Ein Digitales Höhenmodell (DHM) ist ein digitaler Datensatz, der das Kontinuum einer Oberfläche (z.B. Erdoberfläche, Grundwasser oder Vegetation) anhand von dreidimensionalen Raumpunkten beschreibt. Die Höhen z sind dabei eine Funktion der Lagekoordinaten x und y.

DGM (Digitales Geländemodell) und DOM (Digitales Oberflächenmodell) sind Spezialfälle des allgemeineren Begriffs DHM. Während ein DGM einem DHM der Erdoberfläche entspricht, bezieht sich das DOM auf sowohl auf die Erdoberfläche als auch sonstigen natürlichen und anthropogenen Oberflächen, die beim Aufnahmevorgang erfasst worden sind (Köthe, 2010).

Je nachdem wie die Daten generiert wurden, können die Werte im Raum sowohl regelmäßig als auch unregelmäßig verteilt sein. Letztere lassen sich durch Interpolation als Dreiecksvermaschung (TIN) oder in Form hybrider Netze speichern. Aus Datensätzen mit unregelmäßig verteilten Höhenwerten können durch geeignete Interpolationsverfahren auch DHM mit regelmäßig verteilten Werten erzeugt werden. Da die Rasterung kontinuierliche Formen in nicht-kontinuierliche (Diskreta) überführt und zumeist nur den innerhalb einer Rasterzelle dominierenden Wert übernimmt, kann es dabei zu Qualitätseinbußen kommen (Wilson & Gallant, 2000, S.3; Hengl & Evans, 2009, S. 48 ff).

Quelle: ©Wilson & Gallant, 2000

Obwohl das Rasterdatenformat noch weitere Nachteile aufweist, wird es in der Praxis aufgrund seiner einfachen Datenstruktur am häufigsten verwendet.

Die Genauigkeit der Höhen hängt bei Rasterdaten stark von der Auflösung (Zellgröße), der Größe der Reliefformen und der Neigungsstärke des Reliefs ab: Die Qualität der Höhenwerte verschlechtert sich mit steigender Neigungsstärke und kleiner werdenden Reliefformen. Kleinformen, deren Größe unterhalb der Auflösung liegt, können nicht wiedergegeben werden (Hengl & Evans, 2009, S.45 f).

Jedes DGM stellt nur eine Annäherung an die Realität dar. Selbst wenn zu seiner Erzeugung keine Interpolation notwendig ist, treten immer Messfehler und Ungenauigkeiten auf, die dem Aufnahmeverfahren oder Datenformat geschuldet sind. Daher wird vor der Nutzung bzw. Weiterverarbeitung eines DGM, versucht über den Vergleich mit der Realität und der Anwendung mathematischer Algorithmen, Ungenauigkeiten und Fehler zu identifizieren und zu korrigieren. Dabei werden beispielsweise „falsche“ Senken („spurious sinks“) entfernt und/oder die Oberfläche durch die Anwendung von Filterverfahren geglättet (Hutchinson & Gallant, 2000, S.38 ff; Reuter et al., 2009, S.96 ff).


Literatur:

Hengl, T. u. I.S. Evans (2009): Mathematical and Digital Models of the Land Surface. In: Hengl, T. [Hrsg.] u. H.I. Reuter [Hrsg.]: Geomorphometry - Concepts, Software, Applications. Developments in Soil Science, Bd. 33, Elsevier, Amsterdam/Oxford, S. 31-64.

Hutchinson, M.F. u. J.C. Gallant (2000): Digital Elevation Models and Representation of Terrain Shape. In: Wilson, J.P. [Hrsg.] u. J.C. Gallant [Hrsg.] (2000): Terrain Analysis – Principles and Applications. John Wiley & Sons, New York, S. 29-50.

Köthe, R. (2000): Definitionen DGM. www.scilands.de (01.08.2010)

Reuter, H.I., Hengl, T., Gessler, P. u. P. Soille (2009): Preparation of DEMs for Geomorphometric Analysis. In: Hengl, T. [Hrsg.] u. H.I. Reuter [Hrsg.]: Geomorphometry - Concepts, Software, Applications. Developments in Soil Science, Bd. 33, Elsevier, Amsterdam/Oxford, S. 87-120.

Wilson, J.P. u. J.C. Gallant (2000): Digital Terrain Analysis. In: Wilson, J.P. [Hrsg.] u. J.C. Gallant [Hrsg.] (2000): Terrain Analysis – Principles and Applications. John Wiley & Sons, New York, S. 1-27.