Gebäudegeneralisierung mit statistischen Methoden Quelle: Kada3 01.07.04 Steffen Boigk

Ansätze verschiedener Generalisierungsalgorithmen Übersicht Einführung Einleitung und Problemstellung Ansätze verschiedener Generalisierungsalgorithmen Ansatz über die CSG-Darstellung nach Thiemann Generalisierungsalgorithmus nach Kada Ansatz über scale-spaces nach Mayer Zusammenfassung 01.07.04 Steffen Boigk

Einführung und Problemstellung Anwendungsgebiete von 3D- Gebäude-/Stadtmodellen - Flächenhafte Analysen und Simulationen umweltbezogener Aspekte Quelle: Internet16 - Visualisierungen in der Stadtplanung oder der Architektur - städtische Öffentlichkeitsarbeit Quelle: Averdung1 Quelle: Internet17 01.07.04 Steffen Boigk

Einführung und Problemstellung Quelle: Thomas H. Kolbe, Gerhard Gröger: Towards Unified 3D City Models 01.07.04 Steffen Boigk

Einführung und Problemstellung Quelle: Zipf14 01.07.04 Steffen Boigk

Einführung und Problemstellung Konstruktive Körpergeometrie (CSG, constructive solid geometry) Randflächendarstellungen (Brep, boundary representation) Quelle: Geoinfo_III10 01.07.04 Steffen Boigk

Ansatz über die CSG-Darstellung nach Thiemann hochdetailliertes Objektmodell als Grundlage Zerlegung des Objektes in seine elementaren Bestandteile Ableitung einer CSG-Darstellung Quelle: Geoinfo_III10 01.07.04 Steffen Boigk

Ansatz über die CSG-Darstellung nach Thiemann Zerlegung des Objektes in seine elementaren Bestandteile (feature-Erkennung) Gebäude wird mit einer oder mehrerer seiner Oberflächen geschnitten Bewertung abgeschnittener oder geschlossener Teile Testgröße Quotient aus alter und neuer Oberfläche Suche des bestangepassten Körpers aus den Primitiven Quelle: Thiemann9 01.07.04 Steffen Boigk

Ansatz über die CSG-Darstellung nach Thiemann Ableitung der CSG-Darstellung Gebäude wird als Kombination aus Hauptkörper und Features modelliert Teile werden mit Mengenoperationen Vereinigung und Differenz miteinander kombiniert - + Quelle: Internet15 01.07.04 Steffen Boigk

Ansatz über die CSG-Darstellung nach Thiemann Generalisierung Generalisierungsoperation: Weglassen Verdrängen Betonen Zusammenfassen Typifizieren Symbolisieren Umsetzung unter Verwendung CSG: Objekt entfernen Objekt verschieben Objekt vergrößern Mehrere Objekte durch eines ersetzen Ersetzen von m Objekten durch n Objekte (m>n) Objekt durch ein stark schematisiertes Objekt (Symbol) 01.07.04 Steffen Boigk

Ansatz über die CSG-Darstellung nach Thiemann Generalisierung lokale und globale Analyse Teile des Gebäudes werden betont, vereinigt oder verdrängt Grenzwerte für minimale Länge, Fläche und Volumen einfache Ansteuerung betroffener Gebäudefeatures Unterschiedliche Generalisierungsgrade durch Veränderung der Grenzwerte zur Visualisierung Umwandlung der CSG-Darstellung in eine Randbeschreibung 01.07.04 Steffen Boigk

Ansatz über die CSG-Darstellung nach Thiemann Speicherung der generalisierten Modelle Ergebnis der Generalisierung sind verschieden detaillierte Modelle um fliesende Übergänge sicher zu stellen Relativ große Anzahl von Modellen Speicherung der geringen Änderungen zwischen den LOD Sequenzielles Abarbeiten zur Wiederherstellung Quelle: Thiemann9 01.07.04 Steffen Boigk

Ansatz über die CSG-Darstellung nach Thiemann Popping-Effekte beim Zoomvorgang plötzliches bzw. verschwinden von Details Stören Betrachter und lenken vom Inhalt ab zur Vermeidung: Quelle: Thiemann9 Morphing : langsames Verformen, Skalieren, Verschieben und Drehen Fadding : aus- und einblenden oder ab- und zunehmende Transparenz Quelle: Thiemann9 01.07.04 Steffen Boigk

Generalisierungsalgorithmus nach Kada entwickelt für dreidimensionale polygonale Gebäudemodelle  Menge von Knoten und polygonalen Flächen, mit optional inneren Punkte in Gebäudemodellen sind Flächen koplanar, parallel oder rechtwinklig zu anderen Flächen  werden als Zwangsbedingungen eingeführt, in der Parameterschätzung genutzt Quelle: Geoinfo_III10 01.07.04 Steffen Boigk

Generalisierungsalgorithmus nach Kada Erkennen und Entfernen von Merkmalen Simplifizierungsoperationen für einen Merkmalstyp Test des Einflusses auf das Gebäudemodell Entfernen derer mit geringstem Einfluss  Prüfung der Gültigkeit der Zwangsbedingungen Ausbuchtung Kerbe Spitze Quelle: Kada3 01.07.04 Steffen Boigk

Generalisierungsalgorithmus nach Kada Parameterschätzung für jede Fläche gilt die Ebenengleichung: für den Winkel zwischen zwei Flächen F1 und F2 gilt der Algorithmus schätzt die optimalen Positionen der Knoten nach Gauss-Helmert Modell: 01.07.04 Steffen Boigk

Generalisierungsalgorithmus nach Kada Quelle: Kada3 01.07.04 Steffen Boigk

Ansatz über scale-spaces nach Mayer Anwendung aus der Bildverarbeitung Bildung maßstabsabhängiger Darstellungen aus Sequenz von Glätten und Reduktion Typischer Glättungsfilter: Gaußfilter Quelle: Photo_II12 Einsatz in der Photogrammetrie zur Punkt-, Kanten- und Regionenextraktion Quelle: Photo_III13 01.07.04 Steffen Boigk

Ansatz über scale-spaces nach Mayer Übergang von der diskreten zur kontinuierlichen Bildpyramide durch fließenden Übergang Informationen direkt miteinander verbunden  Lokalisation in kleinen Maßstäben, Analyse in großen Maßstäben Quelle: Sester8 01.07.04 Steffen Boigk

Ansatz über scale-spaces nach Mayer zwei grundlegende Vorgänge: erosion und dilation scale-space events: diskrete Momente im kontinuierlichen Verlauf internes event: nur topologisch benachbarte Elemente sind betroffen externes event: nicht topologisch benachbarte Elemente sind betroffen Quelle: Mayer6 01.07.04 Steffen Boigk

Zusammenfassung es existieren leistungsfähige Generalisierungs- algorithmen zur Lösung des Problems beruhen auf Techniken der kartographischen Generalisierung Unterschiedliche Stärken und Schwächen CSG-Darstellung geeignet zur Analyse, Interpretation und Manipulation  insbesondere bei Generalisierungsoperationen Brep zur Visualisierung in Echtzeit geeignet 01.07.04 Steffen Boigk

Literaturverzeichnis Averdung,C. :Modellierung von 3D-Stadtmodellen mit heterogenen Ausgangsdaten. Hake,G., Grünreich,D., Meng,L.(2001): Kartographie, De Gruyter Verlag. Heckbert, P., Ribelles, J., Garland, M., Stahovich, T.,Srivastava, V. (2001): Finding and removing features from polyhedra. In: Proceedings of DETC’01. Kada,M. (2002) : Automatic generalization of 3D building modells, ISPRS Vol. 34, Part 4, GeoSpatial Theory, Porcessing and Application, Ottawa, Canada. Kada,M.(2002): 3D Generalisierung für die Echtzeitvisualisierung von Landschaftsmodellen, http://www.ifp.uni-stuttgart.de/publications/2002/dgpf-kada_2002.pdf Mayer,H., Forberg,A. (2002): Generalization of 3D building data based on scale-spaces, ISPRS Vol. 34, Part 4, GeoSpatial Theory, Porcessing and Application, Ottawa, Canada. Mayer,H. (1998):Three Dimensional Generalization of Buildings Based on Scale-Spaces. Technical Report, Chair for Photogrammetry and Remote Sensing, Technische Universität München, Germany. Sester,M. (2000):Maßstabsabhängige Darstellungen in digitalen räumlichen Datenbeständen. Habilitationsschrift, Fakultät Bauingenieur- und Vermessungswesen, Universität Stuttgard,2000 01.07.04 Steffen Boigk

Literaturverzeichnis (Fortsetzung) Thiemann,F. (2002): 3D-Gebäude-Generalisierung, http://www.ikg.uni-hannover.de/publikationen/publikationen/2003/Thiemann-GeoVis.pdf Thiemann,F. (2002): Generalization of 3D building data, ISPRS Vol. 34, Part 4, GeoSpatial Theory, Porcessing and Application, Ottawa, Canada. Präsentation Geoinfo_III-Vorlesung10, http://www.ikg.uni-bonn.de/Lehre/Geoinfo Vorlesungssript Photogrammetrie_II-Vorlesung_23, http://www.ipb.uni-bonn.de/Teaching/PhotoII/v23.pdf Vorlesungssript Photogrammetrie_III-Vorlesung_25, http://www.ipb.uni-bonn.de/Teaching/PhotoIII/v25.pdf Zipf,A., Schilling,A. (2002):Dynamische Generierung von VR-Stadtmodellen aus 2D- und 3D-Geodaten für Toureninformationen, http://www2.geoinform.fh-mainz.de/~zipf/Zipf-Schilling-2D-3D-GIS-2002-last.pdf Internet: http://www.idi.ntnu.no/emner/tdt4195/filer/csg.jpg Internet: http://www2.fh-konstanz.de/studium/fachb/wwwag/WS9900/Human1.html Internet: www.mplusm.at/ifg/download/Wack.pdf 01.07.04 Steffen Boigk