3-D Stadtmodelle

- Hamburg -

Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

TitelDas 3D-Stadtmodell

der Freien und HansestadtHamburg

Seminarvortrag zur Lehrveranstaltung GIS IVUni Bonn – Institut für Geoinformation und

Kartographievon Jörg Schmittwilken

3-D Stadtmodelle

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Übersicht Motivation Vorüberlegungen Zweistufige Gliederung der

Modellierung Anmerkungen

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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MotivationMotivation

Film: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Anforderungen 3D-Stadtmodell flächendeckend für

das gesamte Stadtgebiet möglichst automatisierte Erstellung Möglichkeit der Fortführung Nutzung bestehender digitaler

Daten GIS-Funktionalität

Vorüberlegungen

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Strategie mögliche Software durch Gutachten

des Fraunhofer-Institutes gefunden zweistufiger Aufbau

Stufe 1• geringer Detailgrad• flächendeckend

Stufe 2• Modellierung der Dächer• nur im Innenstadtbereich oder

Einzelfall

Vorüberlegungen

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Softwareallgemein

ArchiCAD der Firma Graphisoft Platz 3 der Architektursoftware in Europa

(6.000 Lizenzen in Deutschland) nützliche PlugIns wie „Facility

Management“ und Visualisierungstools Dateiexport und –import in/von gängigen

Grafik- und CAD-Formate (auch VRML)

weder intern noch bei Exportformaten GIS-tauglich

Vorüberlegungen

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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SoftwareDatenstruktur

Speicherung aller Daten in einer Datei Organisation und Gliederung der

Daten liegt beim Anwender

1 Kartenblatt DSGK = 1 Datei (Kachel)

Ø 5.2 MB pro Datei 1.3 GB Gesamtspeichervolumen

Vorüberlegungen

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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2D-Bestand - digital DSGK (Digitale Stadtgrundkarte 1:5000)

– Gebäude und Flurstücke mit ID (objektorientiert)

HALB (Hamburger Liegenschaftsbuch)– Flurstück– Nutzungsart– Anzahl der Geschosse

DK5 => Gewässerumring DISK => Schienennetzachsen

Vorüberlegungen

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Stufe 1

Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung

Stufe 1 Klötzchen- bzw. Blockmodell

– Gebäudehöhe ist abhängig von• Anzahl der Geschosse (HALB)• Nutzung (HALB)

– alle Flächen werden als Block mit minimaler Höhe dargestellt (Topographieschichtung)

seit Oktober 2001 flächendeckend– 245 Kacheln, ca. 320.000 Gebäude– 6 bis 12 Monate Fortführungsturnus

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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KlötzchenhöheNutzungsar

tGeschosshöh

eWohnhaus 2,75 mGarage 2,5 mKleingewerbe 3,5 m

Werft 4,5 m

Stufe 1

Einteilung in ca. 50 Klassen Tabelle geht aus Erfahrungswerten hervor Tabelle wird laufend verbessert

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Topographieschichtung

cm3,532,521,510,50

Bahngleise

Wasser

Gebäude

Fahrbahn

StraßeAcker

Gehweg

Grünfl

Basis

... im wahrsten Sinne des Wortes

Stufe 1

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Topographieschichtung

sich überschneidende Objekte werden fehlerfrei visualisiert

jede Ebene kann separat ein- und ausgeblendet werden

einfache Modellierung von Brücken auf jedes Objekt können

Standardtexturen oder Digitalfotos gelegte werden

Stufe 1

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Stufe 1 mit B-Plan

Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Vom Klötzchenmodell zum Wandmodell

Hinzufügen der Dachlandschaft Verschneidung mit DGM

Realisierung nur in Bereichen mit sensibler oder stark fluktuierender Bebauung

Stufe 2

Bild : Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung

Handwerkskammer Hamburg

Stufe 1

Stufe 2

Bild : Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung

Handwerkskammer Hamburg

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Dachlandschaft Generierung durch photogramme-

trische Auswertung von S/W-Luftbildern

Ausschreibung europaweit Vergabe an 4 Firmen (31 Bewerber)

nach Testauswertungen Erstellen eines Pflichtenheftes zur

Qualitätssicherung

mittlerweile 40% fertiggestellt

Stufe 2

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Pflichtenheft waagerechte Traufkanten und Firste bzw.

ebene Dachflächen Mittelung der Höhen der Eckpunkte

in sich geschlossene Dachlandschaft Punkte gleicher Lage und unterschiedlicher Höhe müssen als zwei Punkte dargestellt werden

baugerechte Auswertung Parallelität: First, Traufe und Gauben Rechwinkligkeit

Stufe 2

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

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Dachhöhen

Stufe 2 H1

H4

H3

H2 T2

T1

T1 = Mittelwert (H1 ,H2)T2 = Mittelwert (H3 ,H4)

Pultdach

H = Mittelwert (H1 ,H2 ,H3 ,H4 )

Flachdach

H

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Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

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Geschlossenheit

Stufe 2 H1

H2

P1 = P2

P3 = P4

H1

H2

P1

P2

P4

P3

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

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Parallelität

Stufe 2

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

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Vorgehen

Umwandeln des Klötzchens in einzelne WändeWeglassen der Decke

Verschneidung des Wand-modells mit dem DGM

Verschneidung des Wand-modells mit der Dachland-schaft

Weglassen der überflüssigen Wandteile

Belegen der Wände mit Texturen

Ergänzung um Aufmaß der Fassade mittels Laserscanning

Stufe 2

Um welche Dachform handelt es sich?Bild : Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

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ProblemeAufgrund geringer Genauigkeit der Luftbildauswertung und Herstellen der DSGK durch Digitalisieren differieren Wände und Traufkanten.

– die Wand schneidet das Dach nicht („undershoot“)

– die Wand teilt die Dachfläche („overshoot“)

Stufe 2

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Eine neue Idee Verzicht auf Klötzchenmodell als

Grundlage der Stufe 2 Wände als Senkrechte an den

Traufkanten der Dachlandschaft Schnitt mit DGM

Gebäudegrundriss entspricht nicht immer dem der DSGK

Stufe 2

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Stufe 2 mit Luftbild

Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Anmerkungen

Schattenwurf bei hoher Auflösung wegen Topographieschichtung

Probleme mit vrml-Browsern bei zu vielen Koordinatenstellen

Falsche Darstellung bei Modellierung mit DGM

Stellungnahme

cm3,532,521,510,50

Bahngleise

Wasser

GebäudeFahrbahn

Straße

Acker

Gehweg

Grünfl

Basis

Bild : IKG – Uni Bonn

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Motivation

Vorüberlegungen

Stufe 1

Stufe 2

Stellungnahme

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Für die freundliche Unterstützung und kooperative Zusammenarbeit bedanke ich mich herzlich beimAmt für Geoinformation und Vermessung der Stadt Hamburg (Herr Gerhard Behrboom)ENDE

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Hat jemand eine Frage?

Ende