Die dritte Dimension im ALKIS

Transkript

1 Die dritte Dimension im ALKIS Andreas Gerschwitz

2 Gliederung: Definitionen Motivation Anforderung an die Vermessungs- und Katasterverwaltungen Anwendungsbeispiele Behandlung in der AdV Ausblick Andreas Gerschwitz

3 Definitionen Gebäude im Level of Detail 1 (LoD1) Klötzchenmodell Gebäude im Level of Detail 2 (LoD2) mit Standarddachformen Andreas Gerschwitz

4 Motivation VKV verfügen über einen bundesweiten Gebäudedatenbestand kontinuierliche Fortführung garantiert Qualitätsfaktoren: aktuell und genau Entwicklung der Airborne Laserscantechnik und der Bildkorrelation in der digitalen Photogrammetrie automationsgestützte Verfahren ermöglichen den Aufbau flächendeckender 3D-Gebäudemodelle in LoD 1. 3D-Gebäudemodelle in LoD 2 erfordern noch manuelle Nachbearbeitung EU-Lärmrichtlinie (2002/49/EG) über die Bewertung und Bekämpfung von Umgebungslärm (EU 2002) wirkt wie Katalysator, die das Interesse an 3D-Gebäudemodellen in die Fläche brachte. Andreas Gerschwitz

5 Motivation Die Erfassung, die Modellierung und der Nachweis der Gebäude für die Geotopographische Landesaufnahme und die Führung des Liegenschaftskatasters ist eine Kernaufgabe des amtlichen deutschen Vermessungswesens. Dazu gehört auch die dritte Dimension (AdV 09/2009). Andreas Gerschwitz

6 Anforderungen an die VKV Die Anforderungen der Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung an die Vermessungsverwaltungen sind: im Rahmen der infrastrukturellen Daseinsvorsorge, die Geobasisdaten mit modernen Techniken schnell, aktuell und unkompliziert zur Verfügung zu stellen. webbasiert bzw. im Download aus dem aktuellen Liegenschaftskataster im offenen, standardisierten Format Mit dem CityGML wird ein offenes Format empfohlen, mit dem eine Vielzahl an Informationen für viele Anwendungen einheitlich bereitgestellt werden kann. Andreas Gerschwitz

7 Anwendungsbeispiele Lärmstadtplan (Straßenlärm) der Stadt Düsseldorf (Straßenlärm, nachts), Quelle: Stadt Düsseldorf Andreas Gerschwitz

8 Anwendungsbeispiele Stadtmodell Barkenberg im Kreis Recklinghausen (Bestand), Quelle: Katasteramt Recklinghausen Andreas Gerschwitz

9 Anwendungsbeispiele Stadtmodell Barkenberg im Kreis Recklinghausen (Planungsvartiante 1), Quelle: Katasteramt Recklinghausen Andreas Gerschwitz

10 Behandlung in der AdV Im Jahre 2006 wurde der Auftrag erteilt das AAA - Basisschema um 3D- Basisklassen zu erweitern. Nach deren Fertigstellung wurde diese Erweiterung bereits im Jahre 2007 von der AdV beschlossen und in der GeoInfoDok 6.0 realisiert. Quelle: Hauptdokument GeoInfoDok 6.0.1, S Andreas Gerschwitz

11 Behandlung in der AdV Jahr 2008 richtet das Plenum der AdV die Projektgruppe 3D- Gebäudemodelle ein. Diese erhielt die Aufträge: Länderumfrage durchführen Konzept erarbeiten über die notwendigen technischen Voraussetzungen für die Erstellung von 3D-Gebäudemodellen Produktstandard erstellen Grundlagen für die Integration der 3D-Gebäude in das ALKIS -Schema zu erarbeiten. Dieses wird in der GeoInfoDok 7.0 veröffentlich werden. Andreas Gerschwitz

12 Beschluss der AdV Beschluss der AdV (09/2009) Die AdV strebt an, dazu 3D-Gebäudemodelle bereitzustellen. Der Aufbau von 3D-Gebäudemodellen kann in zwei Realisierungsstufen erfolgen: 1. Realisierungsstufe LoD 1 (Blockmodell bzw. Klötzchenmodell) Es wird angestrebt, LoD 1 ab 2013 bundesweit einheitlich bereitzustellen. 2. Realisierungsstufe LoD 2 (Blockmodell bzw. Klötzchenmodell mit Standarddachformen). Es ist wünschenswert, dass in den Ländern mittelfristig LoD 2 bereit stehen. Eine terminliche Präzisierung für die bundesweite Verfügbarkeit erfolgt von 2013 an. Andreas Gerschwitz

13 Auszug aus dem AdV-Produktstandard LoD1 Der Gebäudegrundriss wird grundsätzlich der amtlichen digitalen Liegenschaftskarte entnommen. Die Gebäudedarstellung erfolgt als Klötzchen. Alle Gebäude werden mit einem Flachdach dargestellt. Die Lagegenauigkeit entspricht der des zu Grunde liegenden Gebäudegrundrisses. Die Höhengenauigkeit beträgt größtenteils 5m. Grobe Abweichungen sind in Einzelfällen bei komplexen Dachformen möglich. Gemeinsam genutzte Geometrien werden redundant geführt. Inhalt eines Gebäudedatensatzes Neben der Geometriebeschreibung des Körpers umfasst der Datensatz eines Gebäudes folgende Attribute: Höhe des Gebäudes aus der Differenz der Dachhöhe und der Bodenhöhe Objektidentifikator Gebäudefunktion Qualitätsangaben (s. Metadaten) Wenn geführt: Anzahl der Geschosse Lagebezeichnung Name Andreas Gerschwitz

14 Beispiel zum AdV-Produktstandard 3D-Gebäudemodell LoD1 von Kiel, Quelle: LVermGeo SH Andreas Gerschwitz

15 Beispiel zum AdV-Produktstandard Andreas Gerschwitz

16 Auszug aus dem Produktstandard LoD2 Der Gebäudegrundriss wird grundsätzlich der amtlichen digitalen Liegenschaftskarte entnommen. Den Gebäuden werden standardisierte Dachformen zugeordnet und entsprechend dem tatsächlichen Firstverlauf ausgerichtet. Die Lagegenauigkeit entspricht der des zu Grunde liegenden Gebäudegrundrisses. Die Höhengenauigkeit beträgt ca. 1m. Grobe Abweichungen sind in Einzelfällen bei komplexen Dachformen möglich. Gemeinsam genutzte Geometrien werden redundant geführt. Inhalt eines Gebäudedatensatzes Der Datensatz eines Gebäudes besteht neben der Geometriebeschreibung des Körperobjektes oder eines Flächenaggregates aus den folgenden Attributen: Objektidentifikator Gebäudefunktion Qualitätsangaben (s. Metadaten) Wenn geführt: generalisierte Dachform (entsprechend Enumeration in GeoInfoDok) Anzahl der Geschosse Lagebezeichnung Name Andreas Gerschwitz

17 Beispiel zum AdV-Produktstandard Andreas Gerschwitz

18 AdV-CityGML-Profil Warum CityGML-Profile? Das CityGML-Profil ist in seiner Struktur und seinem Format dem AAA- Schema ähnlich. Interessierte Länder können sofort beginnen Gebäudemodelle aufzubauen und im City-GML abzuspeichern. Diese Daten können später leicht ins AAA-Schema migriert werden. Somit ist man jetzt unabhängig von dem Zeitpunkt der AAA-Einführung und von der Realisierung der nächsten GeoinfoDok Version. Die AdV-CityGML-Profile für das LoD1 und das LoD2 sind erstellt und stehen zur Verfügung. Andreas Gerschwitz

19 AdV-CityGML-Profil AdV-CityGML- Profil für LoD1 Andreas Gerschwitz

20 Modellierung Modellierungsvorschlag für Gebäude: AX_Gebäude => Modellart DLKM AX_Bauteil => Modellart DLKM 1 gehoertzu 0..1 beziehtsichauf AX_Bauteil3D (REO) erbt von AU_Geometrieobjekt3D (AU mit Bedingungen, u.a. überschneidungsfrei und wasserdicht ) => Modellart LoD 1, 2 oder 3 Andreas Gerschwitz

21 Modellierung Definitionsunterschiede zwischen AX_Bauteil und AX_Bauteil3D: 1 Gebäude mit 2 Bauteilen in der Modellart DLKM 3 Bauteile 3D in der Modellart LoD1 Andreas Gerschwitz

22 Modellierung Analog auch bei zahlreichen Objektarten im Bereich AX_BauwerkeEinrichtungenUndSonstigeAngaben: AX_ BauwerkeEinrichtungenUndSonstigeAngaben => Modellart DLKM 1 beziehtsichauf AX_Bauwerk3D (REO) erbt von AU_Geometrieobjekt3D (AU mit Bedingungen, u.a. überschneidungsfrei und wasserdicht ) => Modellart LoD 1, 2 oder 3 Modellierung einer neuen Klasse für Bauwerke3D Andreas Gerschwitz

23 Modellierung AX_Turm Flächenobjekt zugehöriges AX_Bauwerk3D LoD1 zugehöriges AX_Bauwerk3D LoD2 Andreas Gerschwitz

24 Fortführung Fortführungsvermessung im Liegenschaftskataster mit Tachymetern oder durch den Einsatz terrestrischer Laserscaner, durch Neuberechnung aufgrund von neuen Airborne Laserscandaten oder neuen Daten aus der Bildkorrelation, oder durch Change detection Prozesse. Andreas Gerschwitz

25 Fortführung LoD2 und ALKIS-Objektarten, Quelle: Aringer u. Hümmer ZfV 4/2011 Andreas Gerschwitz

26 Fortführung 3D-Information bei der Gebäudeeinmessung, Quelle: Aringer u. Hümmer ZfV 4/2011 Andreas Gerschwitz

27 Fortführung Datenhaltung und Fortführung, Quelle: Aringer u. Hümmer ZfV 4/2011 Andreas Gerschwitz

28 Fortführung Im Differenzenmodell DOM-Laserscan /DOM- Bildkorrelation neu aufgefundenes Gebäude. Luftbild Differenzmodell rot: ALK / ALKIS- Gebäude Andreas Gerschwitz

29 Ausblick ALKIS und ATKIS zusammen in der 3. Dimension ALKIS in der 3. Dimension eröffnet bereits viele neue Anwendungen und Analysen, doch im Zusammenhang mit den ATKIS -Produkten: digitales Geländemodell (DGM) und dem digitalen Orthophoto (DOP), wird die Darstellung der Realität in einem gemeinsamen 3D- Modell erst komplett. Nahezu perfekt wird dies, wenn noch weitere Inhalte, wie zum Beispiel klassifizierte Daten, aus dem digitalen Oberflächenmodell (DOM) hinzukommen. In der Abbildung 3D-Topographiemodell in Rheinland-Pfalz sind 3D-Gebäudemodelle LoD2 zusammen mit DGM und DOP, sowie klassifizierte Vegetation in einem Modell dargestellt. Andreas Gerschwitz

30 Ausblick 3D-Topographiemodell in Rheinland-Pfalz, Quelle: Zur Verfügung gestellt vom Vermessung und Geobasisinformation Rheinland-Pfalz, Koblenz 2011 Andreas Gerschwitz

31 Ausblick Der Weg in die dritte Dimension hat gerade erst begonnen. Insbesondere einheitliche Erfassungs- bzw. Modellierungsvorschriften, Fortführungskonzepte und die Qualitätssicherung bergen noch weite Felder für weitergehenden Aktivitäten, die als nächstes erarbeitet werden müssen. Mit dem Entschluss, auch die 3. Dimension zu erfassen und im amtlichen Nachweis zu führen, sind die Vermessungs- und Katasterverwaltungen zukunftsorientiert ausgerichtet. Andreas Gerschwitz

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 3D-Gebäudemodell LoD2 von Neumünster, Quelle: LVermGeo SH Andreas Gerschwitz