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3D-Darstellung räumlicher Daten

3D-Darstellung räumlicher Daten. Seminarvortrag Kartographie Referent: Olaf Bromorzki WS 2000/2001. Ziel:. Internetfähiges 3D-GIS der Stadt Bonn. Verknüpfung von Kartographie, Photogrammetrie + 3D-Rasterdaten (DGM) + 3D-Raumstrukturen (Gebäude, Vegetation, Straßen, Plätze)

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3D-Darstellung räumlicher Daten

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Presentation Transcript

  1. 3D-Darstellung räumlicher Daten Seminarvortrag Kartographie Referent: Olaf Bromorzki WS 2000/2001

  2. Ziel: Internetfähiges 3D-GISder Stadt Bonn Verknüpfung von Kartographie, Photogrammetrie + 3D-Rasterdaten (DGM) + 3D-Raumstrukturen (Gebäude, Vegetation, Straßen, Plätze) + farbliche Gestaltung (Render) + Sachinformationen (Lage, Entfernungen, Kultur, Kalender, Hyperlinks, ...) + freie Beweglichkeit im Raum

  3. Wir bieten eine Dienstleistung,die über das WWW ... • Für jedermann zugänglich • Benutzerfreundlich • Aktuell !?! • Erweiterungsfähig • Kostenlos

  4. Produktion: 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

  5. 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

  6. Produktion: 3D-Visualisierung • Analog • Modellbau • Bilder mit Zentralperspektive • Karte mit Höhenlinien, Schummerungen, Schattierungen und Farben • Vorstellungsvermögen des Betrachters ist gefragt • Subjektive Meinungsbildung, Entscheidungsfindung

  7. 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)

  8. Präsentation: 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

  9. 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

  10. Projektablauf

  11. Der Haken an der Sache • Geodaten sind komplex und speicherintensiv • Bewegungen im Raum sind rechenaufwendig Mittelweg finden zwischen • Geodatenqualität • Geodatenquantität • Abbildungsqualität • VRML-Qualität

  12. DKG5 mit 10m-Raster: 40401 Punkte, 110KB DKG5 mit 20m-Raster: 10201 Punkte, 40KB DKG5 mit 30m-Raster Optimierung der Geodaten • DGM • Regelmäßiges Raster • Rasterweite (je nach Relief: 10m, 20m; Geländekanten sollten erhalten bleiben) • Höhenangabe ohne Nachkommastellen

  13. 300dpi 50dpi 150dpi 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.

  14. Lösungsansätze: 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

  15. Update: 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)

  16. Drei VRML-Welten: • Innenstadtbereich von Rostock: • Gebäudetexturen • Hyperlinks • Landschaft • DGM • Kartographische Textur (Luftbild) • Landschaft • DGM • Kartographische Textur (DGK5)

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