Thema a 09: Schattenlänge auswerten

 
Kenntnis der Doppelschrittlänge (bzw. Entfernungs-Laser) und Klinometer
werden gebraucht.

Die Arbeit im Orthofoto und die mit Satellitenmessdaten unterscheidet sich sowohl in der unterschiedlichen Auflösung als auch in der Kenntnis über den jeweiligen Aufnahmezeitpunkt. Beiden gemeinsam ist das Verfahren zur Bestimmung des Erhebungswinkels der Sonne bzw. der Oberlante eines Objekts im Gelände (z.B. Kirchturm).

Das Verfahren zur Bestimmung des Erhebungswinkels (über der Horizontalen):
Man peilt über die obere Kante der Klinometer-Tafel z.B. die Oberkante eines Hausdaches an. In der Kerbe der Tafel hängt ein Faden mit einem Gewicht (z.B. Kugelschreiber). Der Neigungswinkel (Elevationswinkel) zwischen der Horizontalen und dem Sehstrahl ist direkt abzulesen.

Auf der Rückseite der Klinometer-Tafel ist beschrieben wie man nun über Entfernungs-Laser bzw. Abstandsmessung zum Objekt am Boden die Höhe des Objekts berechnet.

Die Schatten-Aufgaben zum Orthofoto: Relative Höhen aus Schatten herleiten

a) Zuerst mit Pixel-GIS: Markante Punkte Ort_1, Ort_2, Ort_3 im Ortofoto bestimmen und deren Schattenlänge ermitteln:
Dazu über die Lupe im Foto-Set die Koordinaten x/y des markanten Objekts ermitteln, die Schattenrichtung schätzen und die Schattenlänge aus Anfangs- und Endpunkt des Schattens nach Pythagoras berechnen:

d(A-B)

b) Geländearbeit: Mit Klinometer und Entfernungsmessung die relative Höhe des markanten Objekts bestimmen. Dazu den Elevationswinkel mit dem Klinometer bestimmen und dann über die Tangenswerte und Entfernungsdaten die relative Höhe ermitteln. Zuletzt ergibt sich der Wert Höhe/Pixel für das Orthofoto.

c) Nun kann man in Pixel-GIS alle Höhen abschätzen. Dazu Schattenanfang und -ende eines beliebigen Objekts bestimmen, die Schattenlänge nach der Formel d(A-B) berechnen und mit dem bildspezifischen Wert "Höhe/Pixel" multiplizieren.

d) Nun noch die Teilgebiete der Gemeinde bzw. des größeren UG nach Höhen in Gebietsklassen einteilen: z.B. Siedlung mit jungen Gärten, Hochhausbebauung, alter Baumbestand, ...

Die Schatten-Aufgabe zum Satellitenbild: Evaluation theoretisch abgeleiteter relativer Höhen im Gelände

Aus Aufnahmezeit (Datum), Auflösung und Kenntnis der Breitenlage des Satellitenbildes lassen sich die relativen Höhen von Objekten mit erkennbarem Schatten berechnen.

Höhe/Pixel = (Auflösung in m/Pixel) * tan ((sin(d + m*30 - 111) + 90 - Breitenlage) * 0,92388)
wobei d und m für Tag und Monat aus dem Aufnahmedatum des Satellitenbildes stehen und die Auflösung 25m bzw. 30m je nach Bildprodukt stehen.

Nun mit Pixel-GIS: Markante Punkte im Ortofoto bestimmen und deren Schattenlänge ermitteln. Das kann ein Berg sein oder z.B. ein Waldrand:
Dazu über die Lupe im Foto-Set die Koordinaten x/y des markanten Objekts ermitteln, die Schattenrichtung schätzen und die Schattenlänge aus Anfangs- und Endpunkt des Schattens nach Pythagoras berechnen:

d(A-B)

Über den Wert "Höhe/Pixel", der für das ganze Satellitenbild zutreffend ist, lässt sich die relative Höhe des Objekts berechnen.

Nun geht es ins Gelände. Dort wird das Objekt mit dem Schatten aufgesucht und über Klinometer und Entfernungsmessung dessen relative Höhe bestimmt.

Die im Satellitenbild erkennbaren Schattenflächen zeigen zumeist schattenspezifische Vegetation. Versuche diese zu bestimmen.

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