Unsere GIS-Anwendung - HPC AG

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Schwerpunktthema
GIS in der 3. Dimension
Mehr als nur Show
Kassel – Geographische Informationssysteme
werden eingesetzt, um geographische
Objekte und Sachdaten in einer geordneten
Struktur zu verwalten. Ein Zusatznutzen
entsteht aus den Möglichkeiten der geographischen
Analyse. Die meisten Systeme
entwerfen jedoch nur ein zweidimensionales
Bild des Objektes. Für ingenieurtechnische
und geologische Fragestellungen ist
jedoch die 3. Dimension von großem
Interesse, die Betrachtung des dreidimensionalen
Raumes sowohl über als auch unter
der Erde. Durch die Erweiterung des GIS in
ein 3D-fähiges Systemen können auch diese
Fragestellungen im System dargestellt
werden. Dadurch eröffnen sich neue
Möglichkeiten in Betrachtung und Analyse:
Komplexe Zusammenhänge können besser
erklärt werden, Auswirkungen und Entwicklungen
dreidimensional analysiert und
betrachtet werden.
Im Bereich der Geologie erlaubt die Erweiterung
des GIS in die 3. Dimension, die
Verhältnisse im Untergrund darzustellen.
Geologisches Modell im GIS
Grundlage für den Aufbau entsprechender
Modelle sind die Daten von Bohrungen
und Grundwassermessstellen wie z. B. Bohrungs-/Messstellen-Tiefe,
Tiefenlagen von
Schichten und Wasserständen, Ausbaudaten,
etc.. Da die Darstellungen direkt von
diesen Daten der Sachdatenbank aufgebaut
werden, bewirken Änderungen, z. B. beim
Wert der Wasserspiegellage direkt auch Änderungen
in der Darstellung. Alle in der
Sachdatenbank gespeicherten Werte können
für die Darstellung herangezogen werden.
Aus diesen Daten werden im nächsten
Schritt die geologischen Schichten und
Grundwasseroberflächen mit ihrer Lage im
Raum abgeleitet.
HPC, Mai 2011
Im ingenieurtechnischen Bereich kann
die Erweiterung des GIS in die 3. Dimension
vorteilhaft eingesetzt werden z.B. bei
der Planung und Überwachung großflächiger
Baumaßnahmen oder beim Management
von Tagebauen. In letzterem Fall wird
neben den geologischen Gegebenheiten
auch die Verwaltung des Abbaugutes (Abraum
und Rohstoff) durch das GIS unterstützt.
Anhand der 3D-Darstellung des Abbaukörpers
lassen sich die abzubauenden
Materialmächtigkeiten visualisieren. Abbaumassen
können direkt aus dem GIS abgegriffen
werden.
Abbaukörper eines Tagebaues
Die im GIS vorgehaltenen Daten können
dann auch für die Visualisierung und das
Management der zukünftigen Planung des
Tagebaues eingesetzt werden, z. B. des
Wiederherrichtungsplans.
Illustration des Tagebaues nach der Wiederherrichtung
Dies führt zu einer weiteren Dimension,
zu deren Abbildung ein GIS geeignet ist: die
Zeit, manchmal auch vierte Dimension genannt.
Die Möglichkeit, Sachdaten zu Objekten
zu speichern, gestattet es, auch zeitliche
Veränderungen von Objekten zu
speichern und mit dem geographischen Informationssystem
zu visualisieren. Gängige
Beispiele hierfür sind Grundwasserstände
oder Analytik-Werte, die an Messstellen gemessen
werden. Diese Werte werden je
Messdatum in der Sachdatenbank gespeichert.
Die Veränderungen der Daten können
einem Plan oder in einem 3D-Modell
anhand von Symboldarstellungen oder sich
bewegender Grundwasserstände dargestellt
werden. Wie können die dreidimensionalen
Darstellungen aus dem System genutzt werden?
Natürlich können die Darstellungen
als Illustrationen in Berichte eingefügt werden
und hier die Zusammenhänge in der 3.
Dimension erläutern. Im Zuge des Einsatzes
neuer Medien bieten sich jedoch noch weitergehende
Möglichkeiten. So können Animationen
(d.h. Filme) erstellt werden, in
denen sich das Modell bewegt und verändert.
Verschiedene Perspektiven, verschiedene
Datenebenen und Veränderungen in
der Zeit können so in bewegten Bildern dargestellt
werden. Die Animationen können
im Rahmen von Präsentationen, Bürgeranhörungen,
Planfeststellungsverfahren usw.
gezeigt werden, oder im Internet abrufbar
gemacht werden.
Geologisches Modell in einer Animation
Als dritte Möglichkeit können die GIS-
Daten als interaktives, dreidimensionales
Modell übergeben werden. Das PDF-Format
bietet mittlerweile eine sehr gute Möglichkeit,
dreidimensionale Modelle weiterzugeben.
Das Modell kann gedreht wer-
den, Ebenen können ein- und ausgeblendet
werden und Schnittansichten können dargestellt
werden. Dadurch erhält der Endnutzer
einen vollen Zugang zu den im GIS
eingepflegten Daten.
HPC nutzt all die oben beschriebenen
Möglichkeiten und verschiedenste Softwarekomponenten,
um aus den Daten unserer
Kunden einen optimalen Nutzen zur
Verfügung zu stellen – auch in der dritten
und vierten Dimension.
Uwe Range
urange@hpc-ag.de