Datenaustausch und Interoperabilität Geometrische und topologische 3D Modellierung mit ISO Spatial Schema(19107) 27.05.2004 Christian Fleischer

Inhaltsverzeichnis Aufgaben der ISO(International Organization for Standardization) 19107 Modellierung der Geometrie Primitive Complex Aggregation Modellierung der Topologie DirectedTopo Beziehungen zwischen Geometrie und Topologie ALKIS 27.05.2004 Christian Fleischer

Aufgabe Begriffliches Schema für die Beschreibung der räumlich charakterisierenden geographischen Merkmale bereitzustellen Erfolgt mit Hilfe von Vektordaten 27.05.2004 Christian Fleischer

Allgemeines Dieser internatonale Standard verwendet UML(Unified Modeling Language) (siehe GIS I) Modelle um die begrifflichen Schemen zu beschreiben Einteilung in Kriterien: Ebene der Datenkomplexität Dimensionen 27.05.2004 Christian Fleischer

Ebene der Datenkomplexität geometrische primitives geometrische complexes topologische primitives topologische complexes mit geometrischen Beziehungen 27.05.2004 Christian Fleischer

Dimensionen 0-dimensionale Objekte 0- und 1-dimensionale Objekte 27.05.2004 Christian Fleischer

Allgemeines Die Modellierung von 3D Objekten erfolgt mit Hilfe von umschließenden Begrenzungsflächen (Boundary Representation) GIS III, 10. Vorlesung 27.05.2004 Christian Fleischer

Modellierung der Geometrie Die Dimensionen der verschiedenen Objekt Punkte(0-dimensionale Objekte) Linien(1-dimensionale Objekte) Flächen(2-dimensionale Objekte) Körper(3-dimensionale Objekte) Objektkoordinaten sind im dreidimensionalen Raum angegeben die Dimension des Objektes ist < der Dimension des Raumes 27.05.2004 Christian Fleischer

Aufbau der Geometrie Das geometrische Objekt(GM_Objekt) ist die Oberklassen, bei der Modellierung wird nach der Komplexität unterschieden Primitive Complex Aggregation GM_Objekt GM_Primitive GM_Complex GM_Aggregation Michael Haas 27.05.2004 Christian Fleischer

GM_Primitive Elemente des Raumes werden hier durch einzelne oder zusammenhängende einfache geometrische Objekte dargestellt Es gibt eine große Anzahl von Paketen mit denen Primitive dargestellt werden Primitive werden immer durch ein boundary (Begrenzungsfläche) einer niedrigen Dimension begrenzt GM_Primitive GM_Point GM_Curve GM_Surface GM_Solid ISO/DIS 19107 27.05.2004 Christian Fleischer

GM_Complex Elemente des Raumes werden hier durch komplexe Objekte dargestellt Diese bestehen aus einer strukturierten Menge von Primitiven Spezielle Form des GM_Complex ist ein Composite(orientiert) <<Type>> GM_Complex <<Type>> GM_Primitive +Element 1..n +Komplex 0..n K O M P L E X 0..n <<Type>> GM_Composite ISO/DIS 19107 27.05.2004 Christian Fleischer

GM_Aggregate Elemente des Raumes werden hier auch durch komplexe Objekte dargestellt Diese bestehen aus einer unstrukturierten Menge von gleichartigen Primitiven Die Primitive können sich überlappen GM_Aggregate GM_MultiPrimitive GM_MultiPoint GM_MultiCurve GM_MultiSurface GM_MultiSolid 27.05.2004 ISO/DIS 19107 Christian Fleischer

Beispiele zur Geometrie Primitive GM_Solid Complex GM_Cylinder GM_Sphere Aggregate GM_MultiCurve 27.05.2004 Christian Fleischer

Modellierung der Topologie Die Topologie wird unabhängig von der Geometrie modelliert Sie kann einzeln existieren Für die Darstellung der Topologie verweist sie auf die Geometrie 27.05.2004 Christian Fleischer

Aufbau der Topologie Das topologische Objekt(TP_Object) ist Oberklasse, sie besitzt zwei Unterklassen, die TP_Primitive und TP_Complex <<Interface>> TP_Object <<Type>> TP_Primitive <<Type>> TP_Complex ISO/DIS 19107 27.05.2004 Christian Fleischer

TP_Primitive Sind die nicht zerlegten Elemente von den TP_Complex Oft werden sie verwendet um lokale topologische Strukturen zu beschreiben Oder sie entsprechen einem GM_Primitive der gleichen Dimension TP_Primitive TP_Node TP_Edge TP_Face TP_Solid ISO/DIS 19107 27.05.2004 Christian Fleischer

TP_DirectedTopo Sie sind eine spezielle Darstellung der TP_Primitive Der Unterschied ist, dass sie orientiert sind, d.h. es gibt einen positiven und negativen Orientierungswert Bei positiven Wert entspricht das TP_DirectedTopo dem TP_Primitive Jedes Boundary ist nur einem TP_Objekt zugeordnet TP_DirectedTopo TP_DirectedNode TP_DirectedEdge TP_DirectedFace TP_DirectedSolid ISO/DIS 19107 27.05.2004 Christian Fleischer

Zusammenhang Primitive und DirectedTopo <<Type>> TP_Node 2 1 Center +topo +proxy <<Type>> TP_DirectedNode +boundary 2 +primitive 0..n Boundary 1 2 Center +topo +proxy <<Type>> TP_Edge <<Type>> TP_DirectedEdge 1..n +boundary +primitive 0..n Boundary 1 2 Center +topo +proxy <<Type>> TP_Face <<Type>> TP_DirectedFace Boundary 1..n +boundary +primitive 0..2 1 2 Center +topo +proxy <<Type>> TP_Solid <<Type>> TP_DirectedSolid ISO/DIS 19107 27.05.2004 Christian Fleischer

TP_Complex Die Darstellung der Topologie erfolgt durch komplexe Objekte Diese bestehen aus einer strukturierten Menge von Primitiven Die direkte Position wird durch ein geometrisches Element(GM_Complex) realisiert 1..n +Element +Komplex Komplex <<Type>> TP_Primitive <<Type>> TP_Complex 0..n 27.05.2004 Christian Fleischer

Beispiele zu Topologie Primitive TP_Solid DirectedTopo TP_Solid TP_DirectedFace Complex TP_Node TP_Edge TP_Face 27.05.2004 Christian Fleischer

Beziehungen zwischen Topologie und Geometrie <<Interface>> TP_Object <<Type>> TP_Primitive <<Type>> TP_Complex 1..n +Element +Komplex Komplex 0..n <<Type>> GM_Primitive 0..n 0..1 Realisierung {geometry.complex -> includesAll complex.geometry} <<Type>> GM_Complex 0..1 Realisierung 0..n 1..n +Element +Komplex Komplex 0..n ISO/DIS 19107 <<Type>> GM_Object 27.05.2004 Christian Fleischer

Zusammenhänge und Unterschiede Parallelen zwischen der Primitive und Complex der Topologie und der Geometrie Bei der Topologie können die Primitive nicht ohne die Complex existieren Die Topologie ist unabhängig vom verwendeten Referenzsystem 27.05.2004 Christian Fleischer

ALKIS Das hier verwendete Prinzip liegt der „simple topology“ zugrunde Hier werden Objekte bereitgestellt, die topologische Eigenschaften durch geometrische Eigenschaften ausdrückt GM_- und TP_Objekte werden zusammen gelegt 27.05.2004 Christian Fleischer

Schaubild zu ALKIS Komplex Komplex <<Type>> TP_Primitive TP_Complex +Element +Komplex 0..n 1..n 1..n <<Type>> TS_Primitive TS_Complex TS_Objekt 0..n <<Type>> GM_Primitive +Element +Komplex <<Type>> GM_Complex 0..n 1..n 0..n Komplex 27.05.2004 Christian Fleischer

Literatur www.opengis.com www.igd.fhg.de/~jhaist/sdb_2003/script/V2spatail_data www.ikg.uni-Bonn.de/Lehre/Geoinfo/GIS_iv_SS03/Vortraege/3_05_15_Hass www.ikg.uni-Bonn.de/Lehre/Geoinfo/GIS_iv_SS03/Vortraege/Wirth www.adv-online.de/veroeffentlichungen/AFIS-ALKIS/dokumente/geoinfodok-V20 Raumbezogene Datentypen in SQL/MM Spatial und verwandten Standards von Frank Anderegg (Informatik-Seminar WS2001/2002) GIS III, 10. Vorlesung, WS2003/2004 27.05.2004 Christian Fleischer

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