Geländerrelief auf der Südhalbkugel

Geländerrelief auf der Südhalbkugel


Wir wurden um ein Relief des Gebiets des Nelson Mandela Museums in Südafrika gebeten. Auf Viewfinderpanoramas.org existieren von der Region nur 3″ Daten der Shuttle Radar Topography Mission SRTM von 2000, was bedeutet, dass alle 90 x 90 m nur ein Wert zur Höheninformation zur Verfügung steht. Bei einem solch kleinen Gebiet ergibt das ein nur sehr schemenhaftes Relief, aber wir haben es trotzdem versucht, denn auch der Ausschnitt ist nicht so spektakulär wie ein Berggipfel.

Screenshot aus Google Maps mit dem Nelson Mandela Museum in Qunu
Erst nach der Suche nach Qunu sind wir auf das Nelson Mandela Museum gestossen

Liegt das gewünschte Gebiet für ein Relief in einer Zone mit guter Abdeckung an frei verfügbaren Daten und auf der Nordhalbkugel, ist die Erstellung nicht allzu schwierig. Siehe dazu auch unseren Artikel „How to generate printable 3D geographical maps„. Liegt das Gebiet jedoch wie in diesem Fall auf der Südhalbkugel, funktioniert der beschriebene Arbeitsablauf nicht, da 3DEM für die Südhalbkugel kein USGS ASCII DEM exportieren kann. Hier beschreiben wir, wie man trotzdem zu einem Relief kommt.

Vorgehen beim Erstellen eines Reliefs auf der Südhalbkugel:

  1. Koordinaten des Ausschnitts auf alter Ansicht von Google Maps abgesteckt. (In der neuen Google Maps Version finden wir dieses Tool nirgends mehr)

  2. Daten des Gebiets von Viewfinderpanoramas.org heruntergeladen und entpackt

  3. In QGIS die Teile als neue Rasterlayer geladen und den Ausschnitt gesucht. Mit dem Rastertool aus den Daten ausgeschnitten und als GeoTIFF gespeichert.

  4. Das GeoTIFF in 3DEM geöffnet und in UTM Projektion umgewandelt, um eine möglichst winkeltreue Abbildung zu erhalten.

  5. Beim Versuch das Gebiet als USGS ASCII DEM zu exportieren erhalten wir den Fehler:

Screenshot aus 3DEM mit der Fehlermeldung 'Cannot Save UTM USGS DEM in Southern Hemisphere. Safe as Terrain Matrix Instead'
Offenbar ist das Dateiformat UTM USGS DEM nur für die Nordhalbkugel gemacht
  1. Nach längerem Suchen finden wir eine Anleitung zum Terrain Matrix Export. Dort wird der von uns bevorzugte Weg von 3DEM nach AccuTrans 3D erklärt. Also entscheiden wir uns wie in der Anleitung beschrieben für das Format ASCII Text String.
Screenshot des Terrain Matrix Export Dialogs von 3DEM mit der Auswahl Binary, oder ASCII
Zum Glück stand was von ASCII in der Anleitung
  1. Dadurch werden zwei Dateien im angegebenen Verzeichnis erstellt. Zum einen die TXT-Datei mit den Höhenpunkten in einer Matrix, zum anderen aber auch noch eine HDR-Datei (Header), welche wichtige Informationen zur erstellten Matrix enthält.
Screenshot des Inhalts der TXT-Datei welche die Höhenpunkte enthält
In der TXT-Datei stehen lauter Werte mit Abstand getrennt
Screenshot des Inhalts der HDR-Datei (Header) für die Terrain Matrix
In der HDR-Datei (Header) steht die Beschreibung
  1. Beim Import der TXT-Datei in AccuTrans 3D via File > Open DEM As > ASCII to DEM (*.txt) benötigen wir jedoch nur die Angabe „number_of_columns“ aus dieser Datei. Diese geben wir im Import-Dialog ein und berechnen zusätzlich das X und Y Spacing, also die Auflösung in Metern. (War uns eigentlich von der Datenquelle her bekannt, kann aber auch aus den Werten in der Header-Datei errechnet werden, wenn man die Datenquelle nicht genau kennt.)
Screenshot des Import TXT-Datei Dialogs aus AccuTrans 3D
Aus der Header-Datei gelesene Angaben zu Columns und X/Y-Spacing
  1. Relief in AccuTrans 3D erstellt, auf 12 x 8cm verkleinert, um 90° um X gedreht und als STL-Datei exportiert.
Screenshot aus AccuTrans 3D der importierten Terrain Matrix Daten
Nicht gerade spektakulär ...
Screenshot der Relieferstellung in AccuTrans 3D
... und es wird höchstens noch schlimmer
  1. STL in Cura geöffnet, und zum Drucken vorbereitet. Stehend gedruckt mit 0.08 mm Schichten, 1.2 mm Loops, 0.8 mm Bottom/Top, 2 % Füllung auf dem Ultimaker Original in weissem Swiss RepRap PLA.
Screenshot aus Cura mit dem Relief von Qunu auf dem Drucktisch
Cura verleiht dem Modell in der Vorschau immerhin etwas Schatten
Screenshot aus Cura mit dem gedrehten Relief, sodass es aufrecht steht
Wir drucken das Modell stehend, das geht schneller und sieht besser aus
  1. Auf dem Ultimaker Original in weissem PLA von Swiss RepRap gedruckt.
Foto während des Drucks des Reliefs mit sichtbaren Stegen der Füllung von 2 %
Wir verwenden je nach Relief 1-5 % Füllung zur Stabilisierung
Foto des fertig gedruckten Reliefs auf dem Drucktisch des Ultimaker Original
Fertig lustig
Foto des fertig gedruckten Reliefs bei der Suche nach einer geeigneten Perspektive
Ganz flach ist es nicht, aber auch nicht wirklich richtig hügelig

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