Räumlich-semantische Kohärenz von 3D-Geodaten

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Thilo Solberg
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1 Technische Universität Berlin Räumlich-semantische Kohärenz von 3D-Geodaten DI Alexandra Stadler Prof. Dr. Thomas H. Kolbe Abteilung Methodik der Geoinformationstechnik Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Technische Universität Berlin

University of Potsdam www.directionsmag.

2 Einsatz von 3D-Stadtmodellen 2 Researchgroup 3D-Geoinformation, University of Potsdam wsletter/2005/11_28/figure3_lg.jpg Lärmschutzkartierung CWLaw.pdf Trainingssimulatoren Tourismus Stadtplanung

3 Zusammenführung von Stadtmodellen 3 Regionale Fragmentierung A B C C C B B Ebenenweise Fragmentierung Applikationsmodell Applikationsmodell User Provider Internet / Intranet Dig. Geländemodell A: Stadtmodell 1 B: Stadtmodell 2 C: wichtige Gebäude in Stadt 2

4 Saubere Datenintegration 4 früher: durch den Datenbereitsteller jetzt: verteilte Datenhaltung (GDI) Benutzer ist selbst für Konsistenz der Daten verantwortlich Methoden der automatischen Datenintegration benötigt Regeln abhängig von semantischen Informationen explizit modellierte Verbindungsobjekte Ausmaße geometrischer Harmonisierungen

5 Was ist CityGML? 5 Format für Modellierung & Austausch von virtuellen 3D-Stadtmodellen GML3-Anwendungsschema Definitionen für wichtigste Objektklassen, Attribute und Beziehungen Anwendungsschemata Einsatz eines Datensatzes in unterschiedlichsten Anwendungsfeldern am Weg zum offiziellen OGC-Standard

6 Semantisches Modell hinter CityGML 6 basierend auf ISO 19109

7 Geometrisches Modell hinter CityGML 7 basierend auf ISO 19107

8 8 Gegenüberstellung: semantisches & geometrisches Modell

9 Wie können Geometrie und Semantik modelliert sein? 9 Nur Geometrie, keine Semantik Semantik Geometrie Nur Semantik, keine Geometrie Semantik Geometrie

10 Wie können Geometrie und Semantik modelliert sein? 10 Einfache Objekte mit unstrukturierter Geometrie Semantik Geometrie Einfache Objekte mit strukturierter Geometrie Semantik Geometrie

11 Wie können Geometrie und Semantik modelliert sein? 11 Komplexe Objekte mit unstrukturierter Geometrie Semantik Geometrie Komplexe Objekte mit strukturierter Geometrie Semantik Geometrie

12 Definition von Kohärenz 12 = Quality or state of cohering, namely a logical, orderly & aesthetically consistent relationship of parts im mathematischen Kontext [ strukturelle Ähnlichkeit von Dekompositionen kann über Homomorphismen beschrieben werden im räumlichen Kontext konsistente Beziehung von geometrischen & semantischen Informationen Benefits Geometrie weiß WAS sie ist. Semantik weiß WO sie ist.

13 Wie kohärent (ähnlich) sind Geometrie und Semantik? 13 Einfache Objekte mit unstrukturierter Geometrie 3 Komplexe Objekte mit strukturierter Geometrie 6 Komplexe Objekte mit unstrukturierter Geometrie Einfache Objekte mit strukturierter Geometrie Nur Semantik, keine Geometrie Nur Geometrie, keine Semantik

14 Wofür kann Kohärenz ausgenützt werden? 14 für Datenvalidierung = Konsistenzprüfung existierender Daten Rein geometrische Regeln Regeln aus dem Zusammenspiel von Geometrie & Semantik für Datenintegration Geometrische Homogenisierung fragmentierter Daten

15 Das passiert wenn man nur die Geometrie kennt 15

16 Combining aber wenn data wir without die Funktion semantics der Elemente kennen 16

17 Der Nutzen von semantischen Informationen 17 Ausnützung bekannter Beziehungen zwischen speziellen Objektklassen Definition von Rahmenwerten für die geometrische Harmonisierung (Ausgleichung) von unterschiedlichen Objektklassen Identifizierung korrespondierender Objekte in unterschiedlichen Datensätzen Identifizierung von Verbindungselementen (Verknüpfungspunkte oder höherdimensionale Elemente wie Geländeschnittlinie)

18 Conclusio 18 Notwendigkeit automatischer Datenintegration aufgezeigt Vorstellung von CityGML als Standard für die Modellierung und den Austausch geometrischer sowie semantischer Informationen realisiert über eine duale Aggregationshierarchie Vergleich von geometrischen & semantischen Strukturen unterschiedlicher Komplexität Ableitung von 6 Kategorien unterschiedlicher räumlich-semantischer Kohärenz praktischer Einsatz in Datenformaten und -modellierungen Verortung im Kohärenzraum Zukünftige Forschungsaufgaben Quantifizierung räumlich-semantischer Kohärenz Untersuchung von räumlich-semantischer Kohärenz auf Datenmodellebene

19 19 DI Alexandra Stadler Prof. Dr. Thomas H. Kolbe { stadler kolbe igg.tu-berlin.de

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