Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen

Andre Schücker und Martin Gemeinholzer

EinleitungAnwendungsfelder

Besonderheiten der 3D-Darstellung

BeispielvisualisierungenGoogle Earth Plugin, KML und COLLADA

KML und Freemarker Templates im Geoserver

Zukünftige EntwicklungenHTML5, WebGL

Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen 207.07.2011

Einleitung

• zunehmende Verbreitung von 3D-Darstellungen(z.B. Stadtmodelle)

• vielfältige Anwendungsbereiche für Zeitreihen

zusätzlicher Informationsgewinn durch Kombination von Zeit und 3D bei komplexen Daten

• Webmapping nutzt die Vorteile des Internets

3Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

Einleitung

Besonderheiten der 3D-Darstellung:• Aufrechterhaltung der Wahrnehmungsgewohnheiten (3D-Raum)

• interaktive Navigation, muss erlernt werden

• nicht nur bestehende Geoobjekte, sondern auch Attributdaten können durch 3D-Objekte visualisiert werden

• Visualisierung von Attributwerten durch Größevon Elementen im 3D Raum problematisch(Objektgröße vs. Entfernung)

• 3D nicht in jedem Fall sinnvoll

4Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

Beispielvisualisierungen

Voraussetzungen:• Visualisierung von 4D-Geodaten als Webanwendung

noch wenig entwickelt

• Installation eines Browser-Plugins erforderlich z.B.• Google Earth-Plugin• NASA Worldwind• Flash

5Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

Google Earth-Plugin, KML und COLLADA

• Google Earth Plugin• stellt virtuellen Globus im Browser zur Verfügung• Steuerung über Google Earth API• Geodaten können über KML integriert werden

• Keyhole Markup Language (KML) • XML-basierte Auszeichnungssprache für Geodaten• ursprünglich für Google Earth entwickelt• seit 2008 OGC-Standard• Darstellung 2- und 3-dimensionaler Daten• zeitliche Animation• Einbindung von 3D-Modellen

• COLLADA • XML-basiertes offenes Austauschformat für 3D-Daten• kann in KML eingebunden werden

6Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

Beispiel Wetterballon

Simulierter Flug eines Wetterballons:• zeitlicher Verlauf des Aufstiegs bis in 30.000 m Höhe• Erfassung von Messwerten in kurzen Zeitintervallen

(Temperatur, Ozonkonzentration, Luftdruck)• Visualisierung der Messwerte über

• Position• Farbe• Größe• Form• Ausrichtung

von COLLADA-Objekten

7Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

- KML, COLLADA und PostgreSQL/ PostGIS -

Demo

8Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

Technische Umsetzung

9Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

KML

PHP-Skript

Zeitliche Animation beweglicher 3D-ObjekteAbfrage von AttributdatenVisualisierung von Attributdaten

Temperatur: -51.7682°CLuftdruck: 22.66 hpaOzonkonzentration: 10.66 µg/g

Koordinaten: 13.7005794421 52.2755452492

Beispiel Thematische Kartographie

• Geoserver ist ein in Javageschriebener Open Source Mapserver

• Datenquellen: u.a. Shapefile, PostGIS-Datenbank, WFSsowie verschiedene Rasterdatenformate

• liefert u.a. WMS, WFS, WFS-T und WCS

• kann u.a. KML als WMS ausliefern

• über Freemarker Templates lassen sich einfache Visualisierungen von Zeitreihen und zeitlich animierte extrudierte 3D-Flächen verwirklichen

11Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

- KML und Freemarker Templates im Geoserver -

12Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

Beispiel Thematische Kartographie - KML und Freemarker Templates im Geoserver -

Einschränkungen:

• keine Einbindung von COLLADA Modellen

• Redundanzen: für jeden Zeitpunkt muss ein Geoobjekt gespeichert werden

• keine Interpolation von Zwischenwerten zur stufenlosen zeitlichen Animation

height.ftl

${50?number * QUANTITY.value?number}

time.ftl

${von.value?date('yyyy')}||${bis.value?date('yyyy')}

description.ftl <hr>Country: ${NAME.value}<br>Total wind production in ${von.value}:<br><br><fontsize="+2">${QUANTITY.value}</font>&nbsp;(Kilowatt-hours, million)<br> ...

Beispiel Thematische Kartographie

Zukünftige Entwicklungen

• bisher wird ein proprietäres Browser-Pluginbenötigt für 3D-Darstellung

• zukünftig: HTML5 + WebGL = Plugin-frei

• Schnittstellen müssen geschaffen werden

• Beispiele:

• webglearth.com

• chromeexperiments.com/globe

• ninepointfive.org

14Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

webglearth.com

15Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

chromeexperiments.com/globe

16Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011

ninepointfive.org

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Vielen Dank!

Weitere Informationen auf

www.geosysnet.de/4dwebmapping

• weiterführende Links• Poster• Präsentation

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