Generierung von Topo-Maps (Höhenlinien)
1. Voraussetzungen
2. SRTM
3. DTED0
4. Blackart
5. 3DEM
6. DEM2TOPO
Update:
Ebenfalls durch eine Nachricht von Anton wurde ich darauf aufmerksam
gemacht, dass sich jetzt (22.11.2004) die gepatchten SRTM-Daten zum Download
im Netz befinden. Wenn man also die SRTM-Daten unter dem Link http://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp
herunterlädt, kann man sich die Schritte 2-4 sparen. Die Daten liegen
als GeoTIFF vor, sodass man sie entweder gleich mit DEM2TOPO bearbeiten
oder zur Ausschnittwahl in 3DEM öffnen, den entsprechenden Ausschnitt
speichern und dann mit DEM2TOPO bearbeiten kann.
Die Kenntnis über die Erzeugung von eigenen Topo-Maps verdanke ich einer Seite von Anton (Macnetz) - da diese Seite aber eher die Kurzfassung für Cracks darstellt und ich diese Seiten für Normaluser gedacht habe, denke ich, dass eine ausführlichere Beschreibung zumindest nicht allzusehr schaden wird ...
Anton stellt die Ergebnisse des hier beschriebenen Vorgehens für diverse Bereiche (z.B. Kreta, La Palma, Alpentransit) im .mp-Format auf seiner Homepage zum Download zur Verfügung, wenn sich also jemand erstmal die Ergebnisse anschauen will, bevor er sich ans Werk macht, hier klicken
Ein kleiner Vergleich zwischen Orthofoto, Topokarte 1:15.000 und Strassenkarte mit Höhenlinien (ALAN MAP CD)
Zur im Folgenden beschriebenen Verfahrensweise benötigt man die folgenden Voraussetzungen:
1. Platten- und Arbeitsspeicher satt sowie einen nicht allzu langsamen PC - die hier beschriebenen Schritte sind echte Datenverarbeitung und für jedes MHz Prozessorleistung, jedes MB Arbeitsspeicher und jedes GB Plattenplatz dankbarTopografische Karten im Vektorformat sind selten, im Moment überwiegend unbefriedigend und sowieso für die Bereiche, die man gerne haben möchte, nicht vorhanden - auf der anderen Seite gibt es seit der ShuttleRadarTopographyMission im Jahr 2000 mit den SRTM30-Daten eine Höhensammlung für die gesamte Erdoberfläche mit einer Auflösung von 30 Bogensekunden (ca. 900m), für die Bereiche zwischen 60°N und 54°S mit den SRTM3-Daten eine Sammlung mit einer Auflösung von 3 Bogensekunden (ca. 90m) und die aus Sicherheitsgründen nur zu Forschungszwecken freigegebenen SRTM1-Daten mit einer Auflösung von 1 Bogensekunde (ca. 30m), die inzwischen für den Bereich der USA ebenfalls frei verfügbar sind . Alle diese Sammlungen haben eine Vertikalgenauigkeit von ca. 6m, d.h. sie sind für die meisten zivilen Anwendungen als turbogenau zu bezeichnen, vor allem in Anbetracht ihrer flächendeckenden und kostenlosen Verfügbarkeit.
2. SRTM3 und ggf. SRTM30 Höhendaten (*.hgt / *.dem)
3. DTED0 Höhendaten zum Patchen der Lücken in SRTM3
4. BLACKART zum Ausführen dieser Patches
5. 3DEM zur Auswahl des zu konvertierenden Gebietes und das Abspeichern als GEO-TIFF
6. DEM2TOPO (mit IDLVM) zum Konvertieren dieses GEO-TIFF in eine .mp-Datei.
Demgegenüber fallen die ebenfalls fast flächendeckend vorliegenden DTED0 (DigitalTerrainElevationData) mit einer Vertikalgenauigkeit von 30m und einer Horizontalgenauigkeit von 130m, bezogen auf die Auflösung von 900m, ein wenig ab - sie sind aber ebenfalls kostenlos zu haben und werden nach den gleichen Konventionen wie die SRTM3-Daten benannt und abgespeichert, was den Umgang mit ihnen sehr komfortabel macht.
Das Vorhandensein dieser Daten hat auch dazu geführt, dass verschiedene
auf Freeware spezialisierte Programmierer sich dieser Daten angenommen
haben, um sie für verschiedene Zwecke nutzbar zu machen - so können
jetzt auch Nutzer von MapEdit diese Daten direkt im Format .mp nutzen und
damit in Topo-Karten für Garmin oder MAP verwandeln.
Einen kleinen Haken gibt es allerdings dabei: Das Freeware-Skript DEM2TOPO,
dass diese Konvertierung erledigt, und dass an sich 296 kB Speicherplatz
benötigt, basiert auf der IDL-RuntimeMachine, einer vielleicht am
ehesten mit JAVA vergleichbaren Oberfläche, die aber als Freeware
zum Download bereit steht - allerdings sind dafür 196 MB Plattenplatz
beim Download und 250 MB bei der Ausführung erforderlich.
Wenn man sich damit erst einmal arrangiert hat, sind die 5-10 MB, die
ein Höhendatensatz (ca. 108 x 108 km), von dem man meistens mehrere
braucht, und die 50-60 MB, die ein mittelgrosser Satz Höhenlinien
im Format .mp benötigt, fast schon kleine Fische.
2. SRTM3-Höhendaten und ggf. SRTM30-Höhendaten laden
Die weltweiten SRTM3-Höhendaten unter der Adresse http://edcftp.cr.usgs.gov/pub/data/srtm/ sind nach folgendem Muster gespeichert - nach einer groben Erdteilauswahl, zu der man auch einen Übersichtsplan einsehen kann, folgen die Dateien, die jeweils ein Grad Länge und ein Grad Breite beinhalten, und nach dem linken unteren Punkt benannt sind.
Die SRTM30-Höhendaten, die man entweder zum Patchen oder für die Höhen von Island oder Grönland, die nicht im SRTM3-Satz enthalten sind, benötigt, sind in einem einzigen Verzeichnis gespeichert, enthalten pro Datei 20° Länge und 40° bzw. 50° Breite und sind gemeinerweise nach dem linken oberen Punkt benannt.
3. DTED0-Daten laden
Die DTED0-Daten werden auf der Adresse http://geoengine.nima.mil/geospatial/SW_TOOLS/NIMAMUSE/webinter/rast_roam.html über eine Auswahlmaske ausgewählt, in der man neben dem Zentralen Punkt auch nach Städten etc. suchen kann und dann als Datensatz DTED0 sowie als Zoomfaktor den gewünschten Umkreis angeben sollte - die passenden DTED0-Daten werden dann als *.dt0 zum Download zur Verfügung gestellt. Da sie in den gleichen Gebieten (1° x 1°) und mit den gleichen Namen (linke untere Ecke), aber nach Längengrad in Verzeichnissen geordnet abgespeichert werden, sind sie trotz geringfügig schlechterer Genauigkeit deutlich komfortabler im Handling und auch deutlich schneller im Download
4. BLACKART
Eine sehr schöne Beschreibung vom Verfasser von BLACKART zum Patchen von SRTM-Daten gibt es hier - allerdings in Englisch, weshalb ich nochmal eine Kurzfassung in Deutsch beschreibe:
Als Erstes werden die geladenen SRTM3-Daten mit dem Befehl File|Open
geöffnet - BLACKART öffnet ein Grafikfenster, in dem die Datei
in Blauschattierungen dargestellt wird - eventuelle Datenlücken (NullData-Zones)
erscheinen in knallorange und sind sehr gut zu erkennen.
Für das Flicken (Patchen) dieser Lücken gibt es verschiedene
Möglichkeiten:
In den meisten Fällen wird man mit der Methode 3 die besten Ergebnisse erzielen, weshalb sie im Weiteren genauer beschrieben wird:
- Man lässt BLACKART die Lücken linear interpolieren - je nach Grösse und Lage (Rand oder Mitte) der Lücken können die Ergebnisse von befriedigend bis ungenügend sein
- Man dehnt die eigentlich in einem grösseren Raster erfassten DTED0 oder SRTM30-Daten auf 3 Bogensekunden, intrapoliert die Werte und fügt die Ergebnisse in die Lücken ein
- Man dehnt die DTED0 oder SRTM30-Daten wie vorher, fügt aber nur diese Punkte in die SRTM3-Daten ein und intrapoliert erst in dieser Datei - dadurch werden die Randpunkte der Lücke beim Intrapolieren mit berücksichtigt und ein bruchloser Übergang erreicht.
Die zum Patchen geladenen Daten werden jetzt ebenfalls in BLACKART geladen,
allerdings mit der Option File|Open DTED0 Merge DEM (bzw. SRTM30). Diese
Daten werden ebenfalls in einem (allerdings wesentlich kleineren) Grafikfenster
dargestellt, da sie ja nur 201x201 Punkte enthalten gegenüber den
1201x1201 der SRTM3-Daten.
Um jetzt die einen mit den anderen patchen zu können, müssen
die DTED0 (bzw. SRTM30) auf die gleiche Grösse expandiert werden,
was mit dem Befehl DEM Interpolation|Interpolate Using DTED0 or SRTM30
Data|Expand DTED0 DEM geschieht. Ein drittes Grafikfenster erscheint, in
dem die definierten Höhen als blaues Punktraster, der Rest als schwarze
Fläche erscheint.
Dieses Punktraster wird jetzt mit dem Befehl DEM Interpolation|Interpolate
Using DTED0 or SRTM30 Data|Insert Expanded DTED0 or SRTM30 into SRTM3 eingefügt
und nach Angabe der Interpolationsparameter unter File|Data Input (der
Verfasser von BLACKART schlägt als Standard LSQL=100 und LaplacianIterations=1000
vor) kann BLACKART mit dem Menupunkt Run gestartet werden.
Nach ein oder zwei Tassen Kaffee (oder auch mehr) ist die Datei in der Regel fertig und man ist im Besitz einer in den Lücken geflickten Höhendatei mit einer Auflösung von 3 Bogensekunden, die man als SRTM-Data (*.hgt) speichert.
Diese Datei kann jetzt in dem Programm 3DEM geöffnet werden und man erhält eine schattierte Höhenkarte, in der man die realistische Umsetzung der Patches zumindest einigermassen abschätzen kann. Ausserdem kann man in diesem Programm die erzeugte Datei beschneiden, d.h. den zu bearbeiteten Umfang einschränken, da man ja bisher durch die Definition der Höhendaten immer mit einem Gebiet zwischen ganzzahligen Gradangaben für Länge und Breite zu tun hatte - in den meisten Fällen einer topografischen Karte würde es ein kleineres Gebiet auch tun.
Ist das erledigt, wird die Datei als GEO-TIFF gespeichert - dieses Format benötigt nämlich das Skript DEM2TOPO, um endlich Höhenlinien als shp- oder mp-Dateien erzeugen zu können.
Hat man also IDLVM geladen und installiert und DEM2TOPO gestartet, muss man nur noch die Ausgangsdatei , den gewünschten Abstand der Höhenlinien und das Ausgabeformat (in unserem Fall wahrscheinlich mp) angeben, dann erzeugt das Skript ein Fenster, in dem die MapEdit-gerechte Erzeugung der Höhenpolylinien in Echtzeit angezeigt wird - dabei legt das Programm die erforderlichen Levels selbst an und definiert sie entsprechend der gewählten Abstände der Höhenlinien.
TIP: Die Datei heisst genauso wie die verwendete Geo-TIFF-Datei, diese Automatik kann auch nicht verändert werden, also spätestens bei der Benennung der Geo-TIFF dafür sorgen, dass bei der Ausführung des Skripts keine eventuell schon vorhandenen Kartendetails der Region überschrieben werden.
Die so erzeugte Datei kann dann entweder zusammen mit anderen Daten in MapEdit zu einer Gesamt-Topo verarbeitet werden oder auch als reine Höhenliniendatei bei Bedarf mit auf den GPS-Empfänger geladen werden - wie die Speicherung als img-Datei und die Einbindung in MapSource erfolgt, steht bei den jeweiligen HowTos.