Ein digitales Geländemodell (DGM) ist ein Geodatenprodukt, das eine detaillierte, dreidimensionale Darstellung des Erdgeländes liefert, ohne alle natürlichen und künstlichen Merkmale wie Vegetation und Gebäude. Da DGMs sich ausschließlich auf die unbedeckte Oberfläche konzentrieren, sind sie unverzichtbar für Anwendungen, die präzise Höhendaten erfordern, einschließlich hydrologischer Modellierung, Stadtplanung und Infrastrukturentwicklung.

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So werden DGMs erstellt

DGMs werden in der Regel aus Fernerkundungstechnologien oder Felduntersuchungen abgeleitet. Zu den gängigen Methoden gehören:

• LiDAR: LiDAR-Sensoren senden Laserimpulse aus, um die Entfernung zur Erdoberfläche zu messen und dabei hochauflösende Höhendaten zu generieren.
• Photogrammetrie: Durch die Analyse überlappender Luft- oder Satellitenbilder berechnet die Photogrammetrie Höhenwerte, um DGMs zu erstellen.
• Satellitenradar: Das Radar mit synthetischer Apertur (SAR) sammelt Höhendaten über große Gebiete und eignet sich für die Erstellung von DGMs auf regionaler Ebene.
• Manuelle Vermessung: Herkömmliche Bodenuntersuchungen liefern präzise Höhenpunkte, obwohl die Reichweite im Vergleich zur Fernerkundung begrenzt ist.

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Eigenschaften

Zu den wichtigsten Eigenschaften von DGMs gehören:

• Darstellung unbedeckter Erde: DGMs schließen Merkmale wie Bäume, Gebäude und andere Oberflächenhindernisse aus, um sich ausschließlich auf das Gelände zu konzentrieren.
• Auflösung: Die Auflösung eines DGM bestimmt den Detaillierungsgrad. Bei höheren Auflösungen werden feinere Geländemerkmale erfasst.
• Vertikale Genauigkeit: DGMs stellen die Höhe sehr genau dar und sind daher für kritische Anwendungen wie die Hochwassermodellierung zuverlässig.

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Anwendungen

DGMs sind in verschiedenen Disziplinen von unschätzbarem Wert und unterstützen kritische Entscheidungen und Analysen:

• Hydrologie und Hochwassermodellierung: DGMs helfen dabei, Wasserflüsse zu modellieren, Überschwemmungsgebiete vorherzusagen und Entwässerungsmuster zu identifizieren, die für das Wasserressourcenmanagement und die Katastrophenvorsorge von entscheidender Bedeutung sind.
• Landnutzung und Stadtplanung: Planer verwenden DGMs, um die Hangstabilität zu bewerten, geeignete Standorte für die Entwicklung zu ermitteln und Verkehrsnetze zu entwerfen.
• Infrastrukturplanung: Ingenieure verlassen sich bei der Straßenausrichtung, Brückenplatzierung und anderen Infrastrukturprojekten auf DGMs, um effiziente und kostengünstige Designs zu gewährleisten.
• Umweltmanagement: DGMs helfen bei der Überwachung der Erosion, der Analyse der Bodeneignung und der Bewirtschaftung natürlicher Lebensräume.
• Telekommunikation: DGMs unterstützen die Planung von Funkmasten, indem sie Sichtlinien und optimale Standorte für die Signalabdeckung identifizieren.

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Vorteile

DGMs bieten zahlreiche Vorteile für die raumbezogene Analyse und Planung:

• Genauigkeit und Detailgenauigkeit: DGMs liefern präzise Höhendaten und ermöglichen so zuverlässige Analysen für kritische Projekte.
• Breite Anwendbarkeit: Von Studien auf lokaler Ebene bis hin zur Regionalplanung sind DGMs vielseitige Tools für verschiedene Branchen.
• GIS-Integration: DGMs lassen sich nahtlos in GIS-Plattformen integrieren und unterstützen erweiterte räumliche Analysen und Visualisierungen.
• Kosteneffizienz: Mit dem Aufkommen moderner Fernerkundungstechnologien ist die Generierung von DGMs schneller und kostegünstiger geworden.

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Herausforderungen

Trotz ihres Nutzens stehen DGMs vor bestimmten Herausforderungen:

• Datenlücken: In Gebieten mit dichter Vegetation oder extremem Gelände kann die Datenerfassung und zu Lücken oder Ungenauigkeiten führen.
• Verarbeitungsanforderungen: Hochauflösende DGMs generieren große Datensätze, für deren Verarbeitung und Analyse erhebliche Rechenressourcen erforderlich sind.
• Zeitliche Einschränkungen: DGMs stellen statische Geländebedingungen dar und berücksichtigen möglicherweise keine dynamischen Veränderungen wie Erosion oder Bauarbeiten.

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Neue Trends

Technologische Fortschritte prägen die Zukunft der DGMs:

• Höhere Auflösungen: Fortschritte in LiDAR und Photogrammetrie ermöglichen die Erstellung ultrahochauflösender DGMs für detaillierte Analysen.
• Echtzeit-DGMs: Die Integration mit Echtzeit-Datenströmen wie Drohnen und IoT-Sensoren ermöglicht eine dynamische Geländemodellierung.
• 3D/4D-Geländemodelle: DGMs werden zunehmend mit Zeitreihendaten kombiniert, wodurch 4D-Modelle erstellt werden, die Geländeveränderungen im Laufe der Zeit verfolgen.
• Integration künstlicher Intelligenz (KI): KI wird verwendet, um die Verarbeitung von Höhenrohdaten zu automatisieren, Fehler zu reduzieren und die DGM-Generierung zu beschleunigen.

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DGM ist ein grundlegendes Werkzeug in der Geoanalyse und bietet eine präzise Darstellung der nackten Erdoberfläche. Seine Anwendungen umfassen ein breites Spektrum von Bereichen, von der Hydrologie bis zur Stadtplanung, und sind daher unverzichtbar für fundierte Entscheidungen. Im Zuge der Weiterentwicklung von Technologien wie LiDAR und KI werden DGMs noch detaillierter und zugänglicher werden, was ihre Rolle bei der Gestaltung nachhaltiger und effizienter Lösungen für die Zukunft stärken wird.