3D-Gebäudemodelle Mareike Dietrich

Digitale Oberflächenmodelle AdV-Beschluss 121/10: Digitale Oberflächenmodelle Die Erfassung, die Modellierung und der Nachweis der Gebäude für die geotopographische Landesaufnahme und die Führung des Liegenschaftskatasters ist eine Kernaufgabe des Amtlichen deutschen Vermessungswesens. Dazu gehört auch die dritte Dimension. 14.05.2014 Mareike Dietrich

Zielstellung AdV-Beschluss 121/10: Die AdV strebt an, dazu 3D-Gebäudemodelle bereitzustellen. Der Aufbau von 3DGebäudemodellen kann in zwei Realisierungsstufen erfolgen: 1. Realisierungsstufe LoD1 (Blockmodell bzw. Klötzchenmodell) Es wird angestrebt, LoD1 ab 2013 bundesweit einheitlich bereitzustellen. 2. Realisierungsstufe LoD2 (Blockmodell bzw. Klötzchenmodell mit Standarddachformen). Es ist wünschenswert, dass in den Ländern mittelfristig LoD2 bereit stehen. Eine terminliche Präzisierung für die bundesweite Verfügbarkeit erfolgt von 2013 an. AdV-Beschluss 121/10: 14.05.2014 Mareike Dietrich

Level of Detail: (Detaillierungsgrad) Bezeichnung für die verschiedenen Detailstufen bei der Darstellung virtueller Welten kurz: (0-4) LoD 14.05.2014 Mareike Dietrich

Digitales Geländemodell LoD0: Regionalmodell Überlagerung von + Digitales Geländemodell (DGM) LoD0 Textur Orthophoto oder Topografischer Karte LoD 0 – Regionalmodell DGM (2,5D) mit Textur/Orthophoto und Flächennutzung 14.05.2014 Mareike Dietrich

Definition nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle (Stand: 24 Definition nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle (Stand: 24.10.2012 Version 1.1) Ein 3D-Gebäudemodell ist ein digitales, numerisches Oberflächenmodell der Erdoberfläche, reduziert auf die in ALKIS definierten Objektbereiche Gebäude und Bauwerke (Definition nach ALKIS-OK). Unterirdische Gebäude und Bauwerke werden nicht berücksichtigt. Das 3D-Gebäudemodell ist eine Erweiterung des Datensatzes der Hausumringe um die dritte Dimension. 14.05.2014 Mareike Dietrich

Hausumringe mit Höheninformation ALKIS-Umring LoD 1: Klötzchenmodell 14.05.2014 Mareike Dietrich

LoD1: Klötzchenmodell LoD 1: Klötzchenmodell Gebäudeblock (Grundfläche hochgezogen) auf Firsthöhe -> somit OHNE Dachstruktur Grundlage: Gebäudeumring aus der Liegenschaftskarte 14.05.2014 Mareike Dietrich

Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle (Stand: 24. 10 Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle (Stand: 24.10.2012 Version 1.1) LoD (Level of Detail) 1: Der Gebäudegrundriss wird grundsätzlich der amtlichen digitalen Liegenschaftskarte entnommen. Die Gebäudedarstellung erfolgt als „Klötzchen“. Alle Gebäude werden mit einem Flachdach dargestellt. Die Lagegenauigkeit entspricht der des zugrunde liegenden Gebäudegrundrisses. Die Höhengenauigkeit beträgt größtenteils 5 m. Grobe Abweichungen sind in Einzelfällen bei komplexen Dachformen möglich. Gemeinsam genutzte Geometrien werden redundant geführt. 14.05.2014 Mareike Dietrich

Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle (Stand: 24. 10 Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle (Stand: 24.10.2012 Version 1.1) LoD (Level of Detail) 1: Inhalt eines Gebäudedatensatzes Neben der Geometriebeschreibung des Körpers umfasst der Datensatz eines Gebäudes folgende Attribute: Die Höhe des Gebäudes ist die Differenz in Metern zwischen dem höchsten Bezugspunkt und dem tiefsten Bezugspunkt des Gebäudes. Objektidentifikator Gebäudefunktion Qualitätsangaben (s. Metadaten) Amtlicher Gemeindeschlüssel Wenn geführt: Anzahl der Geschosse Lagebezeichnung Name 14.05.2014 Mareike Dietrich

Bezugspunkt Dach ? 14.05.2014 Mareike Dietrich

Ergänzung Dachform ALKIS-Umring LoD 2: Strukturmodell 14.05.2014 Mareike Dietrich

LoD2: Strukturmodell Klötzchenmodell + standardisierte Dachformen 3D-Modell der Außenhülle und standardisierten Dachformen Keine Texturen / einfache Texturen Standardisierte Dachformen z.B. Walmdach, Flachdach, Giebeldach.... Klötzchenmodell + standardisierte Dachformen 14.05.2014 Mareike Dietrich

Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle (Stand: 24. 10 Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle (Stand: 24.10.2012 Version 1.1) LoD (Level of Detail) 2: Der Gebäudegrundriss wird grundsätzlich der amtlichen digitalen Liegenschaftskarte entnommen. Den Gebäuden werden standardisierte Dachformen zugeordnet und entsprechend dem tatsächlichen Firstverlauf ausgerichtet. Die Lagegenauigkeit entspricht der des zugrunde liegenden Gebäudegrundrisses. Die Höhengenauigkeit beträgt größtenteils 1 m. Grobe Abweichungen sind in Einzelfällen bei komplexen Dachformen möglich. Gemeinsam genutzte Geometrien werden redundant geführt. 14.05.2014 Mareike Dietrich

Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle (Stand: 24. 10 Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle (Stand: 24.10.2012 Version 1.1) LoD (Level of Detail) 2: Inhalt eines Gebäudedatensatzes Der Datensatz eines Gebäudes besteht neben der Geometriebeschreibung des Körperobjektes oder eines Flächenaggregates aus den folgenden Attributen: Objektidentifikator Gebäudefunktion Qualitätsangaben (s. Metadaten) Amtlicher Gemeindeschlüssel Wenn geführt: generalisierte Dachform (entsprechend Enumeration in GeoInfoDok) Anzahl der Geschosse Lagebezeichnung Name 14.05.2014 Mareike Dietrich

LoD3: Architekturmodell Reichstag Brandenburger Tor LoD 3: Architekturmodell 3D-Modell der Außenhülle, geometrisch fein ausgearbeitet mit Textur Hamburger Rathaus Roland in Bremen 14.05.2014 Mareike Dietrich

LoD4: Innenraummodell xxx 3D-Modell des Gebäudes mit Etagen, Innenräumen, usw. -> „Begehbares“ Architekturmodell Texturen 14.05.2014 Mareike Dietrich

Der Weg zum LoD: DGM Hausumringe DOM (aus Matchingdaten) 14.05.2014 Mareike Dietrich

Digitales Geländemodell (DGM) Digitales Oberflächenmodell (DOM) 3D-Messdaten ... sind originäre, unregelmäßig verteilte Messpunkte und/oder linien- oder flächenhafte Strukturen der topographischen Situation im Osten ist der Tagebau bei Schöningen, daher das Tal Digitales Geländemodell (DGM) Digitales Oberflächenmodell (DOM) 14.05.2014 19 19

Nds: noch „DGM5“ = BKG: DGM10 (AdV) Inzwischen Rasterweite [m] im Namen 14.05.2014 20

Matching mittels Digitaler Bildkorrelation to match (engl.) = zusammenpassen, vergleichen Verschiebung eines Fensters Suche nach einem möglichst ähnlichen Bildausschnitt im anderen Bild Ähnlichkeit = Grad der Korrelation der Grauwerte Ausschneiden eines rechteckigen Bildausschnittes in einem Bild (Referenzbild) dann verschieben des Fensters/patches endlicher Größe im anderen Bild Suche nach größter Übereinstimmung dann Speicherung der Koordinaten des Mittelpunktes des patches Quelle: Photogrammetrie II –Skript, Maas 14.05.2014 Mareike Dietrich

Matching-Daten aus digitaler Bildkorrelation 3D-Punktwolke der (sichtbaren) Oberfläche (inkl. Vegetation und Gebäude) vollautomatische Ableitung aus Orientierten Luftbildern Genauigkeit Höhe: ca. 30 cm (+ Offset?) -> Ableitung DOM möglich -> Sprachgebrauch: bDOM (bildbasiertes DOM) 14.05.2014 Mareike Dietrich

Matching–Punktwolke mit Farbkodierung 06.11.2013

Digitale Bildkorrelation - Verfügbarkeit Matching-Daten 2012: vollständig (4 Pkt/m²) 2011: vollständig (von 1 - 4 Pkt/m²) 2010: nur eingeschränkt nutzbar! (Überdeckung nur 60/30) -> mit Bilddaten 2013 neu 14.05.2014 (80% Längsüberdeckung)

Entstehung von 3D-Messdaten Digitale Bildkorrelation vs Entstehung von 3D-Messdaten Digitale Bildkorrelation vs. Airborne-Laserscanning Laserscanning Last Pulse (Bodenpunkte) Laserscanning First Pulse (Hochpunkte) Digitale Bildkorrelation Mehrfachreflexion des Signals: First Pulse: Vegetationspunkte (grün) Last Pulse: Bodenpunkte (rot) 14.05.2014 Mareike Dietrich

Umringe 14.05.2014 Mareike Dietrich

Umringe + DOM 14.05.2014 Mareike Dietrich

Umringe + DOM + DGM 14.05.2014 Mareike Dietrich

Umringe + DOM + DGM LOD1 14.05.2014 Mareike Dietrich

Problem: Bäume über Gebäuden 14.05.2014 Mareike Dietrich

Modul 3D Pro (Firma M.O.S.S.) novaFACTORY 3D Pro Vordaten: DGM, DOM, Gebäudeumringe Semantik Rohdaten Produktionsdatenbank Nachbearbeitung Freigabedaten Vertriebsdatenbank ArcGIS® Server 2D + 3D GIS Objekte Metadaten novaFACTORY (2012) 14.05.2014 Mareike Dietrich

Stand der LOD Produktion in Niedersachsen 12.5.2014 14.05.2014 Mareike Dietrich

Datenformat für LoD nach AdV: Die City Geography Markup Language (CityGML) ist ein GML-Anwendungsschema zur Speicherung und zum Austausch von virtuellen 3D-Stadtmodellen. CityGML ist seit dem 13. August 2008 ein OGC-Standard. Das Dateiformat Shapefile ist ein von ESRI ursprünglich für ArcView ArcView entwickeltes Format für Geodaten. 14.05.2014 Mareike Dietrich

Datenformat für LoD nach AdV: COMING SOON: Die Normbasierte Austauschschnittstelle (kurz NAS) ist eine Datenschnittstelle zum Austausch von Geoinformationen, die im Rahmen der Modellierung der Geoinformationssysteme AFIS, ALKIS und ATKIS durch die Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) definiert wurde. Ab GeoInfoDok 7.0 sind 3D-Gebäudemodelle im AAA-Schema modelliert. zur Zeit: ABSTIMMUNGEN 14.05.2014 Mareike Dietrich

Erste Eindrücke mit niedersächsichen Daten: 14.05.2014 Mareike Dietrich

Erste Eindrücke mit niedersächsichen Daten: 14.05.2014 Mareike Dietrich

Ab April 2013 Abgabe von LoD 1 zur Ableitung der Hausumringe an ZSHH Zentrale Stelle Hauskoordinaten und Hausumringe des deutschen Liegenschaftskatasters (ZSHH): Ab April 2013 Abgabe von LoD 1 zur Ableitung der Hausumringe an ZSHH (nur die Länder, welche flächendeckend LoD1 vorliegen haben) Ab 1.4.2014 Abgabe von LoD 1an ZSHH für alle Länder jeweils zum 1.4. des jeweiligen Jahres Alles inklusive neuer Anforderungen an die Attributierung der Daten 14.05.2014 Mareike Dietrich

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Abfahrt in die 3. Dimension Mareike Dietrich mareike.dietrich@lgln.niedersachsen.de Telefon: 0511 / 64609-223 14.05.2014 Mareike Dietrich