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

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

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

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. 320.000 Gebäude 6 bis 12 Monate Fortführungsturnus Stufe 1 Uni Bonn - IKG - GIS IV - Jörg Schmittwilken

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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