit dem 5m Raster kann man arbeiten.
Dies verkleinert die Originaldaten bereits um das 25fache ohne signifikante Genauigkeitsverluste.
Da kann man schon fast auf die Idee kommen, Dämme und Einschnitte automatisch generieren zu lassen.
Zum direkten Vergleich zwei Screenshots eines Waldbereiches von Bergheim.

Hochauflösendes DEM verkleinert auf 5m Raster:
Bild

Die gleiche Ansicht mit dem DEM aus SRTM:
Bild

Da kann man nur hoffen, dass bald weitere Bundesländer folgen.

Gruß
Wolfgang

F(R)S-Bauer
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#13 Beitrag von F(R)S-Bauer »

Hallo,

also ein Art Mechanismus der abhängig vom Abstand verfeinert.

mfg

Ralf
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Michael_Poschmann
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#14 Beitrag von Michael_Poschmann »

Nennt sich meines Wissens TransDEM. :ausheck

Bei meinen Bauvorhaben nutze ich übrigens zwei DEM-Versionen. Eine "streckennahe" Variante, die lediglich einige wenige hundert Meter links und rechts der Trasse abdeckt. Diese kann mit dem neuen Datenmaterial durchaus hochauflösend im Zwei- bis Fünf-Meter-Raster sein. Und dann eine umfassende Version mit teilweise mehreren Kilometern Abstand zur Streckenachse, die bei der Grundplattengenerierung im Geländeformer zum Einsatz kommt. Hier gilt es, auch die entfernten Randbereiche zu berücksichtigen. Lade- und Rechenzeiten fallen bei diesem einmaligen Vorgang weniger ins Gewicht. Zudem komme ich hier mit einer 10 m-Auflösung und etwas höher parametrierten Glättungsfaktoren prima klar. Besser gesagt Jürgen, denn bei ihm landet dieser finale Arbeitsschritt im Rahmen unserer Aufgabenteilung im Projekt.

Grüße
Michael

Reinhard Raschke
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#15 Beitrag von Reinhard Raschke »

Hallo nochmal,

durch das ständige hantieren mit diesen 1m² DEM-Dateien habe ich mir folgende Optimierung überlegt.

Aktuell wird zu jedem Verschieben des Bildinhaltes auf dem Gleisplan nach r., l., o., u., zoom in/out im Gleiseditor dazu auch eine hinterlegte DEM-Datei

durchgerechnet/mitpositioniert.


Meine Änderung würde deshalb den Gleiseditor wie folgt betreffen:


Wie gehabt, laden des DEM-Files mit "Lageplan bearbeiten > DEM-Datei festlegen" in den Speicher

Dann würde ein neuer Button benötigt, der festlegt und auch grafisch anzeigt (aktiv/inaktiv) ob der Speicherbereich, der die DEM-Datei enthält, mitberechnet werden soll.

Er wäre standardmäßig inaktiv.

Erst wenn man dann die richtige Stelle im Gleisplan für einen neuen Höhenpunkt aufgesucht hat, schaltet man mit dem Button die DEM-Berechnung scharf.

Parallel dazu müßte der Button zum Höhenpunkt setzen auch aktiv/inaktiv gesetzt werden.

Das würde eine Menge Zeit bei der Positionierung einsparen.

Im Moment behelfe ich mich damit, daß ich den Pfadnamen des DEM-Files unter "Ansicht > Lageplan-Eigenschaften" entferne, bevor ich die Gleisplanansicht großartig ändere.

Nachteil dabei: Ich muss die DEM-Datei, wenn ich den neuen Bildausschnitt erreicht habe erst wieder laden, was halt auch dauert.

Gruß Reinhard
Zuletzt geändert von Reinhard Raschke am 23.03.2017 14:25:03, insgesamt 2-mal geändert.

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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#16 Beitrag von Carsten Hölscher »

Läßt Du das DEM grafisch anzeigen in dieser Grauschattierung?

Carsten

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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#17 Beitrag von Reinhard Raschke »

@ Carsten:

Nein, eine optische Ansicht des DEM´s ist bei mir nicht eingestellt.

Gruß

Reinhard

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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#18 Beitrag von Carsten Hölscher »

OK, dann sollte aber eigentlich gar kein Rechenaufwand anfallen beim Navigieren (wüßte zumindest nicht warum).

Carsten

Reinhard Raschke
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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#19 Beitrag von Reinhard Raschke »

@ Carsten:

Etwas muss der Rechner ja machen, da er zu dem Bildausschnitt ja immer die passenden Höhendaten aus der DEM-Datei herausfiltern muss.

So stelle ich mir persönlich zumindest den Vorgang vor.

Und da hat er etwas zu tun, denn die DEM-Datei hat 244 MB.

Ohne es gestoppt zu haben, dauert die Bildberechnung genauso lange, wie das Einlesen der Datei an sich.

Gruß

Reinhard

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Re: Hochauflösende Höhendaten (1m !) für Nordrhein-Westfalen

#20 Beitrag von Michael_Poschmann »

Guten Abend,

es empfiehlt sich auf alle Fälle, für das Bauen im 3D-Editor eine DEM-Version "trassennah" anzulegen, die handhabbar ist. Bei mir für das Modul Schwerte Ost kommen 15 MB zusammen. Die später für den Geländeformer verwendete DEM-Version ist deutlich umfangreicher. Sie kann aber ggf. auch in der Auflösung heruntergestuft werden, versuchsweise werden wir wohl mit 4m-Raster bei der Geländeerzeugung starten, immer noch Faktor 2.5 detaillierter als bisher. Details glättet der GF eh weg.

Grüße
Michael

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