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Wie man ein digitales Geländemodell erstellt

December 23, 2025

In der Geodatenbranche werden Akronyme wie DEM, DSM und DTM häufig im Zusammenhang mit Höhendaten verwendet, sind aber nicht synonym. Ein digitales Höhenmodell (DEM) ist ein Oberbegriff für eine Rasterdarstellung von Höhenwerten und bezieht sich meist auf die unbewachsene Erdoberfläche. Ein digitales Oberflächenmodell (DSM) stellt die Oberseite der Erdoberfläche einschließlich Gebäuden, Vegetation und anderer oberirdischer Merkmale dar. Ein digitales Geländemodell (DTM) bildet speziell die darunterliegende Erdoberfläche ab, wobei Gebäude und Vegetation entfernt wurden.

Digitale Geländemodelle (DGM) sind unerlässlich für Analysen wie hydrologische Modellierung, die Generierung von Hangneigungen und Höhenlinien, Erdbauberechnungen und alle Arbeitsabläufe, die eine präzise Darstellung der realen Geländeoberfläche erfordern. In den folgenden Abschnitten zeigen wir Ihnen, wie Sie in Global Mapper® ein DGM erstellen, einschließlich der Optimierung von Parametern, der Auswahl von Rastermethoden und der Anwendung bewährter Verfahren für die punktwolkenbasierte Modellierung.

Höhenmodell in Global Mapper mit Blau-Gelb-Shader Das generierte digitale Geländemodell wird im 3D-Viewer angezeigt.

Erstellung eines digitalen Geländemodells in Global Mapper

Das Werkzeug „Höhenraster erstellen“ in Global Mapper verwendet beliebige 3D-Vektordaten, um eine Rasterhöhenebene zu generieren, einschließlich digitaler Geländemodelle (DTMs). DTMs lassen sich in wenigen Schritten erstellen: Höhendaten laden, das Werkzeug „Höhenraster erstellen“ öffnen, eine Gruppierungsmethode auswählen und auf „OK“ klicken. Anschließend können die Geländemodelle direkt in Global Mapper visualisiert, bearbeitet, analysiert und in einem der vielen unterstützten Höhenformate exportiert werden.

In der Praxis werden digitale Geländemodelle (DTMs) üblicherweise aus LiDAR- oder anderen 3D-Datenquellen abgeleitet, indem Bodenmessungen isoliert und zu einer kontinuierlichen Oberfläche interpoliert werden. Bei der Erstellung eines DTM aus einer Punktwolke empfiehlt es sich, den Boden zunächst mit den Klassifizierungswerkzeugen von Global Mapper Pro zu klassifizieren. Die im Werkzeug „Punktwolkenanalyse“ verfügbare Bodenklassifizierung identifiziert und kennzeichnet automatisch wahrscheinliche Bodenpunkte. Beim Generieren des Höhenrasters können Sie anschließend nach Klassifizierung filtern, um Nicht-Bodenpunkte auszuschließen und so sicherzustellen, dass die resultierende Oberfläche das Gelände präzise abbildet.

Die richtige Rastermethode auswählen

Beim Erstellen eines Höhenrasters bietet der Dialog „Höhenraster erstellen“ verschiedene Methoden zur Interpolation von 3D-Vektordaten in eine kontinuierliche Oberfläche. Die beiden wichtigsten Ansätze sind das triangulierte unregelmäßige Netzwerk (TIN) und die Binning-Methode. Ein Verständnis der Funktionsweise der einzelnen Methoden hilft Ihnen, die optimale Option für Ihre Daten und Analyseziele auszuwählen.

Die Abbildung unten zeigt einen visuellen Vergleich von Höhenrastergittern, die aus denselben Daten mit verschiedenen Methoden entlang eines gemeinsamen Pfades im Werkzeug „Pfadprofil“ generiert wurden . In diesem Beispiel erzeugt die Binning-Methode eine glattere Oberfläche als die Triangulationsmethode. Obwohl beide Ansätze weit verbreitet sind, ist Binning insgesamt die beliebtere Wahl. In der Branche wird weiterhin darüber diskutiert, welche Methode die höhere Genauigkeit bietet. Die Antwort hängt jedoch maßgeblich davon ab, wie Genauigkeit definiert wird und wie die resultierende Oberfläche verwendet wird. Letztendlich ist die beste Methode diejenige, die den Anforderungen Ihres spezifischen Projekts entspricht.

Ein Pfadprofil zum Vergleich generierter Höhenraster

Die TIN-Methode

Die Methode des triangulierten unregelmäßigen Netzes (TIN) eignet sich besonders für Anwender, die eine Oberfläche benötigen, die wichtigen oder signifikanten Punkten in den Quelldaten präzise folgt. Global Mapper verbindet dabei 3D-Punkt-Features, einschließlich der Eckpunkte von 3D-Linien- und Flächen-Features, zu einem Dreiecksnetz. Anschließend interpoliert die Software die Höhenwerte über die Dreiecksflächen mithilfe der Feature-Höhen und Neigungsinformationen, um eine gerasterte Höhenebene zu erzeugen, die einer TIN-Oberfläche nachempfunden ist. Zusätzlich kann Global Mapper Modell-Schlüsselpunkte automatisch markieren, um eine vereinfachte Oberfläche zu erstellen, die sich optimal für die TIN-Verarbeitung eignet. Die Vektor-TIN-Oberfläche kann außerdem gespeichert und anschließend problemlos in Ihre bevorzugte CAD-Software exportiert werden.

Prozess der Triangulationsmethode: Quell-Höhenliniendaten, Höhenlinien mit durch das Triangulationsnetz verbundenen Eckpunkten, Triangulationsnetz mit interpoliertem Rastergitter, Ausgabe: Rasterhöhenebene.

Die Einteilungsmethode

Global Mapper Pro bietet verschiedene Varianten der Binning-Methode, darunter Mittelwert-, Minimal- und Maximalwert. Binning eignet sich besonders gut für punktwolkenbasierte Workflows, da es bei der Generierung des Ausgaberasters nicht auf jedem einzelnen Punkt basiert. Stattdessen werden repräsentative Punkte anhand ihrer Höhenmerkmale innerhalb definierter Bereiche ausgewählt. 

Screenshots von Dialogfeldern mit unterschiedlichen Einstellungen. Dialogfeld „Erstellung eines Höhenrasters“ von links nach rechts: Nur 3D-Linien- oder Flächenmerkmale verwenden, Triangulationsmethode anhand einer Punktwolke ausgewählt, Binning-Methode anhand einer Punktwolke ausgewählt.

Die Binning- Methode unterteilt den Datensatz räumlich in Bereiche (Bins), deren Auflösung der Ausgabegitterzellen entspricht. Aus jedem Bereich wird dann ein einzelner Höhenwert verwendet, um die entsprechende Zelle in der endgültigen Gitterebene darzustellen. Der gewählte Wert hängt von der gewählten Binning-Methode ab – beispielsweise verwendet die Methode „Minimaler Wert“ die niedrigste Höhe innerhalb jedes Bereichs und eignet sich daher besonders gut zur Erstellung von Geländemodellen aus LiDAR-Daten.

Verfeinerung der Geländeoberfläche

Sobald eine Geländeoberfläche generiert wurde, fallen Ihnen möglicherweise Bereiche auf, die von einer weiteren Bereinigung oder Verfeinerung profitieren – insbesondere dort, wo die Punktwolkendaten unvollständig oder inkonsistent sind. Gewässer wie Teiche, Seen und Flüsse liefern oft inkonsistente Ergebnisse, die zu Störungen im Höhenraster führen können. Enthält ein Geländemodell wasserbedeckte Bereiche, ist es häufig hilfreich, diese Regionen auf einen einheitlichen Höhenwert zu ebnen.

Dies lässt sich erreichen, indem man ein 3D-Flächenobjekt erstellt, das der Größe des Gewässers entspricht, und es in den Rastergenerierungsprozess einbezieht. Durch Aktivieren der Option „3D-Flächen-/Linienobjekte als Bruchkanten verwenden “ wird die Höhe des Objekts in das Ausgaberaster „eingebrannt“, wodurch Höhenunterschiede innerhalb des definierten Bereichs effektiv ausgeglichen werden. Dasselbe Verfahren kann auch auf Straßen, Gebäudegrundrisse oder beliebige Bereiche angewendet werden, in denen eine einheitliche Höhe gewünscht ist. Falls nach der Rastergenerierung weitere Nachbearbeitungen erforderlich sind, kann das Werkzeug „Geländemalerei“ verwendet werden, um die Oberfläche manuell zu bearbeiten und zu glätten.

DSM im Vergleich zu einem DTM in 3D- und Pfadprofilansichten Ein Pfadprofil vergleicht eine Punktwolke mit einem generierten Geländegitter, bei dem eine Bruchkante verwendet wurde, um die Wasserfläche zu ebnen, und dasselbe Gitter im 3D-Viewer, das die geebnete Wasserfläche und das felsigere Ufer zeigt.

Mit einem finalisierten Höhenraster können Sie Ihre Analysen in Global Mapper erweitern – Höhenlinien erstellen, Wassereinzugsgebiete kartieren, Volumina berechnen und eine Vielzahl geländebasierter Analysen durchführen. Weitere Arbeitsabläufe und Tipps finden Sie in der Videosammlung.

 

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