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Talks and Poster Presentations (without Proceedings-Entry):

L. Winiwarter, J. Otepka, G. Mandlburger, G. Thimian:
"Von Punktwolken zur Struktur im Gelände: Ableitung morphologischer Information mit OPALS";
Talk: Deutscher Kongress für Geographie 2017, Tübingen, Germany; 2017-09-30 - 2017-10-05.



German abstract:
3D-Punktwolken, gewonnen durch Airborne Laserscanning (ALS) oder Dense Image Matching (DIM), stellen heute die Datenbasis für zahlreiche rasterbasierte topographische Produkte dar. Die in diesen Punktwolken enthaltenen morphologischen Strukturen werden bei der Rasterisierung oftmals ausgerundet. Große Bedeutung kommt vor allem 3D-Strukurlinien zu, die als Basis für hochwertige geotopographische Produkte benötigt werden (Digitale Geländemodelle von Wasserläufen (DGM-W), Kartenlayer für ATKIS DTK-Reihe, etc.).
In den letzten zwei Dekaden wurden unterschiedliche Methoden zur Extraktion von Strukturlinien entwickelt. Im Rahmen einer Fachstudie für die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) wurde ein an der TU Wien entwickelter punktwolkenbasierter Ansatz hinsichtlich Automatisationsgrad bzw. Qualität der Strukturlinienextraktion wesentlich verbessert.
Grundvoraussetzung ist eine optimale gegenseitige Orientierung und Georeferenzierung der Flugstreifen. Aus der 3D-Punktwolke werden anschließend die Bodenpunkte extrahiert und daraus ein vorläufiges DGM abgeleitet. Die Detektion der Strukturlinien erfolgt sodann durch Anwendung des Canny Kantendetektionsalgorithmus auf das aus dem DGM abgeleiteten Neigungsmodell. Nach einer automatischen Topologiebereinigung werden die resultierenden 2D-Linien ggf. noch manuell nachbearbeitet.
Basierend auf den korrigierten 2D-Kanten werden in der 3D-Punktwolke aus den Punkten links und rechts der Linie lokale Flächen geschätzt, deren Schnittlinien jeweils Tangenten der Strukturlinie darstellen. Während die Modellierung bei geradlinigem Böschungsverlauf mittels Verschnitt von Ebenenpaaren erfolgt, kommt bei lagemäßig gekrümmtem Linienverlauf ein Ebene-Kegel-Modell und bei durchhängend oder bauchig gewölbten Böschungen ein polynomiales Zylindermodell zur Anwendung. Dieser Vorgang wird für Teilabschnitte ("Patches") der Linie wiederholt durchgeführt, die Schnittlinien dann zusammengeführt und ggf. Zwischenpunkte mittels Bezier-Splines interpoliert.
Die so gewonnenen 3D-Strukturlinien können zur Erstellung eines hochwertigen DGM verwendet werden, das die bekannten Probleme der Ausrundung von Kanten vermeidet.
Das an der TU Wien zur Verarbeitung von 3D-Punktwolken entwickelte Softwarepaket OPALS bietet u.a. einen vollständigen Workflow von der Punktwolke bis zur Interpolation eines solchen DGM mit Berücksichtigung von Geländekanten. Zur leichteren Bedienbarkeit wurde zudem ein Plugin für das Open-Source GIS QGIS entwickelt, das den Nutzer durch die Prozessfolge führt.
Die großflächige Anwendung dieses Konzeptes erfolgte in einem Projekt in Zusammenarbeit mit der BfG, bei dem strömungsrelevante Geländekanten für einen Bereich von etwa 1400 kmē entlang der Havel in Berlin und Brandenburg weitgehend automatisiert abgeleitet wurden.

Created from the Publication Database of the Vienna University of Technology.