Ein digitales Geländemodell (DGM) ist eine computergestützte, dreidimensionale Darstellung der Erdoberfläche, die die Höhen- und Geländeformen eines bestimmten Gebiets beschreibt. Es dient als Grundlage für zahlreiche Anwendungen in den Bereichen Bauwesen, Geodäsie, Stadtplanung, Wasserwirtschaft und Umwelttechnik.
Eigenschaften eines digitalen Geländemodells
Ein DGM besteht aus einer mathematisch modellierten Punktwolke oder Rasterstruktur, die das natürliche Gelände mit Höhenwerten beschreibt. Diese Höheninformationen können aus verschiedenen Quellen stammen, z. B.:
- Vermessung mittels GPS oder Tachymeter
- Laserscanning (LIDAR)
- Photogrammetrie (Luftbilder und Satellitenaufnahmen)
- Radar- und Drohnenvermessung
Abgrenzung zu anderen Modellen
Ein DGM bildet ausschließlich die natürliche Geländeoberfläche ab – also ohne Gebäude, Vegetation oder andere künstliche Strukturen. Es wird daher unterschieden von:
1. Digitales Oberflächenmodell (DOM)
- Enthält neben dem Gelände auch Gebäude, Vegetation, Brücken und andere Objekte.
- Wird z. B. für Stadtplanungen oder Lärmschutzberechnungen verwendet.
2. Digitales Höhenmodell (DHM)
- Allgemeiner Begriff für ein Modell, das entweder nur das Gelände (DGM) oder auch Oberflächenstrukturen (DOM) enthalten kann.
Erstellung eines digitalen Geländemodells
Zur Erstellung eines DGMs werden geodätische Messpunkte mit Höhenangaben in ein regelmäßiges Raster oder eine unregelmäßige Punktwolke umgewandelt. Die häufigsten Methoden sind:
1. Regelmäßiges Rastermodell (Grid-Modell)
- Das Gelände wird durch ein regelmäßiges Höhenraster beschrieben.
- Vorteil: Gute Berechenbarkeit und schnelle Verarbeitung.
- Nachteil: Weniger Details in unregelmäßigen Geländeformen.
2. Trianguliertes Irreguläres Netz (TIN-Modell)
- Verwendung einer unregelmäßigen Punktverteilung, die durch Dreiecke verbunden wird.
- Vorteil: Genauere Darstellung komplexer Geländeformen.
- Nachteil: Höherer Rechenaufwand.
Anwendungen eines digitalen Geländemodells
DGMs werden in verschiedenen Bereichen genutzt, darunter:
1. Bauwesen und Infrastrukturplanung
- Ermittlung des Erdvolumens für Aushub oder Aufschüttung.
- Planung von Straßen, Bahntrassen und Brücken anhand des natürlichen Geländeverlaufs.
- Hochbauplanung zur Anpassung an topografische Gegebenheiten.
2. Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft
- Simulation von Überflutungsgebieten und Berechnung von Hochwasserschutzmaßnahmen.
- Hydraulische Modellierungen für Flüsse, Kanäle und Staudämme.
3. Geotechnik und Bodenuntersuchungen
- Untersuchung von Hangneigungen und Erdrutschrisiken.
- Optimierung von Bodenbewegungen im Tiefbau.
4. Stadt- und Raumplanung
- Höhenprofile für Stadtentwicklungskonzepte.
- Berechnung von Sichtachsen für Architekturprojekte.
5. Umwelt- und Landschaftsplanung
- Analyse von Erosions- und Vegetationsveränderungen.
- Berechnung von Sonnen- und Schattenverläufen für Photovoltaikanlagen.
6. Katastrophenmanagement
- Erstellung von Risikokarten für Erdbeben- oder Lawinengebiete.
- Unterstützung bei der Planung von Evakuierungsrouten.
Beispiel für den Einsatz eines digitalen Geländemodells
Ein Bauunternehmen plant den Bau einer Autobahntrasse in einem hügeligen Gelände. Ein DGM wird eingesetzt, um:
- die optimale Trassenführung zu bestimmen,
- die benötigten Erdbewegungen für Einschnitte und Aufschüttungen zu berechnen,
- mögliche geotechnische Risiken zu erkennen (z. B. Hangrutschungen),
- den Aushub- und Transportaufwand zu minimieren.
Das digitale Geländemodell ermöglicht eine effizientere Planung und hilft, Kosten und Bauzeiten zu reduzieren.
Vorteile eines digitalen Geländemodells
- Präzise Höheninformationen für Bau- und Ingenieurprojekte.
- Effiziente Planung durch Simulation verschiedener Szenarien.
- Kosteneinsparung durch optimierte Erdbewegungen und Materialeinsatz.
- Nachhaltige Umweltplanung durch frühzeitige Risikoanalyse.
- Integration in CAD- und GIS-Systeme für digitale Bauplanung.
Fazit zum DGM
Das digitale Geländemodell (DGM) ist ein unverzichtbares Werkzeug für das Bauwesen, die Infrastrukturplanung und den Umweltschutz. Es liefert hochgenaue Höhen- und Geländeinformationen, die für die Planung, Simulation und Optimierung von Bauprojekten essenziell sind. Moderne Methoden wie LIDAR, Drohnenvermessung und GIS-Integration machen das DGM zu einer präzisen und vielseitig einsetzbaren Technologie.
