6Gelände und Höhendaten

Eine GOK tragen die Eck- und Stützpunkte von Freiflächen, die Bezugshöhe von Dach- und Fassadenflächen, Hindernisse und Betrachtungspunkte. Jede Abweichung vom realen Gelände geht unmittelbar in das Ergebnis ein.

6.1 So geht's

1. Projektbereich festlegen (Kap. 5). Die App schaltet dabei „Amtliche Daten“ ein, wenn am Mittelpunkt des Projektbereichs amtliche Höhen vorliegen; sonst kommen die Höhen von Google.
2. Im Menü „Höhendaten“ die Quellenkette prüfen: Reihenfolge, Schalter und bei „Amtliche Daten“ das Land.
3. Für flächige Auswertungen ein Geländemodell ins Projekt holen: „Amtliches Geländemodell laden“ (Deutschland, Österreich, Schweiz) oder „Eigenes Geländemodell hinzufügen“ (Abschnitt 6.5).
4. Objekte anlegen. Solange „GOK automatisch berechnen“ eingeschaltet ist, wird die GOK aus der Kette bezogen; ausgeschaltet wird sie von Hand eingetragen.
5. Die Werte stichprobenhaft mit bekannten Höhen aus Vermessung, amtlicher Karte oder Aufmaß vergleichen, besonders dort, wo das Gelände nach der letzten Befliegung verändert wurde (Aufschüttungen, Abgrabungen, Halden). Für die Richtigkeit der Höhendaten wird bei keiner Quelle Gewähr übernommen (Kap. VII).

6.2 Quellenkette

Für jeden Punkt werden die eingeschalteten Quellen von oben nach unten abgefragt; die erste mit einem Wert liefert die GOK. Ein Punkt außerhalb eines Geländemodells oder der amtlichen Abdeckung geht an die nächste Quelle.

• Jede Datei ist eine eigene Stufe. Ein neues Geländemodell kommt eingeschaltet an die oberste Stelle; die Reihenfolge lässt sich am Griff ändern.
• Die „Google Elevation API“ steht immer zuletzt und ist immer eingeschaltet.
• Die Kette wird mit der Projektversion gespeichert. Die Geländemodelle gehören zum Projekt und gelten für alle Versionen.

Eine Punktabfrage kann bei einem späteren Abruf andere Werte liefern (neue Befliegung, geänderter Dienst). Werden Quellen mit verschiedenem Höhenbezug gemischt, etwa an einer Landesgrenze oder mit einer eigenen Datei, können zwischen ihnen kleine Stufen entstehen.

6.3 Quellenkennzeichen

Jeder automatisch bezogene Höhenwert trägt im Editor und im Bericht ein hochgestelltes Kennzeichen seiner Quelle; der Tooltip nennt Quelle, Behörde und Datenstand.

Der Anhang „Höhendatenquellen“ des Berichts führt jede vorkommende Quelle einmal vollständig auf (Kap. 14).

6.4 Änderung und Ausfall einer Quelle

Ein Umschalten, Umsortieren, Hinzufügen oder Löschen in der Kette ändert bereits bezogene Höhen nicht. Neue Werte holt „Neu berechnen“ am jeweiligen Objekt; bei Freiflächen zeigt das Gelände-Menü, ob sich die Höhendaten seit der Rechnung geändert haben (Kap. 7.5).

Antwortet eine Quelle nicht, übernimmt die nächste Stufe. Die App meldet das, der Ersatzwert trägt das Kennzeichen seiner tatsächlichen Quelle (etwa G statt A), und eine betroffene Freifläche lässt sich erst nach erneutem Bezug simulieren. Liefert auch Google keinen Wert, bricht der Bezug ab und vorhandene Werte bleiben.

6.5 Geländemodell im Projekt

Ein Geländemodell (DGM, englisch DTM) beschreibt die Höhe der natürlichen Geländeoberfläche flächendeckend als Raster, etwa 1 m × 1 m je Zelle, ohne Gebäude und Bäume. Ein Oberflächenmodell (DOM, DSM) enthält sie und eignet sich nicht: Objekte stünden sonst auf Dächern und Baumkronen. Anders als die Punktabfrage kennt ein Geländemodell auch das Gelände zwischen den Punkten. Es ist nicht mit dem Höhengitter einer Freifläche zu verwechseln, das das Gelände an Stützpunkten abtastet (Kap. 7.5).

Ein Geländemodell im Projekt ermöglicht im abgedeckten Gebiet:

Bezugsquellen. Für Deutschland, Österreich und die Schweiz am schnellsten über „Amtliches Geländemodell laden“. Sonst die Downloadportale der Landesvermessungen (in Deutschland DGM1 als offene Daten, meist GeoTIFF oder XYZ in 1-km-Kacheln) oder eine eigene Vermessung, z. B. aus Drohnen- oder Laserscan-Befliegung, als Raster exportiert.

Amtliches Geländemodell laden.

1. „Amtliches Geländemodell laden“, dann „Bereich festlegen“. Vorgeschlagen wird ein Rechteck um alle PV-Flächen mit 250 m Rand.
2. Rechteck anpassen und mit „Bereich bestätigen“ abschließen.
3. Die Vorschau nennt geschätzte Downloadmenge, Speicherbedarf und Belegung des Kontos danach; „Laden“ startet den Bezug.

Name und Beschreibung (Quelle, Datenstand, Ladedatum) werden vorgeschlagen bzw. vom Ladevorgang geschrieben; die Beschreibung ist nicht änderbar. Grenzen: höchstens 200 Kacheln je Ausschnitt, für Deutschland ein gemeinsames Stundenkontingent aller Nutzer von 1 000 Kacheln. Kacheln ohne Datenbestand (Wasser, Grenzgebiet) bleiben als Lücke.

Eigenes Geländemodell hinzufügen. Voraussetzung ist ein gespeichertes Projekt mit Projektbereich. Mehrere Dateien sind auf einmal möglich; die „Beschreibung“ (bis 200 Zeichen) erscheint im Bericht als Quellenangabe.

Aufbereitung. Jede Datei wird auf das Quadrat um den Mittelpunkt des Projektbereichs mit Seitenlänge 2 × (Radius + 500 m) zugeschnitten und auf ein 1-m-Raster umgerechnet: Feinere Raster werden gemittelt, gröbere bilinear interpoliert. Die abgelegte Datei belegt Speicher im Konto (Kap. 3). Löschen entfernt das Modell aus allen Versionen; bereits bezogene Höhen bleiben.

6.6 Geländeverdeckung

Die Geländeverdeckung berücksichtigt Kuppen, Böschungen und Hänge auf beiden Wegen: Sie verdecken den Blick vom Betrachtungspunkt auf einen Reflexionspunkt (PV-Fläche → Betrachtungspunkt), und sie verschatten die PV-Fläche, wenn die Sonne hinter ihnen steht (Sonne → PV-Fläche). Für ferne Berge außerhalb des Geländemodells gibt es zusätzlich die Fernverschattung (Kap. 10.2). Gezeichnete Hindernisse gelten zusätzlich (Kap. 10.1).

Eingeschaltet wird sie im Menü „Geländeverdeckung“ mit dem Schalter „Geländeverdeckung“. Ohne ausdrückliche Wahl ist sie an, sobald ein Geländemodell aktiviert ist. Gerechnet wird aus den eingeschalteten Geländemodellen der Quellenkette; überlappen sie sich, hat das weiter oben stehende Vorrang.

Beim Start der Simulation wird für jeden Betrachtungspunkt ein Nah-Horizont aus dem Geländemodell gerechnet. Für jede PV-Fläche werden außerdem an Stützstellen über der Fläche (Ecken, Kanten und ein Raster von 25 m im Innern, bei großen Aufträgen gröber) die höchsten Geländewinkel je Richtung gerechnet, auf Höhe der Modul-Oberkante und mit Gelände bis 2 km Entfernung; jede Rechenzelle nimmt die nächste Stützstelle. Beides wird mit dem Auftrag gespeichert; spätere Änderungen an den Modellen wirken nicht auf diese Simulation. Ältere Simulationen rechnen nur den Weg zum Betrachtungspunkt; der Bericht sagt das in den Annahmen.

Gerechnet wird mit dem Gelände, das vorhanden ist. Geländemodelle lassen sich nur im Projektbereich laden. Liegt ein Betrachtungspunkt außerhalb des Modells oder des Projektbereichs, rechnet sein Horizont ab seiner eigenen Höhe, und das vorhandene Gelände zwischen Punkt und PV-Fläche verdeckt trotzdem. Fehlt in einer Richtung Gelände zwischen Punkt und PV-Fläche, kann es dort nicht verdecken; der Bericht nennt das je Punkt: „In n von m Richtungen fehlt Gelände zwischen Punkt und PV-Fläche. Dort fehlt ein Teil des Geländes; nur dieser Teil kann nicht verdecken, die Blendung ist eher zu hoch angesetzt.“ Lücken hinter der PV-Fläche zählen nicht. Stützstellen über einer PV-Fläche, die außerhalb des Modells liegen oder deren Modul-Oberkante unter dem Modellgelände läge, rechnen ohne Geländeschatten; der Anhang nennt ihre Zahl.

Die Simulation startet nicht und kostet keinen Token, wenn die Geländeverdeckung eingeschaltet, aber kein Geländemodell aktiviert ist (Menü: „An, aber kein Geländemodell aktiviert“), oder wenn das Auge eines Betrachtungspunkts unter dem Modellgelände läge (Datenfehler, etwa eine zu niedrige Höhe von Hand).

Der Bericht zeigt die Geländeverdeckung in der Übersicht (an, Zahl der Punkte, Hinweise) und im Anhang „Geländeverdeckung“ mit einem Horizontstreifen je Punkt, Quelle, Rasterweite und Hinweisen sowie dem Unterabschnitt „Verschattung der PV-Flächen durch das Gelände“ (Stützstellen, Abstand, Anteil der Sonnenzeit im Geländeschatten); dazu die Silhouette in der 3D-Perspektive, die Simulationsparameter und die Spalten im Excel-Export (Kap. 14).

6.7 Geländeansicht und Höhenlinien

Der Knopf „Gelände“ an der Karte öffnet die „Geländeansicht“: Einfärbung nach „Hangneigung“, „Relief“ oder „Höhe“, Regler „Deckkraft“ und Kästchen „Höhenlinien“. Der Linienabstand richtet sich nach der Höhenspanne im Ausschnitt.

Die Ansicht zeigt ausschließlich die aktivierten Geländemodelle im Projekt, nicht die Fläche, mit der die Simulation rechnet; diese zeigt die Höhenkarte im Gelände-Menü der Freifläche (Kap. 7.5). Hausdächer und Waldkanten in der Ansicht deuten auf ein Oberflächenmodell.

6.8 Worauf achten

• DGM statt DOM: Ein Oberflächenmodell stellt Objekte auf Dächer und Baumkronen.
• Abdeckung: Verdecken und verschatten kann nur Gelände, das im Modell liegt; das Modell sollte deshalb das Gelände zwischen PV-Flächen und Betrachtungspunkten und um die PV-Flächen abdecken.
• Quellwechsel wirkt nicht rückwirkend: Nach Änderungen an der Kette „Neu berechnen“ an den betroffenen Objekten auslösen.
• Abweichende GOK: Der Horizont misst ab derselben GOK des Betrachtungspunkts wie die Simulation; eine von Hand gesetzte Höhe, etwa auf einer Brücke, gilt also auch hier. Weicht sie mehr als 0,5 m vom Modell ab, nennt der Anhang die Abweichung.
• PV-Flächen: Ihre Höhen werden nicht gegen das Modell geprüft. Ein Erdhügel im Modell kann deshalb einen Teil einer Fläche verdecken.
• Österreich und Schweiz: Ein nicht erreichbarer amtlicher Dienst wird derzeit wie fehlende Abdeckung behandelt. Die Werte kommen dann ohne Ausfallmeldung aus der nächsten Quelle und tragen deren Kennzeichen.
• Die Voranalyse berücksichtigt die Geländeverdeckung nicht (Kap. 11).