Herzlich Willkommen zum letzten Vortrag aus diesem Blog Open Data. Es soll jetzt um digitale Höhenmodelle gehen, also Englisch Digital Elevation Models.

Ich weiß nicht, ob Sie das kennen als Anwender, die Daten gibt es kostenlos zur Verfügung. Wir freuen uns alle, wir laden die runter und stellen dann fest, ja aber irgendwie brauche ich die in einem ganz anderen Referenzsystem. Und um dieses Problem zu lösen, stellt uns jetzt Martin Over das Projekt OpenDM vor. Ja hallo zusammen, mein Name ist Martin, ich

betreibe seit 2011 das Portal OpenDM.info. Dort gibt es Daten, Informationen, Software und vieles andere zum Thema frei verfügbare Höhenmodelle. Zunächst ein bisschen Definition der Fachliteratur, geht es ein bisschen drunter und drüber bei den Definitionen. Wenn ich von digitalen

Höhenmodellen spreche, dann meine ich das als Oberbegriff für digitale Oberflächenmodelle hier in rot, also die Höhe der Erdoberfläche samt Bebauung, Bewuchs und so weiter und digitale Geländemodelle, die dann die Bodenoberfläche abbildet. Ja, immerhin hat diese Abbildung den Wikipedia Battle der letzten Jahre überstanden und scheint nicht ganz so schlecht zu

sein. Wie kommen wir jetzt zu freien Höhenmodellen in Europa? Ganz großen Anteil hat da Inspire, die Geodateninfrastruktur für Europa. In dem Thema Elevation explizit drinnen. Hier geht es also um Höhen. Wir haben einen konkreten Fahrplan. Bis 2013 sollten die verfügbaren Höhendaten

der Länder also im originären Format zur Verfügung gestellt werden. Das ist der Stand der Dinge jetzt. Um bis 2020 sollen die dann im einheitlichen europäischen Format zur Verfügung stehen bzw. die Länder, die doch keine Höhenmodelle haben, die mussten dann die entsprechenden

Daten geliefert haben. Und leider ist die Lizensierung Sache der Mitgliedstaaten und nicht der FOSCIS. Das heißt, die Mitgliedstaaten können sich aussuchen, unter welche Lizenz sie das Ganze stellen. Erfreulicherweise haben in den letzten Jahren einige Länder bzw. Subverwaltungseinheiten wie Kantone oder Bundesländer sich dazu entschlossen, ihre Höhendaten

unter frei verfügbare Lizenzen zu stellen. Hops, der war verrutscht. Hier in grün Höhenmodelle mit einer Auflösung kleiner, gleich zwei Meter und orange Höhenmodelle mit einer Auflösung zwischen zwei und 30 Meter. Diese Daten sind nicht leicht zu finden. Deswegen wurde hier ein kleines online Webmapping Tool kreiert,

der Open DM Searcher. Da sind also meines Wissens alle frei verfügbaren Höhendatensätze für Europa drin. Man kann sich jetzt via Feature Info anklicken, bekommt Informationen über den Datenbereitsteller, die Lizenz, den Datentyp, Auflösungen, die Links zu den Geländemodellen

und falls verfügbar zu den Oberflächenmodellen. Ja, mit den Lizenzen ist das so eine Sache bei vielen Ländern. Da ist das noch nicht so ganz angekommen. In Open DMM liegen auf jeden Fall schriftliche Einverständniserklärung vor, dass das Ganze wirklich frei verfügbare Datensätze sind. Bei vielen steht dann einfach nur bei It's free.

Ja, wenn wir über Europa sprechen, dann brauchen wir auch ein einheitliches Referenzsystem, ein einheitliches Koordinatenreferenzsystem. Das ist auch alles beschrieben hier in den Guidelines für die Elevation Annex von Inspire. Das heißt, alles basiert auf ETS 89,

European Terrestrial Referenzsystem 89. Und wir haben drei Koordinatenreferenzsysteme. Einmal eine winkeltreue Kegelprojektion, Lambert Confo Malconic. Weit öfter benutzt die flächentreue Azimutalprojektion Lambert Azimutal Equal Area und natürlich das europäische geografisch

Koordinatenreferenzsystem basierend auf ETS 89. Oh, irgendwie ein bisschen verrutscht. Die Vermesse hören jetzt am besten mal weg. Ich werde im Schnelldurchgang durchgehen, was ein Koordinatenreferenzsystem ist. Das besteht aus dem eigentlichen mathematischen Teil, den Koordinatensystem.

Lat-Long-Koordinaten, UTM-Koordinaten und so weiter. Und dem geodätischen Bezugssystem auch horizontales Datum genannt. In unserem Fall immer ETS 89 unterteilt in Definition, auf welchen Ellipsoid beziehen wir uns, Abplattungsformeln, physikalische Einheiten und so weiter. Und daneben haben wir den Bezugsrahmen, das sogenannte Frame.

Hier haben wir unsere Festpunkte mit ihren Koordinaten. ETS 89, ein geodätisches Bezugssystem. Wir haben den GRS 80 als Bezugsellipsoid. Das ist der Global Reference System 80. Wir haben als Bezugsrahmen ETRF und zwar meistens 89. Das ist da ganz einfach.

Eigentlich. Wir basieren auf dem Zustand des internationalen terrestrischen Referenzsystems vom 1.1.1989. Das ist also fix. Und dadurch haben wir ein europäisches Referenzsystem, das erst mal zeitlich unabhängig ist unter der Voraussetzung, dass unsere europäische Kontinentalplatte einigermaßen stabil ist.

Da sehen wir es. Wir driften mit unserer Kontinentalplatte so langsam Richtung Nordost mit etwa drei Zentimeter pro Jahr und noch. Wir haben noch einen kleinen Bogen drin, weil wir auch noch um eine Masse Schwerpunkt rotieren. Also gegenüber ETS entfernen wir uns langsam, aber sicher nach Nordosten. Das ist völlig wurscht, wenn wir mit Geländemodellen

von SRTM und sonst was arbeiten, wo 30 Meter Auflösungen haben. Aber wir haben jetzt zum Teil Geländemodelle bekommen mit 30 Zentimeter Auflösungen. Wenn wir jetzt im Jahr 89 mit unserem DGPS was eingemessen haben, auch auf WGS 84 Basis zum Beispiel, sind wir inzwischen fast einen Meter weiter Richtung Nordost gerückt.

Das kann uns mit ETS 89 nicht passieren, weil wir immer alle auf der gleichen Platte sitzen. Ja, Europa bleibt sportlich, wir rennen nicht nur Richtung Nordost, sondern es gibt auch noch zahlreiche Hebungs- und Senkungsprozesse hier mal abgebildet für die Region England, Irland, Wales und Schottland. Wesentlich drastisch im skandinavischen Raum.

Also Hebungsprozess um fast ein Zentimeter pro Jahr. Jetzt sind wir bei den Höhen angekommen. Natürlich haben alle diese Höhenkoordinaten Referenzsysteme, von denen ich eben gesprochen habe, da können wir auch 3D-Koordinaten haben. Aber die beziehen sich natürlich auf den Ellipsoid hier in grün dargestellt.

Und der Ellipsoid hat natürlich keine Ahnung von der Schwerkraft. Dazu brauchen wir den Geoid. Wenn wir die Erde einmal voll Wasser laufen lassen wurden, die Wasseroberfläche, das wäre unsere Geoid, sieht recht kartoffelig aus, weil die Gravitationskräfte natürlich unterschiedlich sind. Auch da gibt es schon ein europäisches vertikales Referenzsystem.

Es gibt zwei große Ausführungen. EVS, EVF 2000. Das reference frame hatte damals noch den Amsterdamer Pegel als Referenz. Es gibt übrigens viele Amsterdamer Pegel, wie ich gelernt habe jetzt und ERF 2007. Da haben wir jetzt ein Netz aus 13 Datumspunkten als Referenz. Und dazwischen haben wir ganz viele Zwischenprodukte,

also Zwischenframes, immer dann, wenn wir neue Mitgliedsstaaten bekommen haben oder alte umgestiegen sind, in den nationalen Höhenreferenzsystemen. Also man sollte sich sehr genau anschauen, worauf sich die Daten, auf welches Frame die sich jetzt beziehen. Bezugsfläche ist immer der quasi Geoid-E-GG08,

das European Gravity and Geoid Project ist. Und das fand ich auch ganz interessant. Horizontales Datum und vertikales Datum kriegen dann sogar einen eigenen EPSG-Code. Gut, für mich als Anwender interessiert eigentlich nur, wie ich von A nach B komme. Wie kann ich das Ganze transformieren? Medjidal natürlich 0815 für horizontale Referenzsysteme. Bei den vertikalen Referenzsystemen geht das auch.

Wir können Medjidal transformen. Wir haben hier den Source Input EPSG-Code vom Koordinatenreferenzsystem. In diesem Fall die flächentreue Azimutalprojektion plus unser vertikales Referenzsystem. Beim Target geben wir dasselbe an, aber natürlich ein anderes vertikales Referenzsystem, in diesem Fall 2007.

Wir schicken das Ding ab und es tut sich genau gar nichts bei den Höhenwerten. Das liegt nämlich daran, dass wir bei sämtlicher Software, die auf Project 4 basiert, für die Transformation von Höhenwerten sogenannte Shift Grids brauchen. Die machen nichts anderes als Transformationsparameter

zu Verfügung zu stellen, auch für kleine Regionen, um dann je nach Gravitation Kräften und so weiter zu genaueren Ergebnissen zu formen. Habe ich aber nicht. Die liegen weder für die nationalen Referenzsysteme so erst mal vor, noch für die Realisierung des EVRS. Und wenn man da ins Detail geht, ist das auch sehr, sehr kompliziert

und komplex. Das überlasse ich lieber den einzelnen Vermessungsämtern der Länder. Wer dazu nähere Informationen haben möchte, da ist in der Info jede Menge zu beschreiben, wie solche Transformationen dann geschehen können. Ja, was also tun? Wir haben tolle Datensätze. Die müssen irgendwie in die Nutzung mit einem Ansatz, der nicht allzu viel Arbeit ist und trotzdem

akzeptable Ergebnisse liefert nach dem KISS Prinzip. Und insgesamt liegen eigentlich für alle Länder, für die auch freie Höhenmodelle liegen, die Abweichungen gegenüber EVS, EVF vor. Und mit dem Copernicus-Projekt wurde eine EU-DM geschaffen, das einen gesamteuropäischen

Höhendatensatz liefert mit den uns bekannten vertikalen und horizontalen Referenzsystemen und 25 Meter Auflösung. Das Ganze basiert auf SRTM und AStA-Daten. Das heißt, wir haben in Oberflächenmodellen recht grobes mit Bebauung, Bewuchs und so weiter und so fort.

Aber wir hätten eine Basis, wo wir dann die hochauflösenden Sachen erst mal mit verschneiden könnten. Testregion war das Dreilände-Eck Niederlande, Belgien mit Flandern, Deutschland mit NRW. Wir sehen hier die unterschiedlichen horizontalen und vertikalen Referenzsysteme und die Korrekturbeiträge

bezüglich EVF 2000. Das ist natürlich Peanuts für die Niederlande und NRW. Da ist der Fehler größer als der Korrekturbetrag. Aber hier mit Flandern haben wir dann doch eine fette Geländekante mit 2,30 Meter drinnen. Auch die Aufnahmezeiträume liegen schon ein paar Jahre zwischen, in denen Höhlenmodelle erstellt worden sind.

Hier die Datenbereitsteller und die Lizenz natürlich noch interessanter. Schön, dass es davon so viele gibt. Hier die Kreativkommensio 1.0 Lizenz für die Niederlande. Die Flandern haben die Open Data Lizenze Flandern und NRW entsprechen die Datenlizenz Deutschland Namensennung 2.0. Gut, das Ganze wurde durchgeführt.

Wir haben über Lappungsbereiche vor diesen Datensätzen und im Grunde genommen betrug die mittlere Abweichung danach ca. 10 cm und zwar zwischen allen Datensätzen wäre das recht gleich. Also die Korrektur gerade mit dem belgischen Höhlenmodell scheint da doch was gebracht zu haben.

Aufgrund der unterschiedlichen Zeiträume mussten die im Anfang habe ich das versucht, automatisch zu machen. Aber da konnte ich dann schön sehen, wie neue Baugruben entstanden sind und habe da Change Detection beschrieben. Deswegen hier die manuelle Auswahl des Ganzen. Gut, 10 cm, das ist akzeptabel.

Das ist natürlich hier auch relativ leichtes Terrain im eher flacheren Bereich. Das wird sicherlich schlechter werden, wenn wir in die Alpinenregion gehen. Datenaufbereitung, die hätte teilweise flüssiger durchlaufen lassen, durchlaufen können. Hier im Beispiel der Niederlande, die haben zwei Ausprägungen ihres Höhlenmodells.

Das aktuelle Hoogtebistand Niederland, A1-2, das alte Modell und A1-3, das ist noch nicht komplett fertig. Da fehlen noch einige Kacheln, aber selbst da, wo die Kacheln prozessiert wurden, jemand für eine Kachel als Beispiel, fehlen noch Regionen. Das heißt, das ist nicht besonders gut geeignet für einen automatisierten Workflow.

Deswegen habe ich auf A1-2 zurückgegriffen. Man sieht es sehr schön, in diesem Datensatz sind die Gewässerflächen ausgeschnitten, die Gebäude sind ausgeschnitten, die Straßen sind zum Teil ausgeschnitten. Da kann man natürlich nicht viel anfangen, wenn man zum Beispiel einen Dienst draufsetzen will, der uns ein Höhenprofil liefert. Aus diesem Grund wurde das ganze Medjidal-Filno-Date

entsprechend gefüllt, Next Neighbor. Und der Ausgangsdatensatz ist auf einen halben Meter. Der wurde kubisch resampled auf einen Meter Auflösung, um nachher noch händelbare Datensätze zu haben. Wir haben ja auch einige Fehler, die bekannt sind, aber trotzdem sind diese Datensätze zum Download angeboten. Das sieht aus, als würde es einmal durchgeschüttelt worden

im Bereich Friesland und Groningen. In diesem Falle wurden dann die nicht interpolierten Rastadatensätze vom A1-2 verwendet. Wir haben hier also wirklich einen kompletten Datensatz, mit dem man arbeiten kann. Gut, was wird jetzt auf OpenDM.info zur Verfügung gestellt?

Wir haben einmal die hochauflösend Kacheln in der flächentreuen AC-Mutalprojektion. Immer 50 mal 50 Kilometer, also recht große Kacheln, da die Nutzer meistens nicht viele kleine Kacheln downloaden wollen. Maximal 1 Meter Auflösung, um das ganze nur händelbar zu machen. Keine Kachel ist größer als 10 Gigabyte und kann mit Kugis

eigentlich noch relativ performant bearbeitet werden. Wenn jetzt für eine Kachel Daten aus verschiedenen Quellen vorliegen, wurde jeweils die höchste Auflösung dann als Maß genommen. Dann gibt es die europäische geografische Kachel in der typischen Auflösung mit einer Bodensekunde im typischen Schema vom SRTM, also einmal ein Drahtkacheln als Geotips.

Hier unten sehen wir einen Ausschnitt aus den Web-Klienten. Für jede Kachel ist es noch mal farblich zugeordnet. Was ist meine Datenbase? Sind das hochauflösende DTMs? Ist es ein Mix auf hochauflösende DTMs und Kupernicus-Daten oder halten es sich nur am Kupernicus-EU-DM?

Ich kann dann eine Bounding Box aufziehen und bekomme als Ergebnis meine Daten, die ich mir herunterladen kann, plus die genauen Informationen, wie das Ganze dann auch zu zitieren ist. Und das war der Wunsch der Massen. Auf dem OSM-Forum kam genau ein Feedback, nämlich dass man das Ganze doch bitte im klassischen HGT-Format haben will,

also genauso wie bei SRTM. Hier auch wieder mit einem typischen SRTM-Schema. Auflösung einer und drei Bogensekunden werden zur Verfügung gestellt, des weiteren Höhenlinien im Shape-Format auf Basis der drei Bogensekunden-Daten. Einfach aus dem Grund auf Open-DM-Info wird auch ein

global erhöhten Höhendatensatz im SRTM-Format zur Verfügung gestellt, der sich großer Beliebtheit erfreut und damit kann man dann auch hier regional das Ganze noch ein bisschen verbessern, wenn man will. Hier mein Ausschnitt aus dem Download-Client. Man hält also hier unten die Datensätze, die kann man sich

dann auch recht komfortabel mit Browser-Plugins wie Download-For-All herunterladen und man bekommt vor allen Dingen Informationen. Der Bereich, den ich ausgewählt habe, welche Lizenzen sind da zu beachten, wie muss ich das Ganze zitieren, wenn ich es dann auch einbaue. Ach, und oben noch ein Hinweis, bitte doch nicht mehr als eine Kachel gleichzeitig downloaden, sonst ruft der

Provider wieder bei mir an. Zu jeder Kachel gibt es natürlich Metadaten. Wir haben hier einen Readme Text, hier gibt es Links zu den einzelnen Metadatensätzen, zu den Lizenzbedingungen stehen drinnen, beziehungsweise weitere Links, es gibt Informationen zu den Datenbereitstellern und so weiter und so fort. Es gibt ein kurzes Überblicksbild, in welchen

Regionen wurden jetzt hier welche Datensätze auch verwendet. Auf der Website selbst gibt es noch mal zu den einzelnen Datensätzen, die bisher prozessiert wurden, weiter gehen Informationen, es wird auch genau beschrieben,

wie das Ganze natürlich auf Basisfreier Software produziert wurde. Ja, es gibt natürlich auch Background-Informationen, es steht also H-Klein drinnen, wie das Ganze aufbereitet werden kann, vor allen Dingen hier Medjidal, Sie können also sofort loslegen und die Region Ihrer Wahl prozessieren. Schön wäre natürlich dann noch ein Feedback ans Projekt.

Ja, wie geht es weiter, wenn von Ihnen keine Wünsche kommen aus der Community, wenn Sie zum Beispiel sagen, ich habe hier ein Projekt, wer ist notwendig, da könnte ich sowas gut gebrauchen, da wäre man natürlich flexibel, ansonsten ist diese Region natürlich interessant, Italien, Slowedien,

Österreich, Schweiz, wo die Länder aneinandergrenzen mit unterschiedlichsten Referenzsystemen, diese aufzubereiten, um sie dann an allen Projekten zur Verfügung stellen zu können. Gut, das war es soweit zu Europa und den dort existierenden Höhlenmodellen, ein bisschen ein Ausblick, wie es im Rest der Welt aussieht. Wir sehen hier einen Überblick, in grün sind

die Länder, wo Höhlenmodelle existieren mit freien Lizenzen und im Rest der Welt sieht es wie so oft etwas grau aus. Ja, wie können wir als Community das vielleicht unterstützen, helfen auch dort, Höhendaten zu freien Verfügung zu stellen? Hier ein Crowdsourcing-Ansatz auf Basis

von Android-Smartphones mit integriertem Barometer. Der Peter Barth von OSM hatte da vor zwei Jahren, glaube ich, auch was vorgestellt mit einem ähnlichen Ansatz. Es wurde hier eine App entwickelt. Das Problem ist eigentlich, das erst mal ist eine Kalibrierung notwendig. Ich muss dem Gerät erst mal sagen, wo ich mich befinde, welchen Höhenwert haben wir da, da fängt es meistens schon an.

Des Weiteren ist das Wetter schwer unter Kontrolle zu bringen, selbst wenn es relativ stabil ist. Wir haben immer Luftdruckänderungen. Die kann man korrigieren, wenn man ein Messnetz hat mit barometrischen Werten. Das geht eigentlich auch ganz gut. Man kann auch ein zweites Handy irgendwo hinlegen und das dann nehmen und später zur Korrektur der Werte nehmen.

Da kriegt man eigentlich auch sehr schöne Höhlenmodelle raus. Aber wir haben auch Wetterphänomene, die sind einfach nicht in Griff zu bekommen. Wenn ein warm oder kalt Front durchzieht, da wird auch mit einem engmärschigen Netz sehr schwierig und vom Thermikblasen gar nicht erst zu reden. Also der Ansatz funktioniert unter gewissen Bedingungen, aber die Hürden

sind hier zu hoch für Crowdsourcen im Grunde genommen. Zweiter Ansatz, so bin ich zu meinem neuen Handy gekommen, war dann furchtbar enttäuscht, weil es doch nicht so funktioniert, wie ich mir erhofft hatte. Und zwar haben wir mit Android 7 die Möglichkeit, direkt auf die GNS-Daten, also vom Global National Satellite System, zuzugreifen und damit potentiell auch die Möglichkeit, diese zu korrigieren.

Da gab es ein paar Leute, die haben das relativ schnell probiert und dann gesehen, es funktioniert nicht, wo wir gewünscht. Die Antennenleistung ist ungenügend, generell. Früher war es ja super, da kommt man sich neue Antennen an, die Hände stecken, das ist so nicht mehr möglich. Des Weiteren kann die Trägerphase nur ungenügend ausgewertet werden. Das liegt an Energiesparmaßnahmen.

Handy, vielleicht tut sich da was die nächsten Jahre. Und weiteres bräuchten wir ein globales Referenzsystem, um das Ganze dann auch wirklich korrigieren zu können, die einzelnen Werte. Trotzdem interessanter Ansatz. Wenn sich da irgendwas tun sollte, man kriegt es mit, da sind genug Start-ups, die das Ganze beobachten. Aber auch mit Oreo ist das noch nicht so möglich, wie gewünscht.

Ja, das letzte, vielleicht eine ungewöhnliche Sache, vielleicht mal via Crowdfunding. Mit Apsat ist im Mai 2017 der erste Open Source Satellite gestartet, entstanden vom griechischen Hacker Space. Die Nutzlast sehen wir und die ist noch relativ übersichtlich und zwar

ist einfach eine Linux Kamera, die aber auch schon Bilder liefert. Ich habe aber leider noch keine selbst in der Hand gehabt. Aber natürlich, wenn der Wille da wäre, könnte man bestimmt auch eine andere Nutzlast hier an Bord bringen und dann versuchen, wirklich ein globales freies Höhemobil zur Verfügung zu stellen. Da muss natürlich auch der Wille da sein, die Daten zu prozessieren und aufzubereiten. Das ist sicherlich eine Mahmoud-Aufgabe.

Aber warum nicht? Man hat ja auch schon andere Dinge geschafft. Ja, vielen Dank und dann viel Spaß beim Campus-Dialog. Vielen Dank, Martin. Wir haben jetzt wieder gelernt,

genau zu messen ist auch eine Wissenschaft für sich. Hat jemand Fragen? Wenn ich es richtig verstanden habe, war der Ansatz vom Gesamtprojekt im Grunde genommen für jeden Punkt das jeweils

beste als freie Daten verfügbare Höhenmodell und das in Kombination, dass man das einheitlich verwenden kann. Jetzt mal etwas. Ja, du musst mal anfangen. Eine Frage kommt noch. Kritische Frage dazu. Ist das nicht im Grunde genommen hoffnungslos, weil

im Grunde genommen in jedem Moment das schon veraltet ist, weil es schon wieder irgendwo in Europa ein besseres Höhenmodell gibt, was noch nicht da drin ist. Also wenn ich mir die Karte am Anfang angucke, die du gezeigt hast, da fehlen ja einige Sachen schon wieder im Grunde genommen. Also jetzt mal so als kritische Frage. Was fehlt?

Ja, also auf jeden Fall nördlich von 60 Grad Nord gibt es mittlerweile Arctic-Dämmen für global weltweite Abdeckung. Schweden gibt es auch, glaube ich, etwas, was besser ist als das, was die EU dämmen zusammen.

Ich meine, es ist immer eine Frage, wie man Qualität definiert. Ist ja nicht nur eine Auflösungsfrage, ist ja auch eine Frage von Fehlerfreiheit und dergleichen. Ja, vielleicht gibt es da in Bereichen noch bessere Daten als Datengrundlage für, sag ich mal, den Background. Mich interessieren aber vor allen Dingen natürlich die hoch aufgelösten, zu mittlerer aufgelösten

Geländemodelle. Aber es ist natürlich eine gute Anregung. Vielleicht kann man da noch was reinnehmen. Weitere Fragen? In Anbetracht der Tatsache,

dass es der letzte Vortrag ist und wir alle Hunger haben und wechseln wollen, mache ich an der Stelle Schluss. Vielen Dank nochmal an Martin Roever. Ja, bitte gerne. Für seinen Vortrag.