Seminarvortrag KartographieReferent: Olaf Bromorzki WS 2000/2001

Internetfähiges 3D-GISder Stadt Bonn

Verknüpfung vonKartographie, Photogrammetrie

+ 3D-Rasterdaten (DGM)+ 3D-Raumstrukturen (Gebäude, Vegetation,

Straßen, Plätze)+ farbliche Gestaltung (Render)+ Sachinformationen (Lage, Entfernungen, Kultur, Kalender, Hyperlinks, ...)

+ freie Beweglichkeit im Raum

Ziel:

Wir bieten eine Dienstleistung,die über das WWW ...

• Für jedermann zugänglich• Benutzerfreundlich• Aktuell !?!• Erweiterungsfähig• Kostenlos

Digitales Datenmodell

• ATKIS– Beschreibung der Topographie– Quelle: Landesvermessungsamt

• ALK– Darstellung der Gebäudegrundrisse– Quelle: Katasteramt

Geometrisches Modell auf Kartengrundlage PROBLEM: Verknüpfung der unterschiedlichen

Formate von ATKIS und ALK

• DHM– Geländehöhen– Quelle: Landesvermessungsamt

Projektion des Geometrischen Modells ins DHM

Produktion:

Digitales Objektmodell der Gebäudedaten

Quellen:• Fernerkundung• Nahbereichsphotogrammetrie• Terrestrisch mit reflektolosem EDM (RecElta RL)• Bestimmung der Gebäudehöhe aus GFZ, BMZ• Analog:

– Zählen der Geschosse und Abschätzung der Höhe– Firstrichtung– Eingangsbereich– Nutzung

Registrierung in Datenbanken

Produktion:

3D-Visualisierung• Analog

– Modellbau– Bilder mit Zentralperspektive– Karte mit Höhenlinien, Schummerungen,

Schattierungen und Farben• Vorstellungsvermögen des Betrachters ist gefragt• Subjektive Meinungsbildung, Entscheidungsfindung

Produktion:

3D-Visualisierung• Digital

– CAD-, CAAD-Systeme (AutoCAD, 3D Studio MAX)• Eingabe, Anzeige und Berechnung von Koordinaten• Generierung von Vektordaten (dwg-, dxf-Files)• Einfügen von Rasterdarstellungen• Farbliche Ausgestaltungen (Rendern, Schattieren,

Phototextur)• Beschriftung, Bemaßung• Erstellung von Animationen, Filmen (Kamerafahrten)• passive Ebene der 3D-Darstellung (keine Interaktionen

möglich)

Produktion:

VRML - Eigenschaften

• Systemunabhängiger Standard

• Ermöglicht die vollständige Beschreibung von statischen, polygonalen, dreidimensionalen Welten inkl. Oberflächendarstellung und Beleuchtung

• Rechtsdrehendes, kartesisches Koordinatensystem in dem lokale KS eingebettet werden können.

• Alle Objekte (Text, 3D-Darst., Vektoren, Hyperlinks, Multimedia) sind im KS gelagert.

• Kombination von Raster- und Vektordaten

• VRML unterstützt viele Dateiformate

• Automatische Aktualisierung aus Datenbanken möglich

• Plug-Ins sind oft kostenlos

Präsentation:

Fortsetzung Eigenschaften:

VRML-Räume

• Zentralperspektiven:Natürlicher, räumlicher Eindruck; Maßstabsvariation

• Objekte sind messbar

• Objekte sind transformierbar und skalierbar

• Zeitabhängige Darstellung

• Dynamisch modifizierbar, sowohl von Urheber, als auch vom Anwender (Zugriffsrechte)

• Freie Bewegung im virtuellen Raum

• Viewpoints, Beleuchtungen

Projektablauf

W W W - Einbindung

O ptim ierung des Program m codes

M anuelle S zenengestaltung

Autom atis ierte K onvertierung in einen VRM L- Q uellcode

M ULT I M ED I ARoutenplaner, Hyperlinks

O bjek tm odellierung im 3D - G I S(ArcI nfo, S upportG I S )

G EO D ATENATK I S , ALK , D HM

Textur, TopographieI nform ationen, Links

Der Haken an der Sache

• Geodaten sind komplex und speicherintensiv• Bewegungen im Raum sind rechenaufwendig

Mittelweg finden zwischen Geodatenqualität Geodatenquantität Abbildungsqualität VRML-Qualität

Optimierung der Geodaten• DGM

– Regelmäßiges Raster– Rasterweite (je nach Relief: 10m, 20m;

Geländekanten sollten erhalten bleiben)– Höhenangabe ohne Nachkommastellen

DKG5 mit 10m-Raster: 40401 Punkte, 110KB

DKG5 mit 20m-Raster: 10201 Punkte, 40KB

DKG5 mit 30m-Raster

Optimierung der Geodaten• Pixelbild (Karte, Luftbild)

– Graphikformate (JPEG, Tiff, GIF)– Scanauflösung nicht größer als kleinste Strichbreite (S1 =

0,13mm : 200 dpi)– Scan von Karten kleinem Maßstabs– Textur nicht zu farbenfroh wählen, da Reliefstruktur und

Schattierung unterdrückt werden.

50dpi

150dpi

300dpi

VRML-Optimierung

• 3D-Darstellung:– Multiresolutionslösung (GeoVRML)– LOD (Level Of Detail 1,2,3)– Primitive– Gruppierungen– Bounding Box (best angepasster Grundriß)– Einfarbige statt photorealistische Textur– Auswahl des VRML Plug-Ins (Cortona v2.1 bietet gute

Texturauflösung)

• Programmeinstellungen:– Qualitätsoptimiert– Geschwindigkeitsoptimiert– Auswahl der Rendersoftware

Lösungsansätze:

Automatisiertes Einfügen von Datenbankinformationen ins VRML-Modell

• Problemlösungen mit ArcInfo / SupportGIS:– Aktualisierung von DGM-Datenbanken– Einfügen neuer Texturen– Einfügen neuer 3D-Objekte, Verschneidungen– Einfügen neuer Topologie (neue Radwege)– Einfügen neuer Objektinformationen, Links

• Noch zu klären:– Erstellung von regelmäßigen Höhenrastern aus DGM-Daten– Wie werden berechnete Routen auf das DGM gelegt???

• Verschneidung von horizontalen Vektoren mit der Geländeoberfläche

– Einlesen der zur Ansicht notwendigen Objekte und Informationen (nicht das Kartenblatt von Ückesdorf wenn ich in Holzlar bin)

Update:

Drei VRML-Welten:

• Innenstadtbereich von Rostock:– Gebäudetexturen– Hyperlinks

• Landschaft– DGM– Kartographische Textur (Luftbild)

• Landschaft– DGM– Kartographische Textur (DGK5)