Gebäude- und Vegetationshöhen 2012

Datengrundlage

Einteilung der Projektphasen

Die flächendeckende Bearbeitung des Berliner Stadtgebietes und näheren Umlandes wird in zwei getrennten Bearbeitungsschritten durchgeführt, die sich sowohl nach den zur Verfügung stehenden Datengrundlagen als auch nach der unterschiedlichen morphologischen Prägung der beiden Arbeitsgebiete richtet.

Während in Projektphase 1 im Berliner Stadtgebiet auf einer Fläche von rund 445 km² sehr detailreiche Daten erfasst wurden, ist die Auflösung der Aufnahmen der Phase 2 im restlichen Stadtgebiet sowie im nahen Berliner Umland auf einer Fläche von rund 1.800 km² deutlich geringer (vgl. Abb. 2). Dieser Unterschied ist auch mit den vielfach homogeneren Bebauungs- und Vegetationsstrukturen des Berliner Stadtrandes sowie des Umlands zu begründen. Im Folgenden wird hauptsächlich die Datenerhebung sowie deren Prozessierung innerhalb der ersten Projektphase und bezüglich des dabei erfassten Gebiets beschrieben.

Abb. 2: Ausdehnung der Projektgebiete – Berliner Stadtgebiet und Berliner Umland

Bildflüge 2009/2010 und Bildprodukte

Zur Bildaufnahme wurde eine digitale Luftbildkamera der Marke Vexcel UltraCam X eingesetzt. Grundprinzip des Kameramodells ist die Aufteilung in zwei Klassen mit jeweils mehreren Objektiven, wobei die eine Klasse die panchromatischen, die andere über einen CCD-Sensor, in diesem Fall mit 14.430 × 9.420 Pixelauflösung, die Farbbilder in den Kanälen Rot, Grün, Blau und Infrarot liefert.

Matrixkameras realisieren die Aufnahme eines Bildes mittels digitaler matrixförmiger Flächensensoren und der Zentralprojektion. Dabei beschränkt sich die Abbildung der Erdoberfläche auf einen rechteckigen, meist quadratischen Bildausschnitt. Die einzelnen Bildausschnitte überlappen sich um etwa 60 %, dieser Überlappungsbereich dient der späteren Zusammensetzung des Gesamtmosaikes sowie der Generierung eines Oberflächenmodells der überflogenen Geländebereiche. Das GPS/INS (Inertial Navigation System) erreicht die hochgenaue Orientierung der Bilddaten.

Die Befliegungskampagne über das Innenstadtgebiet von Berlin fand zu Herbstbeginn 2010, die des Außenbereichs mit Umland im Spätsommer 2009 statt. Nachfolgend werden die wichtigsten Flugparameter aus den vorliegenden Flugprotokollen und den technischen Berichten zusammengefasst.
Sie lassen erkennen, dass sich die Güte des bildflugtechnischen Ausgangsmaterials in beiden Projektphasen deutlich unterscheidet. Dieser Umstand, etwa bezüglich der radiometrischen Auflösung von 10 cm in Phase 1 gegenüber 50 cm in Phase 2, findet auch seinen Niederschlag in abweichend genauen Erfassungsergebnissen, deren Güte vor dem Hintergrund der ungleichen Ausgangsdaten zu sehen ist.

	Projektphase 1 (Innenstadtgebiet)	Projektphase 2 (Außenbereich)
Kamera- und Produktdaten
Sensor	Matrixkamera UltraCam X (Vexcel GmbH, heute Microsoft)	Matrixkamera UltraCam X (Vexcel GmbH, heute Microsoft)
Bildprodukte	Echtfarbenbild (RGB) und Infrarotkanal (IR), Digitales Oberflächenmodell (DOM)	Echtfarbenbild (RGB) und Infrarotkanal (IR), Digitales Oberflächenmodell (DOM)
Erfassungsdaten:
Aufnahmetag	23.09.2010	24.08.2009
Aufnahmebeginn / -ende	8:05 / 11:24 Uhr MESZ	07:55 – 11:50 Uhr MESZ und 14:05 – 16:00 Uhr MESZ
Bildflug durchgeführt von	BSF Swissphoto GmbH	BSF Swissphoto GmbH
Bodenauflösung	10 cm	50 cm
Längs- /Querüberdeckung	80 / 60 %	80 / 40 %
Flugstreifen	17	13
Anzahl der Aufnahmen insgesamt	1.793	416
Aerotriangulation	Trimble Inpho	Trimble Inpho
Oberflächengenerierung	Software UltraMap (Microsoft)	Semi-Global Matching (DLR)
Höhe über Grund	ca. 2.090 m	ca. 7.000 m
Ausdehnung:
geographische Ausdehnung	445 km2	1.800 km2
Koordinaten:
Koordinatensystem	UTM, Zone 33N	UTM, Zone 33N
Geodätisches Datum	ETRS89	ETRS89
Bezugsellipsoid	GRS80	GRS80
GPS:
GPS-Refrenzstation	SAPOS-Station, Berlin-Wilmersdorf	unbekannt
Genauigkeit der GPS-Prozessierung	Lage und Höhe 5-6 cm (theoretisch), 10 cm (realistisch)	Lage und Höhe 10-15 cm (theoretisch), 15-20 cm (realistisch)

Geobasis- und Fachplanungsdaten

Zusätzlich zu den bereits genannten Erhebungsdaten standen für die Projektphase 1 sowie den Teil der Projektphase 2, der auf Berliner Stadtgebiet liegt, Vektordaten in Form von statistischen Blöcken und Blockteilflächen sowie Gebäude- und Straßenbaumdaten zur Verfügung (SenStadt 2010, SenStadtUm 2013b). Diese Daten sind flächendeckend für ganz Berlin und umfassen folgende Layer:

• Automatisierte Liegenschaftskarte (ALK), Stand 06.2012
  • Gebäude-Layer (bestehende, geplante oder im Bau befindliche Gebäude, mit Angaben zur tatsächlichen Nutzung sowie Geschossigkeit)
  • Straßenbaum-Layer (Stand 10/2009)
  • Topographie-Layer (mit Basis- und Ergänzungstopographie)
• Informationssystem Stadt und Umwelt Blockkarte 1:5.000 (ISU5), Stand 12.2010
  • Block-Layer (Haupt- und Teilblöcken mit Angaben zu Stadtstruktur- und Flächentyp)
  • Landes- und Bezirks-Layer
  • Prognoseraum-Layer

Die ISU5-Blockkarte bildet die Bezugsgeometrie für die Erfassung der zu bestimmenden Objekte und deren Höhen. Im Stadtgebiet befinden sich rund 25.000 Haupt- und Teilblockflächen. Die extrahierten Objekte werden durch ihren eindeutigen Objektschlüssel mit den Block-Schlüsseln verschnitten, sodass jedes einzelne Objekt nicht nur seine genaue Lage, sondern auch seine Zugehörigkeit zum Objekttyp sowie zu Block- und Bezirksnummer kennt (vgl. Abb. 3).

Für das Brandenburger Umland (Projektphase 2) standen zusätzlich die folgenden Vektor- und Rasterdaten zur Verfügung:

• ALKIS, Stand 10.2013 mit den Layern
  • Gebäude und
  • Flächen der Tatsächlichen Nutzung
• Digitales Geländemodell DGM in der räumlichen Auflösung 1m (DGM1)

Anmerkung: Die erfassten Höhendaten zum Brandenburger Umland stehen nicht online zur Verfügung.

Abb. 3: Ausschnitt aus den verwendeten Geobasis- und Fachdaten: ALK-Gebäudelayer (rot), ISU5-Blockgrenzen (gelb), Straßenbaum-Objekte (grün) vor dem Hintergrund der True-Ortho Photos