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Demotechnologie Schummerungen für Topographische Karten herstellen

Diplomarbeit Marcus Wolf HTW Dresden 2010 (Teil 2)

Zurück zu Teil 1.

Überblick

Der Kartographie-Student Marcus Wolf (HTW Dresden) hat in seiner Diplomarbeit Bildverarbeitungsprogramm VIMAGE - Generierung von Höhenlinien aus DGM für analoge DTK und TK die Eignung von Vimage zur Herstellung von Reliefdarstellungen topographischer Karten untersucht. (Download, ca. 13 MByte).

Hier eine Demotechnologie, die beschreibt, wie der Kandidat Schummerungen erzeugt. In einem Teil 1 wurde bereits die Herstellung von Höhenlinien und Höhenlinienzahlen beschrieben. Diese werden nun mit verschiedenen Schummerungen versehen. Wir benötigen aus Teil 1 das Höhenmodell DEM und die Datei mit dem dort bereits hergestellten Höhenlinienlayer.

Kombinationsschummerung

Wolf verweist (S. 48) darauf, dass die Schummerung keinen zu starken Ebenenton haben darf und dass auch der Kontrast nicht zu hoch sein soll, ansonsten würde dies die Karte zu stark belasten.

Ideale Schummerungen ohne Ebenenton sind die Kombinationsschummerungen. Zunächst ist wieder das Höhenmodell DEM zu öffnen.

Nun wird eine monochrome Kombinationsschummerung in Anlehnung von Abb. 23 (S. 49) der Arbeit hergestellt. Wir rufen Schummerung/Kombinationsschummerung und wählen die Parameter (Exposition) 315 (in älteren Vimage-Versionen 28 Strich), sowie (die drei Kontrastwerte) 0, 5 und 5:

Derartige Schummerungen werden gern in mittleren topographischen Maßstäben, z. B. 1:50000, benutzt. Die Schummerung ist einfarbig monochromatisch. Anschließend bitte noch Menüfunktion Farbe/MONO in RGB transformieren mit den Farbwerten 255, 255, 255 abarbeiten. Dies macht aus dem einkanaligen Bild ein dreikanaliges Bild, was wir noch benötigen werden, wenn der reliefbraune Höhenlinienlayer einkopiert werden soll.

Ergebnis abspeichern.

Brewer-Farbschummerung

Die Kombinationsschummerung ist brauchbar, aber ausbaufähig. Wolf hat nun sehr ausführliche Versuche mit Farbschummerungen nach Prof. Cynthia Brewer unternommen. Diese haben ebenfalls den Charakter von Kombinationsschummerungen, können darüberhinaus aber auch farbig sein.

Zunächst wieder das Ausgangshöhenmodell DEM laden. Dann mit Schummerung/Brewer-Farbschummerung und den Parametern (Kontrastfaktor) 5 und (den 3 Farbphasen) 75, 45 und 15 eine Brewer-Farbschummerung herstellen:

Sehr feine Formwiedergabe, geringe Kartenlast, Nordhänge in kaltem Licht, Südwesthänge in warmen Tönen. Fast perfekt, allein die Nordwesthänge sind teilweise ohne Zeichnung und weiß ausgefressen.

Ergebnis speichern - oder, besser, in den Sekundäroperanden laden.

Diese Darstellung entspricht etwa Abb. 27 (S. 51) in Wolfs Arbeit.

Bergplatte

Erneut Ausgangshöhenmodell DEM laden: Die Menüfunktion Schummerung/Bergplatte, Parameter (Exposition) 135 (in älteren Vimage-Versionen 12 Strich) und (Kontrast) 3 wählen. Das Programm erzeugt nun eine Schräglichtschummerung, deren Ebenentöne bis auf weiß aufgehellt sind („reine Schatten-Schräglichtschummerung“). Diese bitte mit Menüfunktion Farbe/MONO in RGB transformieren unter Angabe der RGB-Farbkanalwerte 64, 128 und 255 behandeln. Das erzeugt einen feinen Beigeton:

Man beachte, die mit 135 Grad zu 315 Grad entgegengesetzte Lichtexposition. Scheinbare Südostbeleuchtung („Sonnentonplatte“). Die Nordwesthänge liegen in feinen Schatten.

Brewer-Schummerung und Bergplatte

Nun die Brewer-Schummerung - sofern sie sich noch nicht dort befindet - mit Bildverwaltung/Sekundäroperand/Aus Datei laden in den Sekundärbildspeicher übertragen.

Anschließend werden Brewer-Schummerung und Bergplatte mit Arithmetik/Addition eines Bildes übereinandergelegt.

Die - eigentlich selbständig kaum ansprechende - Bergplatte gibt nun der Brewer-Schummerung in den ausgefressenen Lichtern eine feine Zeichnung.

Diese Darstellung entspricht etwa den Abb. 28 und 29 (S. 52) in Wolfs Arbeit.

Höhenlinien und Schummerung zusammenkopieren

Nun die jeweiligen Schummerungen in das aktuelle Bild einlesen und den Höhenlinien- und -zahlenlayer in den Sekundäroperanden laden (Bildverwaltung/Sekundäroperand/Aus Datei laden). Mit der Funktion Arithmetik/Addition eines Bildes können nun Schummerung und Höhenlinienlayer zusammengesetzt werden.

Fertige Reliefdarstellung Höhenlinien und Kombinationsschummerung:

Fertige Reliefdarstellung Höhenlinien und Brewerschummerung:

Fertige Reliefdarstellung Höhenlinien, Brewerschummerung und Bergplatte:

Interessant ist auch eine gewichtete Addition z. B. 50 % Schummerung mit 100 % Höhenlinien:

Die Schummerung ist bei minimaler Kartenlast immer noch fein durchgezeichnet.


Wolf fasst seine Ergebnisse wie folgt zusammen (S. 70):

„Abschließend ist festzustellen, dass sich mit VIMAGE aus DGM2-Datein Höhenlinienbilder und Schummerungen sehr hoher Qualität erstellen lassen.“

In der Diplomarbeit wurden natürlich nicht nur kleine Kartenausschnitte gerechnet. Hier gleich einmal ein ganzes Kartenblatt der Topographischen Karte 1:25000:

Anlage 8 der Diplomarbeit (Achtung Bild ist recht groß, ca. 4 MByte.)


Weiterführende Seiten

Ein guter Einstieg in Schummerungen aus der Sicht von Vimage kann über die Seite Wie Vimage Schummerungen einteilt erfolgen.

Einen allgemeinen Überblick über kartographische Reliefdarstellungen geben die Grundlagen-Seiten Reliefdarstellungen im Test und Reliefdarstellungen in der Praxis.

Für die Erläuterung von Begriffen gibt es den Glossar.

-TE-01-02

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