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Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik 20.09.2007 CityGML für die 3D-Navigation Thomas H. Kolbe i.V. Alexandra Stadler Institut für Geodäsie.

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Präsentation zum Thema: "Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik 20.09.2007 CityGML für die 3D-Navigation Thomas H. Kolbe i.V. Alexandra Stadler Institut für Geodäsie."—  Präsentation transkript:

1 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik CityGML für die 3D-Navigation Thomas H. Kolbe i.V. Alexandra Stadler Institut für Geodäsie und Geoinformation Technische Universität Berlin

2 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Zunehmende Virtualisierung unserer Umwelt Semantische Modelle aller relevanten Objekte des städtischen Raumes Objekte können verschiedene räumliche Repräsentationen haben Raumbezug stellt das entscheidende Bindeglied zwischen verschiedenen Fachdisziplinen dar, da alle sich auf den selben physikalischen Raum beziehen Initiativen Inspire EuroSDR Aktuelle Entwicklungsrichtung

3 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Standards sind der Schlüssel zur Integration von (3D-Geo)Daten unterschiedlicher Datenquellen Applikation Datenquelle A Datenquelle B

4 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Was ist CityGML? Technisches Modelliert alle wesentlichen Bestandteile einer virtuellen Stadt in ihrer Semantik, Geometrie, Topologie und Erscheinung GML-Anwendungsschema, XML-basiert Datenmodell und Austauschformat für virtuelle 3D Stadtmodelle Geschichtliches Entwickelt in der SIG3D NRW unter Federführung von Prof. Thomas Kolbe (IGG TU Berlin) Dr. Gerhard Gröger (IGG Uni Bonn) Auf dem Weg zum internationalen Standard des Open Geospatial Consortium (OGC)

5 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Beziehung zwischen Semantik und Geometrie … Semantisches Objekt z.B.: Gebäude Zugehörige Geometrie z.B.: Solid … Explizite Beziehung zwischen semantischen Objekten und deren geometrischen Repräsentationen * *

6 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Gegenüberstellung: Semantik - Geometrie Am Beispiel eines Ausschnitts des CityGML-Gebäudemodells Semantik Geometrie

7 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation KML vs. CityGML CityGML: Komplexe Objekte mit strukturierter Geometrie Geometrie Semantik Geometrie KML: Keine Semantik, nur (unstrukturierte) Geometrie

8 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Greifbarkeit der Semantik Geometrie weiß WAS sie WANN und WIE ist Semantik weiß WO sie ist und welche Ausmaße sie hat

9 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Modellierung in mehreren Maßstabsbereichen

10 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation LOD4: Innenräume Über die Objekt-TOPOLOGIE können Erreichbarkeitsgraphen abgeleitet werden

11 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Was beinhaltet CityGML sonst noch? Gebäude Wasserflächen Vegetation Verkehrsflächen Straßenmöbel Landnutzung

12 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Spezifikation der Verkehrsflächen Für jedes Segment: Wozu, z.B.: Fahrbahn Woraus, z.B.: Asphalt Benutzung, z.B.: Auto …

13 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation CityGML-Modell der Verkehrsflächen

14 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Was leistet das Modell der Verkehrsflächen? LOD0: Netzwerk Routenberechnungen LOD1-4: explizite (flächenhafte) Geometrie Hochwertige Darstellung

15 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Was beinhaltet CityGML sonst noch? Gebäude Wasserflächen Vegetation Verkehrsflächen Straßenmöbel Landnutzung

16 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Straßenmöbel

17 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Application Domain Extensions (ADE) = spezifische Anwendungsschemata (z.B.: Lärm) Erweiterung des existierenden CityGML-Schemas um: Zusätzliche Klassen Zusätzliche Attribute Zusätzliche Relationen Designentscheidungen: Muss valides CityGML bleiben Achtung: pure" CityGML-Reader überlesen ADE (unbekannter Namensraum) Fixes XML-Anwendungsschema für jede spezifische Anwendung Kann zum Validieren der XML-Files verwendet werden

18 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Appearance (Erscheinung) Explizite Texturkoordinaten Georeferenzierte Texturen Projektive Texturen Material Mehrere Erscheinungsformen pro Objekt (~Thematik)

19 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Externe Referenzen Objekte können Verweise auf korrespondierende Abbildungen in externen Datenquellen besitzen, z.B.: Gebäude: Link zum Kataster, Info über Eigentümer Tür: Link zu Facility Management Systemen Antenne: Link zu Telekommunikationsdatenbanken

20 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Städte, die auf CityGML vertrauen… 3D-Stadtmodelle, die auf CityGML basieren Berlin Dresden Stuttgart Bonn Köln Frankfurt/Main … Ganz NRW in LOD1 Geplant für Karlsruhe …

21 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Implementierung Wahrnehmung von CityGML hat im letzten Jahr international stark zugenommen (insbes. in den USA) Gespräche mit Web 3D Consortium, CTO GoogleEarth, International Alliance for Interoperability (IFC-Standard) Auswahl an Implementierungen Oracle 11G Spatial Bentley Microstation, Onuma Planning System (CAAD) Snowflake Software, lat/lon (Web Feature Service) CPA SupportGIS (3D GIS-System) Feature Manipulation Engine (FME) T-Mobile Rheinmetall © Rheinmetall Defence Electronics © T-Mobile

22 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Viewer LandXPlorer (C++) 3D Geo, Potsdam Aristoteles 3D-Viewer (Java) IGG, Uni Bonn

23 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Umwandlung… CityGML FME (con terra) IFC CityGML (Forschungszentrum Karlsruhe)

24 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Anwendungsbeispiel 1: Lärmkartierung CityGML bildet die Grundlage für die Berechnung der Lärmimmissionskarten in Nordrhein-Westfalen Hintergrund: EU-Richtlinie zur Minderung von Umgebungslärm Kooperationsprojekt von TU Berlin, Uni Bonn, Land NRW und Firmen Bereitstellung und Austausch aller Daten ausschließlich über CityGML und entsprechende Web Services (WFS, WCS, WMS): 8,4 Millionen 3D-Gebäude in LOD1 3D-Straßennetz NRW in LOD0 (auf Basis von OKSTRA, ATKIS & DGM5), Erweiterung um lärmsimulationsrelevante Eigenschaften 3D-Schienennetz NRW in LOD0 (auf Basis von ATKIS, DGM5) 3D-Schallschirme in LOD1 DGM5 (Verwendung im 10m Raster)

25 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Anwendungsbeispiel 1: Lärmkartierung Lärmimmissionskarten für die Meldung an die EU (über WMS-Dienst) Lärmausbreitungssimulation 3D-Geodaten in CityGML für die Berechnung der Lärmimmisionskarte

26 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Anwendungsbeispiel 2: Homeland Security Testbed OWS-4 des Open Geospatial Consortiums Laufzeit 6/ /2006 Szenario: Explosion einer Dirty Bomb im Hafen von New York Aufgabe: Unterstützung des Planungsstabes bei der Einrichtung eines Notfallkrankenhauses Finden eines geeigneten Ortes Identifikation eines geeigneten Gebäudes (Gesamtgröße, Maße der Räume, Klimatisierung für Dekontamination usw.) Thematische Abfragen & visuelle Inspektion Kopplung verschiedener Web Services und Client-Anwendungen, Datenformate: CityGML und IFC

27 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Anwendungsbeispiel 2: Homeland Security

28 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation OGC-Netzwerk: Kommentar zu CityGML

29 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Fazit: Nutzen für die 3D-Navigation Gebäudemodell inkl. Innenraummodellierung Adressierung Modellierung der Verkehrsflächen und Straßenmöbel Beschriftung aus Semantik Vorhandene Daten Beidseitiges Austauschformat

30 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Danke… Eins würd uns noch brennend interessieren: Was denken SIE darüber? KONTAKT Prof. Dr. Thomas H. Kolbe, Alexandra Stadler { kolbe | stadler igg.tu-berlin.de Institut für Geodäsie und Geoinformation Technische Universität Berlin

31 Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik Thomas H. Kolbe, i.V. Alexandra Stadler – CityGML für die 3D-Navigation Feedback Schnittstelle zu GDF? Kann für Navigation nur Austauschformat sein (Dateigröße) Quasi-Standard und größtes Know-How war Grund für Frankfurt Gleichgewicht zwischen Geometrie und Semantik? Nicht proprietär, nicht nur Visualisierung


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