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3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Titel Das 3D-Stadtmodell.

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1 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Titel Das 3D-Stadtmodell der Freien und Hansestadt Hamburg Seminarvortrag zur Lehrveranstaltung GIS IV Uni Bonn – Institut für Geoinformation und KartographieInstitut für Geoinformation und Kartographie von Jörg Schmittwilken

2 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Übersicht  Motivation  Vorüberlegungen  Zweistufige Gliederung der Modellierung  Anmerkungen

3 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Motivation Film: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung

4 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Anforderungen  3D-Stadtmodell flächendeckend für das gesamte Stadtgebiet  möglichst automatisierte Erstellung  Möglichkeit der Fortführung  Nutzung bestehender digitaler Daten  GIS-Funktionalität Vorüberlegungen

5 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken 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

6 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Software allgemein 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

7 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Software Datenstruktur 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

8 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken 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

9 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken 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 Gebäude –6 bis 12 Monate Fortführungsturnus

10 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Klötzchenhöhe NutzungsartGeschosshöhe Wohnhaus2,75 m Garage2,5 m Kleingewerbe3,5 m Werft4,5 m Stufe 1  Einteilung in ca. 50 Klassen  Tabelle geht aus Erfahrungswerten hervor  Tabelle wird laufend verbessert

11 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Topographieschichtung cm 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Bahngleise Wasser Gebäude Fahrbahn Straße Acker Gehweg Grünfl Basis... im wahrsten Sinne des Wortes Stufe 1

12 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken 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

13 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Stufe 1 mit B-Plan Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung

14 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken  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

15 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken 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

16 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken 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

17 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Dachhöhen Stufe 2 H1H1 H4H4 H3H3 H 2 T2T2 T1T1 T 1 = Mittelwert (H 1,H 2 ) T 2 = Mittelwert (H 3,H 4 )  Pultdach H = Mittelwert (H 1,H 2,H 3,H 4 )  Flachdach H

18 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Geschlossenheit Stufe 2 H1H1 H2H2 P 1 = P 2 P 3 = P 4 H1H1 H2H2 P1P1 P2P2 P4P4 P3P3

19 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Parallelität Stufe 2

20 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Vorgehen Umwandeln des Klötzchens in einzelne Wände Weglassen 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

21 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Probleme Aufgrund 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

22 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken 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

23 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Stufe 2 mit Luftbild Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung

24 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Anmerkungen  Schattenwurf bei hoher Auflösung wegen Topographieschichtung  Probleme mit vrml-Browsern bei zu vielen Koordinatenstellen  Falsche Darstellung bei Modellierung mit DGM Stellungnahme cm 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Bahngleise Wasser Gebäude Fahrbahn Straße Acker Gehweg Grünfl Basis Bild : IKG – Uni Bonn

25 3-D Stadtmodelle - Hamburg - Motivation Vorüberlegungen Stufe 1 Stufe 2 Stellungnahme Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken Für die freundliche Unterstützung und kooperative Zusammenarbeit bedanke ich mich herzlich beim Amt für Geoinformation und Vermessung der Stadt Hamburg (Herr Gerhard Behrboom) ENDE Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Hat jemand eine Frage? Ende


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