Visualisierung von SRTM-Daten

Transkript

1 -Daten Visualisierung von -Daten Thomas Pries 26. April 27

2 -Daten STS Daten 3 Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik

3 -Daten : Shuttle Radar Topography Mission Shuttle-Mission STS-99 der NASA mit dem Space-Shuttle ENDEAVOUR Missionsziel: Höhenkartierung der Erde zwischen 6 N und 58 S Lebensraum von 95% der Erdbevölkerung erfasst

4 -Daten Beteiligte Organisationen: NASA NIMA DLR ASI

5 -Daten Abtastung der Erdoberfläche durch Radar (Radarinterferometrie)

6 -Daten insgesamt wurden ca. 2.3TB Daten erfasst [DEWIKI] Daten sind in -Kacheln in verschiedenen Auflösungen frei verfügbar: Gebiet der USA: Pixel ( Bogensekunde, am Äquator ca. 3m) Rest: 2 2 Pixel (3 Bogensekunden, am Äquator ca. 9m) die -Daten für Gebiete außerhalb der USA sind nicht frei verfügbar (nur militärische Verwendung) Höhenauflösung: m, Genauigkeit ca. 6m (6-bit Integer) [NASA2] Höhendaten sind auf den Ellipsoid WGS84 bezogen

7 -Daten bedingt durch die Art der Datengewinnung enthalten die Daten verschiedene Fehler Daten geben nicht unbedingt die Höhe des Erdbodens wieder (Häuser, Waldgebiete,... ) unterschiedliche Oberflächen reflektieren die Radarstrahlen unterschiedlich gut (Wasser, Eis,... ) Probleme durch die Topographie einzelner Gebiete verschiedene Probleme durch den verwendeten Geoid (Geoid ist eine Näherung)

8 -Daten Bsp.: Genauigkeitsprobleme im Bereich der Küstenlinie:

9 -Daten

10 -Daten Daten stehen in verschiedenen Dateiformaten und unterschiedlich nachbearbeitet zur Verfügung (GeoTiff, GIS,... )

11 -Daten mehrere Bezugsquellen: NASA (FTP) Global Land Cover Facility (Web-Interface) Consultative Group for International Agriculture Research (CGIAR)...

12 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Überflutungswarnung durch den National Weather Service für niedrig gelegene Gebiete während des Hurrikan Rita (24. September 25) [NASA]

13 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Simulation einer Flutwelle in der Region Galveston - Houston (Texas) [NASA]

14 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Daten sind Grundlage für Kartographen Mobilfunkanbieter können mit den Daten ihr Netz von Sendemasten optimieren wissenschaftliche Nutzung aller Art vielfältige militärische Nutzung der Daten...

15 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Für jeden Geschmack ist etwas dabei! Problem: enorme Datenmenge (pro Patch wenigstens 6 MB 3D-Daten) pro Patch.44 Mio. Vertices (3 Daten, bei Daten 2.9 Mio.) bei Verwendung eines TRIANGLE_STRIP mit Farbe und Normale ca. 5.7 Mio. Funktionsaufrufe um die Daten in der display-prozedur an die OPENGL zu übergeben interaktive en schwierig

16 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Lösungsansatz Komplexitätsreduktion der Gitterdaten lösche Vertices, die das Gelände nur wenig verändern variiere die Schranke in Abhängigkeit vom Abstand des Betrachters (Level of Detail) welche Datenstrukturen sind dafür geeignet (Ecken-, Kantenlisten, Winged Edge, Half Edge)

17 Lösungsansatz 2 Displaylisten STS-99 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Ausnutzung der Möglichkeiten der OPENGL Displaylisten: Aufzeichnung der Funktionsaufrufe zur Darstellung der Objekte; einige Optimierungen möglich keine Reduktion der Anzahl der Funktionsaufrufe erhöhter Speicherverbrauch viele Vertices werden doppelt oder dreifach angefaßt

18 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Lösungsansatz 2 Vertex-Arrays Vertex-Arrays: spezielle Arrays zum Ablegen von Vertexdaten, Normalen, Farben,... ; Darstellung der Primitive durch spezialisierte Funktionen erhebliche Reduktion der Anzahl der Funktionsaufrufe gldrawelements(gl_triangle_strip, count[row], GL_UNSIGNED_INT, index[row]); nicht alle Implementierungen bieten alle Vertex-Array-Funktionen an Daten liegen nach wie vor im Hauptspeicher

19 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Lösungsansatz 2 VBO VBO: Vertex-Buffer-Objects seit OPENGL.5 (Juli 23) verlagere die Vertex-Daten in den Speicher der Grafikkarte sehr neue Technik nicht alle Grafikkarten unterstützen Buffer-Objects

20 -Daten Weitere smöglichkeiten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Korrektur der Fehlstellen der Gitterdaten durch Interpolation: Vergleich verschiedener Interpolationsverfahren wo sind die Grenzen der automatische Korrektur erreicht Simulationen: Straßenbau: Auffinden des optimalen Verlaufs von Straßen durch Gebirge Stausee: welche Gebiete werden überflutet, wenn Wasser bis zu einer bestimmte Höhe gestaut wird Vulkanausbruch in der Eifel Lava versperrt den Rhein Wo fließt der Rhein lang?... Partikelsimulation: Verlauf von Lawinen o.ä.

21 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Mount Saint Helens, Washington, USA [NASA]

22 Gibraltar [NASA] STS-99 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik

23 STS-99 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik Sierra Nevada

24 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik japan.mov Mississippi.mov Neuseeland.mov

25 -Daten Commerzielle smöglichkeiten in der Computergrafik [DEWIKI]: [NASA]: [NASA2]: