3-D Karten

An der Technischen Universität Dresden wurde die erste dreidimensionale Karte entwickelt, die auch die topografischen Eigenschaften einer Landschaft darstellen kann.

Sie hängt - auf eine Glasplatte gebannt - im Treppenhaus der Universität. Die Karte zeigt das Dachsteingebirge in Österreich. Am Fuße des Mittersteins, in circa 1800 Metern Höhe, liegt der Eingang zu einem der größten Höhlensysteme der Alpen - der Dachsteinhöhle. Die Forscher der Uni Dresden um Professor Manfred Buchroithner haben sich zum Ziel gesetzt, sie innerhalb der nächsten Jahre dreidimensional darzustellen - als Karte und Video-Animation.

Von ihrem Basislager aus beginnen die Höhlenforscher und Kartografen zunächst den beschwerlichen Aufstieg zur Höhle - ein längerer Marsch mit Verpflegung und Ausrüstung für mehrere Tage, bei Temperaturen um Null Grad Celsius. Vor dem Einstieg in die Höhle wird alles ein letztes Mal gründlich überprüft. Über Hängebrücken, Seile und Leitern arbeiten sich dann die Höhlenforscher in den Berg vor, kämpfen sich mühsam zu den Messpunkten vor.
Am Ziel angekommen stellen die Forscher die Messinstrumente an strategischen Punkten auf. Grundlage für die Profilvermessung der Höhlenräume und Gänge sind fest markierte Messpunkte. Um diese Punkte herum bestimmt das Messgerät die Entfernung in alle Raumrichtungen präzise mit einem Laserstrahl. Es misst im Zentimeterbereich und ist das einzige elektronische Messgerät, das zuverlässig in Höhlen eingesetzt werden kann, weil es stabil und wasserunempfindlich ist. Die Winkel der Höhle werden mit einem sogenannten Theodolyten ausgemessen.

An der Technischen Universität Dresden werden die ermittelten Daten in Computersprache umgeschrieben.
1800 3D-Punkte haben die Höhlenforscher im Rechenzentrum abgeliefert: Aus dieser enormen Datenmenge erstellen Großrechner ein Gittergerüst, das das Ausmaß der Höhle genau wiedergibt. Das Ergebnis wochenlanger Rechenzeit: ein Querschnitt durch den ersten Abschnitt der Dachsteinhöhle.

Die aus Stützkurven entstandene Geometrie wird dann mit einem speziellen Verfahren in eine zusätzliche, dreidimensionale Feingeometrie umgesetzt. Diese Darstellung der Höhle ist zugleich auch Grundlagenforschung für Wissenschaftler anderer Disziplinen. Der virtuelle Gang durch die Höhle vermittelt einen realistischen Eindruck des Höhlensystems und ermöglicht den ersten virtuellen Fledermausflug durch die Dachsteinhöhle.

Aus den Daten entstand aber auch die erste dreidimensionale Karte der Welt. Mit Hilfe eines aufgeteilten Laserstrahls wird ein Hologramm aufgezeichnet. Der erste Teilstrahl erfasst das Geländemodell, der zweite Strahl beleuchtet die Fotoplatte. Auf ihr bilden sich die Interferenzmuster, das dreidimensionale Bild wird sichtbar.

Professor Manfred Buchroithner:
"Für den Durchschnittswanderer wird eine echte 3D- Karte eine ganze Menge bringen, denken sie nur einmal an eine Schlechtwettersituation. Bei Nebel ist zum Beispiel das Kennen des Reliefs von ganz großer Bedeutung. Ist der Abstieg so steil, dass ich ihn nicht mehr bewältigen kann?
Der Großteil der Bevölkerung sieht einfach nur ein Wirrwarr von Linien, aber dass da wirklich die Berge virtuell aus dem Papier herauswachsen, das ist nicht möglich. Heutzutage, wo wir moderne Technologien haben, müssen wir die einsetzen, einfach um dem Kartenbenutzer die dritte Dimension zu bieten."

Mit der gleichen Technik, die die Höhle dreidimensional darstellt, können mit Unterstützung von Satellitenbildern ganze Gebirgszüge eingescannt werden.
Möglich wären so zum Beispiel 3 D-Animationen auf digitalen Karten, die auch während der Wanderung griffbereit sind. Dann könnte man die Wanderroute der Zukunft bis ins Detail hinein genau planen und ausführen.