Seminarvortrag KartographieReferent: Olaf Bromorzki WS 2000/2001
Internetfähiges 3D-GISder Stadt Bonn
Verknüpfung vonKartographie, Photogrammetrie
+ 3D-Rasterdaten (DGM)+ 3D-Raumstrukturen (Gebäude, Vegetation,
Straßen, Plätze)+ farbliche Gestaltung (Render)+ Sachinformationen (Lage, Entfernungen, Kultur, Kalender, Hyperlinks, ...)
+ freie Beweglichkeit im Raum
Ziel:
Wir bieten eine Dienstleistung,die über das WWW ...
• Für jedermann zugänglich• Benutzerfreundlich• Aktuell !?!• Erweiterungsfähig• Kostenlos
Digitales Datenmodell
• ATKIS– Beschreibung der Topographie– Quelle: Landesvermessungsamt
• ALK– Darstellung der Gebäudegrundrisse– Quelle: Katasteramt
Geometrisches Modell auf Kartengrundlage PROBLEM: Verknüpfung der unterschiedlichen
Formate von ATKIS und ALK
• DHM– Geländehöhen– Quelle: Landesvermessungsamt
Projektion des Geometrischen Modells ins DHM
Produktion:
Digitales Objektmodell der Gebäudedaten
Quellen:• Fernerkundung• Nahbereichsphotogrammetrie• Terrestrisch mit reflektolosem EDM (RecElta RL)• Bestimmung der Gebäudehöhe aus GFZ, BMZ• Analog:
– Zählen der Geschosse und Abschätzung der Höhe– Firstrichtung– Eingangsbereich– Nutzung
Registrierung in Datenbanken
Produktion:
3D-Visualisierung• Analog
– Modellbau– Bilder mit Zentralperspektive– Karte mit Höhenlinien, Schummerungen,
Schattierungen und Farben• Vorstellungsvermögen des Betrachters ist gefragt• Subjektive Meinungsbildung, Entscheidungsfindung
Produktion:
3D-Visualisierung• Digital
– CAD-, CAAD-Systeme (AutoCAD, 3D Studio MAX)• Eingabe, Anzeige und Berechnung von Koordinaten• Generierung von Vektordaten (dwg-, dxf-Files)• Einfügen von Rasterdarstellungen• Farbliche Ausgestaltungen (Rendern, Schattieren,
Phototextur)• Beschriftung, Bemaßung• Erstellung von Animationen, Filmen (Kamerafahrten)• passive Ebene der 3D-Darstellung (keine Interaktionen
möglich)
Produktion:
VRML - Eigenschaften
• Systemunabhängiger Standard
• Ermöglicht die vollständige Beschreibung von statischen, polygonalen, dreidimensionalen Welten inkl. Oberflächendarstellung und Beleuchtung
• Rechtsdrehendes, kartesisches Koordinatensystem in dem lokale KS eingebettet werden können.
• Alle Objekte (Text, 3D-Darst., Vektoren, Hyperlinks, Multimedia) sind im KS gelagert.
• Kombination von Raster- und Vektordaten
• VRML unterstützt viele Dateiformate
• Automatische Aktualisierung aus Datenbanken möglich
• Plug-Ins sind oft kostenlos
Präsentation:
Fortsetzung Eigenschaften:
VRML-Räume
• Zentralperspektiven:Natürlicher, räumlicher Eindruck; Maßstabsvariation
• Objekte sind messbar
• Objekte sind transformierbar und skalierbar
• Zeitabhängige Darstellung
• Dynamisch modifizierbar, sowohl von Urheber, als auch vom Anwender (Zugriffsrechte)
• Freie Bewegung im virtuellen Raum
• Viewpoints, Beleuchtungen
Projektablauf
W W W - Einbindung
O ptim ierung des Program m codes
M anuelle S zenengestaltung
Autom atis ierte K onvertierung in einen VRM L- Q uellcode
M ULT I M ED I ARoutenplaner, Hyperlinks
O bjek tm odellierung im 3D - G I S(ArcI nfo, S upportG I S )
G EO D ATENATK I S , ALK , D HM
Textur, TopographieI nform ationen, Links
Der Haken an der Sache
• Geodaten sind komplex und speicherintensiv• Bewegungen im Raum sind rechenaufwendig
Mittelweg finden zwischen Geodatenqualität Geodatenquantität Abbildungsqualität VRML-Qualität
Optimierung der Geodaten• DGM
– Regelmäßiges Raster– Rasterweite (je nach Relief: 10m, 20m;
Geländekanten sollten erhalten bleiben)– Höhenangabe ohne Nachkommastellen
DKG5 mit 10m-Raster: 40401 Punkte, 110KB
DKG5 mit 20m-Raster: 10201 Punkte, 40KB
DKG5 mit 30m-Raster
Optimierung der Geodaten• Pixelbild (Karte, Luftbild)
– Graphikformate (JPEG, Tiff, GIF)– Scanauflösung nicht größer als kleinste Strichbreite (S1 =
0,13mm : 200 dpi)– Scan von Karten kleinem Maßstabs– Textur nicht zu farbenfroh wählen, da Reliefstruktur und
Schattierung unterdrückt werden.
50dpi
150dpi
300dpi
VRML-Optimierung
• 3D-Darstellung:– Multiresolutionslösung (GeoVRML)– LOD (Level Of Detail 1,2,3)– Primitive– Gruppierungen– Bounding Box (best angepasster Grundriß)– Einfarbige statt photorealistische Textur– Auswahl des VRML Plug-Ins (Cortona v2.1 bietet gute
Texturauflösung)
• Programmeinstellungen:– Qualitätsoptimiert– Geschwindigkeitsoptimiert– Auswahl der Rendersoftware
Lösungsansätze:
Automatisiertes Einfügen von Datenbankinformationen ins VRML-Modell
• Problemlösungen mit ArcInfo / SupportGIS:– Aktualisierung von DGM-Datenbanken– Einfügen neuer Texturen– Einfügen neuer 3D-Objekte, Verschneidungen– Einfügen neuer Topologie (neue Radwege)– Einfügen neuer Objektinformationen, Links
• Noch zu klären:– Erstellung von regelmäßigen Höhenrastern aus DGM-Daten– Wie werden berechnete Routen auf das DGM gelegt???
• Verschneidung von horizontalen Vektoren mit der Geländeoberfläche
– Einlesen der zur Ansicht notwendigen Objekte und Informationen (nicht das Kartenblatt von Ückesdorf wenn ich in Holzlar bin)
Update:
Drei VRML-Welten:
• Innenstadtbereich von Rostock:– Gebäudetexturen– Hyperlinks
• Landschaft– DGM– Kartographische Textur (Luftbild)
• Landschaft– DGM– Kartographische Textur (DGK5)