Ausflug in die Vergangenheit: Mount St. Helens

Vor ein paar Wochen habe ich auf einer alten Backup-CDROM durch Zufall ein paar Dateien gefunden, anhand derer ich meine ersten Schritte mit GIS und Höhenmodellen unternommen habe. Da das damalige Objekt auch heute noch recht interessant ist, habe ich es nochmals mit QGIS bearbeitet und mit den aktuellen Darstellungsmöglichkeiten visualisiert.

Bei den Dateien handelt es sich um zwei DGMs der United States Geological Survey (USGS) des Mount St. Helens – einmal vor dem Ausbruch am 18.05.1980 und einmal danach. Wie, was und warum damals geschah, ist in einem ziemlich guten Wikipedia-Artikel nachzulesen. Da ich Ereignis als Kind in den Nachrichten schon mitbekommen habe, fand ich es dann ungefähr 16 Jahre später, als ich Geografie studierte und anfing mit GIS zu arbeiten (obwohl das damals im Studium keine Rolle spielte – kaum ein Professor konnte damit umgehen), als ganz gutes Einsteiger-Forschungsobjekt.

Die USGS hatte 1998 schon eine recht passable Webseite. Am eindrucksvollsten war aber, dass dort Geodaten zum freien Download angeboten wurden, während man sonst im Internet kaum Übersichtskarten, geschwiege denn Geo(roh-)daten bekam: Google Map und Google Earth erschienen erst 2004/2005 und waren zum Start noch recht grob (zumindest in Europa). 1996 konnte man dafür viele verschiedene Karten und schlecht aufgelöste Satellitenbilder auf CD/DVD für teures Geld kaufen. Damals bin ich noch mit einem 28k-Modem ins Internet. Dunkel erinnere ich mich noch, dass ich zum Download der Daten meinen Rechner über Nacht laufen lassen musste und einen der Einwahl-Telefonanschlüsse der Uni Freiburg entsprechend lang blockierte. Wahrscheinlich gab’s damals auch für Ortsgesprächen noch keine Flatrate, sodass der Spaß für mich auch nicht vollkommen kostenlos war. Wahrscheinlich habe ich auch deswegen gleich ein Backup angefertigt. Die Menge der Daten betrug insgesamt 50MB – dass dauert heute mit meinem 50Mbit-VDSL ein paar Sekunden…

Die Daten wurden damals in einem eigenen DGM-Format der USGS gespeichert, das auch heute noch verwendet wird. Leider fehlen die Metadaten, sodass nicht mehr nachzuvollziehen ist, wie sie entstanden sind. Gab’s damals schon entsprechende Radar-Satelliten oder wurde schon per Laserscan aus dem Flugzeug vermessen? Auf jeden Fall hatte die USGS den Mount St. Helens schon vor dem großen Ausbruch 1980 vermessen und hielt diese Daten auf ihrer Webseite bereit, wie auch das Höhenmodell nach dem Ausbruch, bei dem der Vulkan seine Kuppe verlor und damit 400m Höhe.

Die Ergebnisse mit GRASS und IDRISI habe ich nicht aufgehoben. Entsprechend der damaligen Download-Geschwindigkeit und Rechnerkapazitäten, hat wohl aber auch die Verarbeitung und Visualisierung der Daten entsprechend lange gedauert. Mit QGIS geht das heute sehr schnell und man hat auch einige Visualisierungsmöglichkeiten mehr. Auf der anderen Seite hat sich was die Rechenmöglichkeiten angeht seither nicht mehr sehr viel getan: alles was man heute mit einem DGM berechnen kann, konnten die verschiedenen Software-Pakete damals auch schon – nur sehr viel langsamer.

Als erstes hier mal ein Vergleich, wie sich der Mount St. Helens verändert hat. Er hat zwar insgesamt „nur“ 400 Höhenmeter verloren, die aber nur oberhalb des heutigen Kraterrandes. Wo früher der Gipfel des Vulkans war beträgt der Höhenverlust fast 1.200 Höhenmeter! Das „Danach“-Höhenmodell ist heute wohl nicht mehr aktuell, da sich im Krater in den letzten Jahrzehnten wieder eine neue Aufwölbung gebildet hat.

Eine tatsächliche Neuerung gegenüber den GIS-Programmen von 1996 ist die Möglichkeit, dreidimensionale Daten schnell und einfach zu visualisieren und sogar direkt im Webbrowser darzustellen. Hierfür verwendet ein Plugin für QGIS eine Javascript-Bibliothek für die dreidimensionale Darstellung: Three.js

Zwei Darstellungen mittels QGIS und Three.js werden beim Klick auf das jeweilige Bild geöffnet. Hält man die linke Maustaste gedrückt und bewegt die Maus, kann man die Ansicht drehen, neigen und verschieben. In ersten Darstellung sind die beiden Höhenmodelle nebeneinander abgebildet. Dabei wurde noch eine Schummerung, 100m-Höhenlinien und eine Einfärbung nach Höhe über NN, transparent darübergelegt. In der zweiten Abbildung sind beide Höhenmodelle übereinander gelegt, wobei das „vorher“-Modell transparent ist und der Betrag des Höhenverlustes in einer „Weiß-nach-Rot“-Skala eingefärbt ist. Damit man sich mal Maßstab der Umgestaltung des Vulkans 1980 machen kann, habe ich an eine der Bergflanken das neue, 417m hohe One World Trade Center maßstäblich daneben gesetzt.