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letzter Beitrag von Bernd Miggel am

QGIS für Pilzfreunde Teil 34 – Digitales Geländemodell nutzen

  • Willkommen in Teil 34 der Forumsreihe „QGIS für Pilzfreunde“!


    Dieser Beitrag entstand mit QGIS 3.10.4-A unter Windows 10.


    Hier die Übersicht über alle Teile dieser Forumsreihe.


    Ich möchte dringend empfehlen, die QGIS-Version 3.10.4 "long time release repository (most stable)" zu verwenden (Stand April 2020).


    Heutiges Ziel: Wir wollen das DGM1-Geländemodell (LIDAR) des Gebietes nutzen, um Rasterlayer bestimmter Höhenbereiche zu erzeugen.


    Der Hintergedanke ist, dass man über einzelne Höhenbereiche dieses Übergangsmoor in trockene, feuchte, nasse und ständig Wasser führende Areale unterteilen kann.


    Die Vorgehensweise im Einzelnen:


    A) Allgemeines zu den DGM1-Daten und ihrer Verwendung

    B) Vorarbeit: DGM1-LIDAR-Daten bis zum geschummerten Rasterlayer

    C) Mit dem Rasterrechner Layer unterschiedlicher Höhenbereiche erzeugen

    D) Eigenschaften eines der Höhenbereichs-Layer modifizieren


    Los geht's:


    A) Allgemeines zu den DGM1-Daten und ihrer Verwendung

    Auf digitale Geländemodelle (Lidar-Daten) wurde bereits in Teil 18 ausführlich eingegangen.

    Für meine Kartierung im Waldmoor-Torfstich habe ich beim LGL-Shop Baden-Württemberg eine 1 qkm große Fläche in Form eines Polygons gekauft, welches den Bereich des gesamten NSGs abdeckt. Leider kann ich die Daten nicht weitergeben, da mir dazu die Lizenz fehlt. Inzwischen sind es aber bereits 5 Bundesländer, die DGM1 als Open Data, also kostenfrei, anbieten.

    Um unser Ziel, die Höhenbereichs-Layer, zu gewinnen, werden wir die Z-Komponente (Höhe in Metern über NN) der DGM-Daten nutzen.



    B) Vorarbeit: DGM1-LIDAR-Daten bis zum geschummerten Rasterlayer

    Die DGM1-Daten werden in Form eines xyz-Textfiles geliefert. Diese Daten habe ich in QGIS importiert, als Geopackage abgespeichert, gerastert und einer Schummerung unterworfen. Wie man dabei vorgeht, kann man in Teil 18 nachlesen.

    Hier setze ich auf dem Rasterbild mit Schummerung auf, das dem Bild 22 von Teil 18 entspricht. Man erkennt sehr genau das Relief des ehemaligen Torfstichs mit seinen strahlenförmigen Armen, einige Gräben sowie den Wasserabfluss im Südwesten.

    Wichtig ist, dass als Projekt-KBS EPSG:25832 = ETRS 89/UTM Zone 32N eingestellt ist, da wir ein flächentreues, karthesisches, metrisches Koordinatensystem benötigen:





    C) Mit dem Rasterrechner Layer unterschiedlicher Höhenbereiche erzeugen

    Zur besseren Orientierung habe ich im nächsten Bild Fahrstraße, Rundweg, altes und neues NSG (alter und neuer Bannwald) eingeblendet.

    Um Layer bestimmter Höhenbereiche zu erzeugen, verwendet man den Rasterrechner:




    Im sich öffnenden Menü wird (für das Ergebnis des Rasterrechners) erst einmal der Browse-Button geclickt. Im sich öffnenden Untermenü manövriert man zum Ordner für die Geotiff-Exporte, trägt einen passenden Dateinamen ein und clickt auf Speichern.




    Zurück im Rasterrechner-Menü:

    Wir wollen einen Rasterlayer generieren, der alle Bereiche des DGM1-Bereiches umfasst, die in der Höhe unterhalb 669 mNN liegen. Dies umfasst alle Gebiete, die feucht oder nass sind oder sogar Oberflächenwasser führen. Den entsprechenden mathematischen Ausdruck müssen wir im dafür vorgesehenen Operationsfeld (rotes Rechteck in Bild 4) eintragen:

    a) Doppelclick auf den angebotenen Layernamen (1.), lässt diesen im Operationsfeld erscheinen,

    b) Ausdruck ergänzen durch Click auf "<" und Hinschreiben von "669" (3.).

    c) Unbedingt den Haken (2.) setzen. Mit OK (4.) abschließen:




    Als Ergebnis bekommen wir ein Rasterlayer mit Rasterpunkten = Pixeln, die entweder den Wert 1 oder den Wert 0 besitzen:

    Jeder Rasterpunkt, dessen Z-Koordinate (Höhe) < 669 mNN ist, hat den Wert = 1 und wird in Weiß dargestellt. Die restlichen Punkte sind >= 669mNN, haben den Wert = 0 und werden in Schwarz dargestellt:





    Zur besseren Orientierung sind hier zusätzliche Objekte eingeblendet: Sträßchen, Rundweg, neues und altes NSG:





    Wir starten noch einmal den Rasterrechner, aber jetzt mit "< 668.5" (nasse oder Oberflächenwasser beinhaltende Bereiche). Das folgende Bild zeigt das Ergebnis. Alles in Weiß liegt unterhalb 668.5 mNN. Die restlichen Punkte sind >= 668.5mNN, haben den Wert = 0 und werden in Schwarz dargestellt:




    Nun ein letztes Mal den Rasterrechner mit "<668" (Oberflächenwasser beinhaltende Bereiche) starten.

    Ergebnis: Alles in Weiß liegt unterhalb 668.5 m NN; die restlichen Punkte sind >= 668mNN, haben den Wert = 0 und werden in Schwarz dargestellt:





    Wir wollen ab hier mit dem Layer nach Bild 6 weiterarbeiten, und zwar wollen wir den Layer derart modifizieren, dass nur noch die Pixel mit Wert = 1 übrig bleiben. Das sind die feuchten, nassen und Oberflächenwasser führenden Bereiche, die in Bild 6 weiß dargestellt sind.

    Mit einem Doppelclick auf den Layer WT_DGM1_669m öffnen wir das Layereigenschaften-Menü und wählen als Darstellungsart Paletten-/Eindeutige Werte:




    Wir clicken auf Klassifizieren, worauf als Symbolisierung der beiden Werte 0 und 1 Blau bzw. Rot angeboten werden:




    Wir clicken auf das blaue Feld und dann auf das Minuszeichen, alle Pixel mit dem Wert = 0 zu löschen:




    Daraufhin verschwindet diese Zeile, so dass nur noch die Zeile mit dem Wert 1 übrigbleibt.

    Mit einem Doppelclick auf das Farbfeld können wir nun eine passende Farbe wählen. Durch mahrfachen Versuch bin ich bei einem mittleren Grün gelandet:




    Wir optimieren nun noch den Layernamen und erhalten Ergebnis nach Bild 13. Es ergeben sich also innerhalb des neuen NSGs (gelb umrandet) zwei unabhängige feuchte-nasse-Oberflächenwasser führende Bereiche (grüne Flächen):




    Das war's für heute.


    Für den nächsten Teil ist vorgesehen:

    A) Die Ränder des Höhenbereichs-Layers WT_DM1_kleiner_669m mit dem Plugin Serval editieren (begradigen),

    B) Den Layer WT_DM1_kleiner_669m in einer praktische Anwendung einsetzen.



    Viel Erfolg! :kaffee:

    Bernd




    Meine Ausrüstung vor Ort:

    Android-Smartphone Moto G7 Plus mit folgenden, für die Kartierung benutzten Komponenten:

    MeinePilze - Pilzbestimmungs-App zum Erstellen der Fundlisten etc. Die Funde sind automatisch georeferenziert.

    Locus Map - GPS-App zur Darstellung des Kartierungsgebietes mit sämtlichen Pflanzengesellschaften, Biotopen, Tracks, Wegpunkten. Außerdem zur Erstellung von Tracks und georeferenzierten Fotos.

    Easy Voice Recorder - App für zusätzliche Audio-Notizen.



    Literatur:

    Dierßen, B. & K. Dierßen (1984): Vegetation und Flora der Schwarzwaldmoore.‑ Beih. Veröff. Naturschutz Landschaftspflege Bad.‑Württ., 39: 1‑512

    Dierßen, K. (1990): Einführung in die Pflanzensoziologie (Vegetationskunde)

    Grossmann, A. (1985): Die Höheren Pflanzen und Moose des Bannwaldes Waldmoor-Torfstich, ihre Vergesellschaftung und ihre Standorte. In: Der Bannwald "Waldmoor‑Torfstich".‑ Mitt. forstl. Versuchs‑ und Forschungsanstalt Bad.‑Württ., "Reihe Waldschutzgebiete", 3: 29-51

    HAAS, H. & G. KOST (1985): Basidiomycetenflora des Bannwaldes "Waldmoor-Torfstich". In: Der Bannwald "Waldmoor‑Torfstich".‑ Mitt. forstl. Versuchs‑ und Forschungsanstalt Bad.‑Württ., Reihe Waldschutzgebiete, 3: 105-123

    Oberdorfer, E. (1992): Süddeutsche Pflanzengesellschaften - Teil I: Fels- und Mauergesellschaften, alpine Fluren, Wasser-, Verlandungs- und Moorgesellschaften.

    Oberdorfer, E. (1992): Süddeutsche Pflanzengesellschaften - Teil IV: Wälder und Gebüsche



    Glossar, Abürzungen:

    ASCII - American Standard Code for Information Interchange

    Biotop - Charakteristischer Lebensraum in der Natur mit Tieren, Pflanzen und Pilzen

    Bulte - Über dem Wasserspiegel zeitweise überschwemmter Moorbereiche (Hoch- und Übergangsmoore) herausragende Erhebungen. Sie sind mit Moosen

    (Polytrichum, Sphagnum), Wollgräsern (Eriophorum).und/oder Moosbeeren (Oxycoccus) bewachsen.

    BW – Baden-Württemberg

    Canvas - Fenster; Landkarte; Anzeige; Leinwand; Kartenfenster

    CSV - Comma Separated Values; einfach strukturierte Textdatei

    DGFM - Deutsche Ges. für Mykologie

    DGM – Digitales Gekändemodell, Gebäude und Bewuchs sind eliminiert

    DGMx - Digitales Geländemodell mit x Metern Gitterweite

    DOM – Digitales Oberflächenmodell

    EPSG - European Petroleum Survey Group Geodesy

    ETRS89 / UTM (Universal transverse Mercator) - Flächengetreues KBS in der Einheit Meter, d.h. geeignet zum Messen von Strecken und Flächen

    Fazies - Aspektwechsel innerhalb gleichartiger Bestände (Dierßen 1990)

    Feature-Layer (Eigenschaften-Layer) - Punkt-, Linien- oder Polygon-Layer (Flächen-Layer)

    Gauss-Krüger - Flächengetreues KBS in der Einheit Meter, allerdings inzwischen vielfach durch ETRS89 / UTM ersetzt worden

    Georeferenzierung (Geocodierung, Verortung, Geotagging) - Einen Datensatz, z.B. ein Foto oder eine Karte, mit Koordinaten versehen

    GIS – Geoinformationssystem

    GNSS - Global Navigation Satellite System

    Google Maps - Online-Kartendienst von Google LLC

    GPX (GPS eXchange Format) – für Datenaustausch mit GPS-Empfängern

    GRASS - Geographic Resources Analysis Support System

    HTML - Hypertext Markup Language

    KBS - Koordinatenbezugssystem

    KML (Keyhole Markup Language) - Austauschformat für Geodaten, vorgesehen für Google Earth (aber auch für GPS-Empfänger nutzbar)

    KMZ - dasselbe wie KML, lediglich in komprimierter Form

    Layer - Ebene

    Lidar (Light Detection And Ranging) – Laser-Scan der Geländeoberfläche

    LiMT – Linke Maustaste

    LUBW - Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg

    Map Canvas - Kartenfenster, also der Bereich, in dem die Karte angezeigt wird

    m.ü.NN. - Meter über Normal Null

    Multipolygon - Wenn die Objekte keine gemeinsame Grenze haben, wird ein Multipolygon-/Multipolylinien-/Multipunktobjekt erzeugt.

    ONB - Obere Naturschutzbehörde

    Open Data – Für jedermann frei nutzbar zur Verfügung gestellte Daten

    OSM – OpenStreetMap

    Passpunkte – Referenzpunkte beim Georeferenzieren von Karten

    PflGes - Pflanzengesellschaft

    Plugins - Programmerweiterungen

    Projektbereich - Gesamtbereich des QGIS-Projektes im Rechner, beinhaltet das gesamte "Ordnergebäude" inklusive der Projektdateien und aller Daten; hier in der Forumsreihe ist es der Ordner \_QGIS für Pilzfreunde\ mit sämtlichen Unterordnern und Dateien. Will man ein QGIS-Projekt auf einem anderen Rechner laufen lassen, so braucht man lediglich den Projektbereich zu kopieren!

    Projektdatei - Datei mit Endung .qgs, über die QGIS gestartet wird. Sie enthält die Projekteigenschaften, die Verknüpfungen zu den im Projekt enthaltenen Layern und vieles mehr. Sie enthält jedoch nicht die Daten

    QGIS – Kostenfreies, sehr mächtiges GIS

    Pflanzengesellschaft - Spezifische Gruppe von Pflanzen mit gleichen ökolog. Ansprüchen und mit Wechselbeziehungen zueinander

    ReMT – Rechte Maustaste

    Rasterlayer - Layer, bestehend aus bildhaften, pixelcodierten Geodaten

    Schummerung – Pseudo-3D-Darstellung durch Schattenwurf

    Shape, Shapefile - Datei zum Darstellen von Punkten, Linien und Polygonen (Flächen)

    Tiles – Karten in Form von sogen. „Kacheln“

    URL – ein Internet-Link oder die Adresse einer Website

    Vektorlayer - Layer, bestehend aus vektorcodierten Geodaten, d.h. aus Punkten, Linien und Polygonen (Flächen)

    UTM - Universal Transverse Mercator

    Vektorlayer - Layer, bestehend aus vektorcodierten Geodaten, d.h. aus Punkten, Linien und Polygonen (Flächen)

    Verschneidung - Überlagerung von GIS-Ebenen

    WFS - Web Feature Service

    WGS84 - World Geodetic System 1984

    WGS 84 EPSG:4326 – globales KBS, bei GPS-Empfängern verbreitet, nicht zum Messen geeignet

    WGS 84/ Pseudo-Mercator EPSG:3857 – globales KBS für WMS-Einbindungen, nicht zum Messen geeignet

    WMS (Web Map Service) – Internet-Schnittstelle für Landkarten


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