der Freien und Hansestadt

Präsentation zum Thema: "der Freien und Hansestadt"—  Präsentation transkript:

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

2 Übersicht Motivation Vorüberlegungen
Zweistufige Gliederung der Modellierung Anmerkungen Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

3 Motivation Motivation
Film: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

4 Anforderungen 3D-Stadtmodell flächendeckend für das gesamte Stadtgebiet möglichst automatisierte Erstellung Möglichkeit der Fortführung Nutzung bestehender digitaler Daten GIS-Funktionalität Vorüberlegungen Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

5 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 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

6 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 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

7 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 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

8 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 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

9 Stufe 1 Klötzchen- bzw. Blockmodell Gebäudehöhe ist abhängig von
Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung 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 Stufe 1 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

10 Klötzchenhöhe Einteilung in ca. 50 Klassen
Nutzungsart Geschosshöhe Wohnhaus 2,75 m Garage 2,5 m Kleingewerbe 3,5 m Werft 4,5 m Stufe 1 Einteilung in ca. 50 Klassen Tabelle geht aus Erfahrungswerten hervor Tabelle wird laufend verbessert Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

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

12 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 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

13 Stufe 1 mit B-Plan Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

14 Stufe 2 Stufe 1 Vom Klötzchenmodell zum Wandmodell
Bild : Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung Handwerkskammer Hamburg Stufe 1 Bild : Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung Handwerkskammer Hamburg Vom Klötzchenmodell zum Wandmodell Hinzufügen der Dachlandschaft Verschneidung mit DGM Realisierung nur in Bereichen mit sensibler oder stark fluktuierender Bebauung Stufe 2 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

15 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 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

16 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 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

17 Dachhöhen T1 = Mittelwert (H1 ,H2) H = Mittelwert (H1 ,H2 ,H3 ,H4 )
Flachdach T1 = Mittelwert (H1 ,H2) T2 = Mittelwert (H3 ,H4)  Pultdach Stufe 2 T2 T1 H1 H4 H3 H2 H Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

18 Geschlossenheit P1 = P2 P1 H1 H1 P2 P3 H2 H2 P4 P3 = P4 Stufe 2
Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

19 Parallelität Stufe 2 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

20 Vorgehen Verschneidung des Wand-modells mit der Dachland-schaft
Weglassen der überflüssigen Wandteile Ergänzung um Aufmaß der Fassade mittels Laserscanning Verschneidung des Wand-modells mit dem DGM Belegen der Wände mit Texturen Umwandeln des Klötzchens in einzelne Wände Weglassen der Decke Stufe 2 Um welche Dachform handelt es sich? Bild : Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

21 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 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

22 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 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

23 Stufe 2 mit Luftbild Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

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

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