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Interpolation von Höhenmodellen

Sogar aus einzeln gesetzten Höheninformationen lässt sich in GRASS ein Rasterhöhenmodell interpolieren. Dazu importiert man über $ s.in.ascii die einzelnen Höhenpunkte. Die Anordnung in der benötigten ASCII-Datei sieht auch hier folgendermaßen aus:

   Eastcoordinate Northcoordinate Category (getrennt durch Leerzeichen), also:

   Rechtswert Hochwert Höhe

oder digitalisiert wie im vorigen Abschnitt beschrieben, manuell einzelne Punkte.

Aus diesen Höheninformationen errechnet GRASS unter Angabe der Anzahl der gesetzten Punkte (Sites) eine vollständige Rasterkarte. Die gewünschte Auflösung wird mit $ g.region, Menüpunkt 1 eingestellt (GRID RESOLUTION).

Eine Interpolation kann mit mehreren Methoden durchgeführt werden. Die zu wählende Methode hängt von den Eingangsdaten ab. Sofern nicht anders vermerkt, gelten die Verfahren für unregelmäßig verteilte Höhenpunkte sowie regelmäßige Gitter:

Zur Verwendung der IDW-Methode wird das Modul $ s.surf.idw aufgerufen. Die erste Angabe ist die Sitesdatei, die die einzelnen Höhenpunkte enthält. Anschließend benennen Sie die zu erzeugende Rasterdatei. Optional kann die Anzahl der zu berücksichtigen nächsten Nachbarn angegeben werden, standardmäßig sind es zwölf Nachbarpunkte.

Die RST-Methode ist in $ s.surf.rst implementiert. Da die Verwendung von Splines einerseits sehr gute Ergebnisse liefert, andererseits die Steuerung des Moduls aber auch recht komplex ist, sollten Sie unbedingt die Modulbeschreibung lesen (online oder mit g.manual, vgl. auch Abschnitt 7.7)

Die Methoden "`bilineare Interpolation"' und "`kubische Faltung"' sind im Punktformat nicht direkt durchführbar, die Punktdaten müssen vorher mit $ s.to.rast in Rasterpunkte umgewandelt werden. Vorher ist die Punktweite als identische Rasterweite mit $ g.region einzustellen. Dann werden die regelmäßig verteilten Punkte in eine Rasterkarte gleicher Auflösung umgewandelt. Nun ist die neue Rasterauflösung wieder mit $ g.region einzustellen. Anschließend erfolgt die Interpolation auf die höhere Auflösung mit $ r.bilinear. Eine kubische Faltung kann mit $ r.mapcalc programmiert werden.

Der Interpolationsvorgang nimmt je nach Auflösung, Rechnergeschwindigkeit und gewählter Methode einige Zeit in Anspruch. In NETELER & MITASOVA 2002 werden die verschiedenen Interpolationsmethoden ausführlich und mit theoretischem Hintergrund beleuchtet.

Zur besseren Anschauung kann das erzeugte Modell mit dem Modul $ d.3d oder $ nviz dreidimensional betrachtet werden (dafür die soeben erzeugte Rasterdatei als "`rasterfile to be displayed (color)"' sowie auch als "`rasterfile for elevation"' angeben). Näheres zu diesem Thema steht im nächsten Abschnitt. Weitere Umwandlungen, nämlich die Erzeugung von Vektorhöhenlinien, finden Sie im Abschnitt 6.14, die Erzeugung eines Höhenmodells aus Vektorhöhenlinien im Abschnitt 7.7.


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Markus Neteler 2005-04-14