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Überflutungsnachweis - Geländemodell

Bruchkanten

Das Konzept der Bruchkanten dient der detaillierten Aufnahme von Gehwegskanten und Mauern. Die Bruchkante wird dabei an der automatisch oder manuell ermittelten Position eingezogen und die im Geländemodell vorhandene Höhe hM wird bestimmt. Da bei Gehwegen davon auszugehen ist, dass ein vermessener Höhenpunkt auf der niedrigen hN (z.B. Straßenfläche) und ein Höhenpunkt auf der hohen Bruchkantenseite hH (Gehwegfläche) liegt, sollte die ermittelte Höhe im Durchschnitt aller Punkte genau die mittlere Höhe des Bruchelements ergeben . Als Folge dieser Erkenntnis wurde der Algorithmus zur Vergabe der Höhen so konzipiert, dass die halbe Bruchkantenhöhe hB (auf der niedrigen Seite) von der ermittelten Höhe hM subtrahiert und auf der höher liegenden Seite addiert wird.

Überflutungsnachweis - Bruchkanten
Gehwegsbruchkanten (links), Häuserbruchkanten (rechts)

Die beschriebene Art der Bruchkanten kann allerdings nicht für das modellieren von Häusern verwendet werden, da hier die ermittelte Höhe hM bereits der niedrigen Höhe hN entspricht und die Bruchkantenhöhe zu 100% aufaddiert werden muss. Aus dieser Anforderung heraus wurden die so genannten Häuserbruchkanten entwickelt und in das Verfahren integriert.

Die Auswirkungen der Bruchkanten auf das Oberflächenabflussverhalten wurden in einer Bachelorarbeit an der Universität der Bundeswehr München untersucht (Freimuth, 2010). Als Fazit dieser Untersuchungen, sowie aus den im Rahmen des Projektes gewonnenen Erfahrungen, kann gefolgert werden, dass der Einfluss der Gehwegskanten zum einen stark mit der Auflösung und Genauigkeit des digitalen Geländemodells verbunden ist und zum anderen weitestgehend vom Wasserstand der benetzten Oberflächenelemente abhängt. Bei detaillierten Geländemodellen mit einer Auflösung von 1x1 m ist der Einfluss der Gehwegbruchkanten sowohl bei sehr niedrigen und bei sehr hohen Wasserständen eher als gering anzusehen. Bei gröber aufgelösten Modellen und Wasserständen im Bereich der Gehweghöhen steigt der Einfluss der eingezogenen Kanten auf die Berechnungsergebnisse merklich an. Generell werden Bruchkanten zwingend zur Diskretisierung verzerrter Bereiche (z.B. durch Messfehler) und zur exakten Modellierung von Häusern und größeren Hindernissen (z.B. Mauern) benötigt.

Optimierung durch Ausdünnung

Je nach Datenquelle bzw. Befliegungsart werden Höhenpunkte mit verschiedenen Strukturen, Punktabständen und Qualitätsstandards geliefert. Eines haben jedoch all diese Daten gemeinsam: es werden nicht die wirklich markanten Punkte aufgezeichnet, sondern eine beliebig strukturierte Menge von Punkten mit annähernd gleichmäßiger Überdeckung der gesamten Oberfläche. Die daraus resultierenden Daten (bis zu 1.000.000 Punkte und mehr pro km2) enthalten sehr viele redundante Informationen, welche die Komplexität stark erhöhen ohne einen signifikanten Gewinn an Genauigkeit zu generieren. Mit Blick auf eine praktikable Berechnungsdauer müssen diese redundanten Informationen entfernt werden, ohne dabei die Genauigkeit vor allem der Berechnungsergebnisse signifikant zu verändern.

Überflutungsnachweis - Geländemodel ohne Ausdünnung
Geländemodell ohne Ausdünnung
Überflutungsnachweis - Geländemodell mit Ausdünnung
Ausdünnung Geländemodell - minimale Dreiecksfläche 2m2