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Baden-Württembergs Landschaft bis ins Detail sichtbar gemacht

20.03.16

Geologen präsentieren ihre Forschungsergebnisse an der VISUS-Powerwall

Prof. Seyfried empfängt die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Landesamtes für Geoinformation und Landentwicklung im Visualisierungslabor der Universität Stuttgart.

Wie ist die uns umgebende Landschaft entstanden? Wie kam es zur Bildung vorhandener Dolinen oder Terassen? Und warum gibt es spezielle Talformen, Mäander oder andere Landschaftsformen, etwa Dünen mitten in Baden-Württemberg? Das sind nur einige der Fragen, mit denen sich Geologen wie Prof. Dr. Hartmut Seyfried und seine Mitarbeiterin Elena Beckenbach vom Institut für Planetologie der Universität Stuttgart in ihrer wissenschaftlichen Arbeit beschäftigen. Vergangenen Mittwoch haben sie rund 50 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Landesamtes für Geoinformation und Landentwicklung (LGL) an der Powerwall des Visualisierungsinstitutes der Universität Stuttgart (VISUS) ihre aktuellsten Ergebnisse präsentiert, die ihnen eine eigens entwickelte Visualisierung ermöglichte.

Um geologische Phänomene wissenschaftlich zu untersuchen, sind mehr als reine Feldstudien erforderlich. Experten sammeln dazu umfangreiche Messdaten, betreiben Literaturrecherchen und führen aufwändige Berechnungen durch. Zur Auswertung müssen die gesammelten Daten meist in visuelle Darstellungen umgewandelt werden. Vorhandene Softwarelösungen liefern bislang jedoch nur schattierte oder entsprechend den Höhenwerten farbkodierte Reliefs und stoßen insbesondere bei der Anzeige komplexer und umfangreicher Daten schnell an ihre Grenzen.

 
Einfache Visualisierung der Landschaftsdaten Baden Württembergs, mit kommerzieller Software erstellt.

Prof. Seyfried und Elena Beckenbach arbeiten zur Untersuchung geologischer Strukturen Baden-Württembergs mit einem vom LGL bereitgestellten Datensatz, der rund 1 TB groß ist und das gesamte Gebiet des Bundeslandes mit einer Auflösung von einem Meter horizontal und 15 Zentimeter vertikal abdeckt. Um diesen visuell analysierbar zu machen, hat Dr. Thomas Müller eine Software mit dem Namen TerrainView entwickelt. Diese ermöglichte es, die umfangreichen Daten hochauflösend und verzögerungsfrei interaktiv darzustellen. Damit kann Baden-Württemberg aus verschiedenen Perspektiven und dank der hochauflösenden Darstellung aus nächster Nähe untersucht werden. „Was zuvor nur grob zu sehen war, können wir nun in einer Auflösung von einem Meter pro Pixel betrachten“, beschreibt Prof. Seyfried die Visualisierung.

Die neuen Bilder machen wissenschaftlich interessante Strukturen sichtbar. So konnten die Geologen Täler identifizieren, die durch die Schmelzwässer des Rhein-Gletschers im frühen Pleistozän entstanden. Auch die Strukturen der Wutach-Schlucht im Schwarzwald, deren Talflanken intensiven Rutschprozessen unterliegen, sowie fossile Wasserstandsmarken des Bodensees mit einem Höhenunterschied von weniger als zwei Metern sind zu erkennen. „Viele Details unserer Landschaft lassen sich im Zusammenhang nur in hochauflösenden digitalen Geländemodellen untersuchen“, betonte Elena Beckenbach in ihrem Vortrag. „Vor Ort braucht man meist entsprechendes Vorwissen, um diese geomorphologischen Formen mit geringen Höhenunterschieden überhaupt zu bemerken.“

Prof. Seyfried erklärt in den hochauflösenden Bildern an der VISUS-Powerwall Täler, die in der Gäulandschaft östlich von Pforzheim entstanden sind …

… ebenso wie Dolinen nördlich von Steinheim am Albuch, …

… oder die Wutach-Schlucht, deren Talflanken sich in stetigen Rutschprozessen befinden.

Elena Beckenbach spricht über fossile Uferspülsäume des Bodensees, die Rückschlüsse auf einstens höhere Wasserstände erlauben.

Insbesondere die Darstellung auf dem „tollsten Spielzeug der Universität Stuttgart“, wie Prof. Seyfried die VISUS-Powerwall bezeichnete, macht die effiziente Analyse von Daten solcher Größe möglich. Auf der Projektionsfläche von sechs Metern Breite und rund zwei Metern Höhe lässt sich die Landschaft Baden-Württembergs in einer Qualität darstellen, die der eines handelsüblichen Monitors nahekommt. Hier konnten die Geologen bei ihrer Präsentation durch kleinste Landschaftsdetails navigieren und die zugrundeliegenden Entstehungsprozesse erläutern. Aktuell benötigt die Anzeige auf der Powerwall noch komplexe Software-Implementierungen, die eigens für diese Anwendung von Dr. Guido Reina, Christoph Müller und Patrick Gralka entwickelt wurden. Was im Visualisierungslabor der Universität Stuttgart heute erforscht wird, wird wohl in Zukunft gängige Praxis in Forschung und Entwicklung sein.

Weitere Informationen über die Visualisierung dieses hochauflösenden Geländemodells und über TerrainView finden Sie in unter
http://go.visus.uni-stuttgart.de/terrainview
und
http://go.visus.uni-stuttgart.de/glacial_geomorph