Im Dschungel der 3D-Stadtmodell-Software

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Lucas Becker
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1 Im Dschungel der 3D-Stadtmodell-Software,Workshop 3D-Stadtmodelle, , Bonn 01-1

2 3D-Geodateninfrastruktur QS (Daten) DGM PoI... Z GPS Y X X LASER Y Z INS Internet mobile Client LIDAR 3D Geo- Datenbank Query Web-Server Web-Client CityGML 3D-Geodata Server Intranet Photogrammetry Fachanwender Admin Tool 01-2

3 Softwareunterstützung Ersterfassung großflächig, LoD1-LoD2 Modellierungssoftware Einzelgebäude, LoD3 Fortführung LoD2 Datenmanagement Raumbezogene DB Administration Datenbereitstellung für Anwendungssoftware Visualisierungssysteme Autorenwerkzeuge, 3D-GIS Planung, Simulation, Navigation, 01-3

Datenmanagement Raumbezogene DB Administration Datenbereitstellung für

4 Ersterfassung Z GPS Y X LASER Z X Y INS LIDAR 3D Geo- Datenbank Photogrammetry 01-4

5 Kriterien Datenerfassung großflächig, LoD1-LoD2 Modellierungskonzept Photogrammetrisch LiDAR Terrestrischer Laser CAAD Prozedural Datenaustausch Insb. Datenexport CityGML 01-5

6 Stereoerfassung Epipolargeometrie 01-6

7 Laserscanning - Airborne Entfernungsmessung Profil GPS/INS erforderlich Digitales Höhenmodell (DHM) keine Objekte! XYZ 01-7

8 Terrestrischer Laserscan 01-8

9 CAAD 01-9

10 Prozedurale Datenerfassung 01-10

11 Prozedurale Stadtmodelle: CityEngine Müller et al. SIGGRAPH

12 CityEngine

13 Datenbereitstellung Dateibasierter Datenaustausch Z GPS Y X LASER X Y Z INS LIDAR Export Datei Import Datei 3D Geo- Datenbank Photogrammetry 01-13

14 ISO Datenaustausch konform zu Regeln für Anwendungsschemata definiert Lieferant Anwendungs schema Abbildung Anwendungs schema Abbildung Nutzer Anwendungs schema Datensatz Lieferent Transfer Datensatz Datensatz Nutzer Transformation Transformation 01-14

Abbildung Anwendungs schema Abbildung Nutzer Anwendungs schema

15 Feature Type und Feature Instance Phänomen der realen Welt Universe of discourse (Sicht aus Fachwelt) Anwendung (Geo) Feature Typ Datenerfassung Feature Instanz definiert 0..n 01-15

16 Beispiel Feature Type Das Objekt Kirche wird beschrieben durch die Attribute Name, Ort, Art, Gesamthöhe, Höhe Mittelschiff, Länge, Breite, Baubeginn, Fertigstellung, Referenzpunkt Feature Instance Bei dem Münster Bad Doberan handelt es sich um eine frühe Basilika, Die Gesamthöhe beträgt 72 m. Das Mittelschiff hat eine Höhe von m. Das Münster ist 78 m lang und 39 m breit. Baubeginn war 1294, Jahr der Fertigstellung GPS- Koordinaten 01-16

Doberan handelt es sich um eine frühe Basilika, Die Gesamthöhe beträgt 72 m.

17 Datenaustausch CityGML konform zu Regeln für Anwendungsschemata definiert Lieferant Anwendungs schema Abbildung Anwendungs schema Abbildung Nutzer Anwendungs schema Datensatz Lieferent Transfer Datensatz Datensatz Nutzer Transformation Transformation 01-17

schema Abbildung Nutzer Anwendungs schema Datensatz Lieferent

18 Datenaustausch ISO außerhalb der GIS-Welt kaum verbreitet Feature-Modell in Anwendungssystemen nicht unterstützt Transformation in gängige Anwendungsformate CAD & Modellierung: DXF, DGN, IFC, 3DS, SHP, Visualisierung: X3D, Collada, FBX, OBJ, 3DS, KML, Achtung: nicht nur Geometrie, sondern auch Feature- Modell soll erhalten bleiben! Alternative: PlugIn für Anwendersoftware entwickeln 01-18

Modellierung: DXF, DGN, IFC, 3DS, SHP, Visualisierung: X3D, Collada, FBX, OBJ, 3DS, KML, Achtung:

19 Beispiel VRML-Szenengraph 01-19

20 Beispiel VRML-Szenengraph 01-20

21 QS (Daten) 3D Geo- Datenbank Datenmanagement Admin Tool 01-21

22 Lebenszyklus Gebäudemodell Z GPS Y X Data Quality Management Z GPS Y X LASER Z X Y INS Initial Data capturing Geobasisdaten (ALK,...) Build Continous or Periodical update LASER Z X Maintain Y INS Basic 3D-urban model Demolish update Detaillierte Einzelobj. Plandaten Integration... Integration VR- Modelle... Build Maintain Application 1 Demolish urban planning 3D-Modell City Marketing 3D-Modell Build Maintain Application N Demolish 01-22

23 Kriterien Datenmanagement Multiresolution-Modell Geometriemodell (Kanten, Flächen) Objekte: Gebäude, Wasser, Vegetation, etc. Administration Zugriff auf Datenbestand Hinzufügen individueller LoD Auswahl / Query Qualitätsmanagement Fortführung Datenzugriff Import / Export Service-orientiert CityGML 01-23

24 Datenbereitstellung Dateibasierter Datenaustausch 3D Geo- Datenbank Export Datei Import Datei 01-24

25 Datenbereitstellung Service-orientierte Architektur GetSceneRequest 3D Geo- Datenbank Web 3D Service GetSceneResponse 01-25

26 Beispiel Web3DService (OGC draft) GetCapabilities: Web3DService/W3DS?service=w3ds&request=getCapabilities&exceptions=text/xml GetScene: getscene&format=model/vrml&srs=epsg:31467&layers=stuttgart,dtmstuttgart &styles=existing,textured_ortho&bbox= , , , &exceptions=text/xml 01-26

27 01-27

28 Anfrage Web Feature Service 01-28

29 Datenmanagement System 3DCityDBv2 SupportGIS J3D CityServer3D Bentley GeoSpatial Server / ProjectWise connector CityGRID Autodesk LandExplorer ESRI ArcGIS URL (Open Source)

30 Datenmanagement: zugrundeliegendes Modell 01-30

31 Datenmanagement System Kategorie URL QsCity3D Qualitätssicherung stuttgart.de/servlets/qscity3d- WebDemo/ CityValidator Qualitätssicherung Conterra FME CityGML Plugin Snowflake GO Publisher Transformation Integration CityGML4j Java SDK ml4j 01-31

32 Modellierung Modellierer URL Bemerkungen Google SketchUp CityGML ToolChain 3D Studio Max wnlinks.html CityGML Plugin für Sketchup Blender OpenSource Maya Cinema4D

33 Autorenwerkzeuge Software URL Bemerkungen Autodesk LandXplorer Autodesk Map3D ESRI ArcScene Bentley MicroStation, Archtecture

34 Visualisierung 01-34

35 Kriterien Datenzugriff Import Lokaler Datenbestand Client / Server Streaming Interaktion Zugriff auf einzelne Feature möglich? Rendering Framerate (Bilder/sec) Anzahl Polygone Speicherbedarf 01-35

36 Übersicht CityGML Viewer Autodesk LandExplorer CityGML Viewer BitManagementGeo, Snowflake GML Viewer Aristoteles /index.php/aristoteles 01-36

37 CityGML Viewer: Memory consumption 01-37

38 CityGML Viewer: Ladezeiten 01-38

39 Visualisierung: Digitale Globen 01-39

40 Digitale Globen Digitaler Globus URL Formate zur Integration 3D Stadtmodell Google Earth 5 KML, (Pro: MapInfo TAB, shp, MicroStation DGN) Bing Maps 3D NASA World Wind /java/ KML, shp, WFS Open Source, Java BitManagement Geo X3D, CityGML X3D Earth Globe X3D Open Source, Java Grifenor Open Source, Java ArcGlobe ESRI Shp, VRML 01-40

41 Visualisierung: Landschaftsmodellierer Terragen

42 Landschaftsmodellierer Landschaftsmodellierer Hersteller URL World Construction Set 6.6 3D Nature Vue 7 E-on Software Terragen 2 PlanetSide Software

43 Lebenszyklus Gebäudemodell Z GPS Y X Data Quality Management Z GPS Y X LASER Z X Y INS Initial Data capturing Geobasisdaten (ALK,...) Build Continous or Periodical update LASER Z X Maintain Y INS Basic 3D-urban model Demolish update Detaillierte Einzelobj. Plandaten Integration... Integration VR- Modelle... Build Application 1 Demolish Maintain urban planning 3D-Modell City Marketing 3D-Modell Future work : support CityGML Build Maintain Application N Demolish 01-43

44 Barks, Fuchs: CP 2, BL DD

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