Geländemodelle Niesen und Gemmi

Montag, 22. September 2014 Allgemein , DE 1 Kommentare

Nachdem ich im 2012 einmal ein Geländemodell des Matterhorns generiert hatte, wurde es wieder einmal Zeit, ein weiteres Modell zu erstellen. Eine gute Gelegenheit bot sich an, als meine Frau ihrer Vorgesetzten erklären wollte, was 3D-drucken sei. Die Vorgesetzte habe einen starken Bezug zum Niesen; mit diesem Steilpass war klar, was ich zu tun hatte.

Als erstes las ich mich durch die guten Anleitungen von +Gregor Luetolf, welcher als "Relief-Guru" schon unzählige Geländemodelle erstellt und gedruckt hat.

1. Digital Elevation Model (DEM)
- Datenset für die Niesenregion herunterladen von http://www.viewfinderpanoramas.org/
- Datei entpacken und danach die Datei mit der Endung ".hgt" in QGIS öffnen.

Abbildung 1: Rasterlayer hinzufügen in QGIS

2. Geländeausschnitt
Da ich wie oben erwähnt nicht viel Zeit in QGIS investieren wollte, machte ich den Ausschnitt mit GIMP. Also:
- Bild öffnen,
- Leinwandgrösse anpassen auf ein Quadrat in der Grösse 300 x 300 Pixel,
- den Ausschnitt entsprechend platzieren und zum Schluss das
- Bild wiederum als ".jpg" abspeichern.

Abbildung 2: DEM-Ausschnitt Niesen (Quelle viewfinderpanoramas.org/)

3. Geländemodell generieren
Zum Generieren des Geländes verwendete ich das Programm 3DPaysage. Im Gegensatz zu AccuTrans 3D bietet 3DPaysage nur rudimentäre Einstellungsmöglichkeiten. Es steht aber für den nichtkommerziellen Einatz frei zu Verfügung.

Abbildung 3: Mesh generieren mit 3DPaysage

- Ausschnitt öffnen mit Menu File.Open picture
- gewählte Einstellungen:

• Height MAX: 30 (Annahme, dieser Wert wird später korrigiert)
• Number of divisions X / Y: 300

- Höhenmodell exportieren mit Menu File.Export to Wavefront (.obj)

4. Kanten glätten (optional)
Da bei den ersten Versuchen das generierte Höhenmodell zu "grobkörnig" wurde, importierte ich es in MeshLab und glättete die Kanten mit Menu Filters.Smoothing, Fairing and Deformation.Smooth Face Normals. Als Abschluss exportierte ich das Modell als STL-Datei.

Abbildung 4: Kanten glätten mit MeshLab

5. Geländemodell fertigstellen
Der letzte Schritt erfolgt danach mit SketchUp. Das Importieren der STL-Datei dauert eine halbe Ewigkeit und SketchUp reagiert während diesem Vorgang sehr empfindlich auf ungeduldiges "Herumgeklicke".

- Höhenmodell importieren mit Menu Datei.Importieren... (Plugin SketchUp STL)
- Modell in X/Y-Achse skalieren, sodass die Abmessungen des Modells der realen Ausdehnung entsprechen. Dazu habe ich die Entfernung zweier markanter Punkte gemessen (Niesen und Spiez Schiffstation). Nun lässt sich der Skalierungsfaktor bestimmen.

Abbildung 5: Distanz und Höhendifferenz bestimmen

- Modell in Z-Achse skalieren: Mit der gleichen Anwendung nun noch die Höhendifferenz von Niesen und Thunersee bestimmen und danach entsprechend skalieren.
- Als letzter Schritt ein Sockel modellieren.

Abbildung 6: Sockel modellieren

Abbildung 7: stehend gedruckt in ca. 4h

Abbildung 8: et voilà!

Abbildung 9: Niesen by Zumbo

Fazit
Der Prozess vom DEM zum druckbereiten Objekt ist lang und anspruchsvoll und dementsprechend für Schulanwendungen wohl weniger geeignet. Trotzdem finde ich es faszinierend, welche Möglichkeiten sich anbieten. Da viele Höhendaten frei zugänglich sind und Programme für deren Verarbeitung als Freeware oder Opensource zu Verfügung stehen, gibt es wenig Hürden, ein eigenes Höhenmodell zu erstellen. Ich konnte es jedenfalls nicht lassen: ich habe ein weiteres Modell Gemmipass für meinen Bruder erstellt.

Vielen Dank an +Gregor Luetolf; seine Anleitungen waren eine grosse Hilfe. :)