Spielwiese
Die Stadt Lauscha und das Heimatdörfle Ernstthal in 3D
- mit öffentlich zugänglichen Daten ein klein wenig am Schreibtisch rumspielen -
Datum: 06.03.2021, letzte Änderung: 09.03.2021
Worum geht's hier?
kurzes Statement vorab:
Offene, kostenfreie und frei zugängliche Daten sind einfach genial!
Das Land Thüringen stellt seit einiger Zeit alle öffentlichen Vermessungsdaten frei* online für jedermann zugänglich.
Welche Daten das im Einzelnen sind und sein können, findet ihr hier: Geoportal Thüringen
Die meisten Thüringer werden bestimmt Kontakt mit Geoproxy gehabt haben - hier kann man sein(e) Grundstück(e) suchen und die Grenzen sehen.
wenn man mal wieder schauen will, ob was vom Nachbar nicht doch auf dem eigenen Grundstück steht - hihi ;-)
Ich habe mir einfach die LiDAR-Daten (also Höhendaten, vereinfacht für die Leser: das sind Punktwolken - also einzelne Punkte im dreidimensionalen Raum, erfasst durch Lasertechnik) für Lauscha und Ernstthal heruntergeladen, dazu die 3D-Gebäudedaten im LOD2 (Level-Of-Detail 2, also vereinfacht: die Gebäude stehen mit der korrekten Größe an der richtigen Stelle und haben ein Dach) und die dazugehörigen Orthophotos (Verzerrungsfreie Luftbilder - man sieht hier bspw. nicht die Wände sondern nur die Dächer).
Dann alles ein wenig bearbeitet, bei Sketchfab.com hochgeladen und für jedermann frei zugänglich dort belassen.
Warum? Ach einfach so - weil wir's können! ;-)
*frei bedeutet hierbei: unter irgendeiner Lizenz wie bspw. unter Namensnennung dl-de/by-2-0, jedoch ohne Geld bezahlen zu müssen
**Es gibt noch viel mehr frei zugängliche Daten, nicht nur aus dem Vermessungsbereich. (Ich liebe bspw. den Zugang zu den europäischen Copernicus Daten der ESA, oder Daten des statistischen Bundesamtes, oder Daten von govdata.de)
Das Vorgehen, ein klein wenig detaillierter
Die Download-Adressen:
Verwendete Programme und Internetseiten / Freeware und OpenSource:
- QGIS
- Blender
- GIMP
Verwendete Programme und Internetseiten / nicht Freeware:
- Sketchfab.com (kann auch Geld kosten)
Vorgehen Kurzfassung:
Die Schritte werde ich nur kurz zusammenfassen (wenn ein richtiges How-To eine große Nachfrage hat, kann ich mal eines machen).
Nach dem Download werden die LiDAR-Daten in ein DGM umgewandelt (also man verbindet die einzelnen Punkte mit Linien und erstellt somit eine geschlossene Fläche),
die Orthophotos werden dann unter Umständen zusätzlich georeferenziert (also an die richtige Stelle der Weltkugel geschoben; falls notwenidg - ist ein wenig Programm abhängig),
danach macht man das "Mapping" - also man legt die Orthophotos auf das DGM (man verschmelzt also das Bild mit der Oberfläche - jetzt erkennt man auch was),
im Anschluss werden dann die 3D-Gebäudedaten auf das DGM gelegt (damit man eckige Gebäude hat - diese heben sich besser hervor)
und dann wird das Modell noch online-fertig verarbeitet (ist i.d.R. durch die Koordinaten und das jeweilige Koordinatensystem notwendig - hat was mit den möglichen Dateiformaten und Variablenlängen zu tun; außerdem muss das Modell stark verkleinert werden, damit man es sich auch ohne ewige Ladezeiten und mit handelsüblichen Geräten anschauen kann).
Generelle Erfahrungen, Tipps, Sachen die einem im Modell auffallen können:
- es gibt direkt die Möglichkeit ein DGM herunterzuladen, man kann sich also den Übergang Punktwolke - DGM sparen (hier sind einige Informationen aber entfernt bzw. weiterverarbeitet, deshalb nehme ich lieber die Punktwolken)
- bei LiDAR-Daten kann es vorkommen, dass gerade bei großen Dachflächen eine Art Kugel / Sphäre über dem Gebäude entsteht. Das Phänomen habe ich stark vereinfacht entfernt. Man erkennt es aber noch beim Glaswerk Ernstthal, ein wenig bei der Glashütte Lauscha und bei Krebsglas in Ernstthal.
(Versuch einer Erklärung - Vermutung: die Messlaser werden an diesen Stellen vmtl. gehäuft falsch zurückgeworfen, wodurch sich eine Abweichung bzw. Fehlerquote darstellt, welche sich durch die unterschiedlichen Messentfernungen während der eigentlichen Aufnahme - Überflug - als Kugel darstellen - wenn jemand aus dem Fachgebiet eine richtige Erklärung für mich hat - ich freue mich über jede fachliche Mail!)
- Vegetation (besonders "lichte" Vegetation) ist ein generelles Thema bei ziemlich allen Messungen. In den LiDAR-Punktwolken sind diese als grobe uneindeutige Masse enthalten. Prinzip: Die Dichte am Boden ist i.d.R. höher als im Vegetationsbereich bei bspw. Baumkronen. Bei der DGM-Erstellung kommt es somit, je nach Einstellungen und Grenzwerten, dazu, dass der Waldboden / also der Geländeverlauf mit einer unbekannten Genauigkeit in das DGM überführt werden kann. Durch die unregelmäßige Dichte des Baumkronenbereichs werden unregelmäßige Körper erstellt, welche beim Nutzer den Eindruck von Bewuchs erzeugen können. Die Genauigkeit ist hierbei natürlich hinüber, aber durch die Einfärbung mit den Orthofotos erkennt man letztlich "Wald".
Zum Vergleich: bei der Messmethode der PW durch Photogrammetrie (also mit handelsüblichen Kameras) käme es hierbei vermutlich nicht dazu, dass der Untergrund zu sehen wäre. Was man vermutlich eher sehen würde, wäre dass der Untergrund im oberen Drittel der Baumkronen geschlossen und sehr unregelmäßig durchlaufen würde. Die eventuell gewünschte 3D-Optik Wald wäre damit ziemlich hinüber.
Das Modell
Lizenz:
dl-de/by-2-0
Während des Schreibens dieses Blog-Eintrages kam ich auf die Idee, etwas mehr über Lauscha und das Heimatdörfle zu machen. Eventuell mal ein umfangreicher Vergleich öffentlicher Daten mit einem anderen Ort? Ich habe da schon so eine Idee - Schauen wir mal ;-)
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