Entwicklung mobiler Geodienste Martin Breunig 1, Rainer Malaka 2, Wolfgang Reinhardt 3, Joachim Wiesel 4 1 Forschungszentrum für Geoinformatik und Fernerkundung.

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1 Entwicklung mobiler Geodienste Martin Breunig 1, Rainer Malaka 2, Wolfgang Reinhardt 3, Joachim Wiesel 4 1 Forschungszentrum für Geoinformatik und Fernerkundung (FZG) Hochschule Vechta email: MBreunig@fzg.uni-vechta.de 2 European Media Laboratory GmbH Heidelberg email: Rainer.Malaka@eml.villa-bosch.de 3 Arbeitsgemeinschaft Geoinformationssysteme (AGIS) Universität der Bundeswehr München email: Wolfgang.Reinhardt@UniBW-Muenchen.de 4 Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF) Universität Karlsruhe email: Wiesel@ipf.uni-karlsruhe.de © Breunig, FZG Vechta

2 Verbundprojekt „Weiterentwicklung von Geodiensten“ http://www.geoservices.fzg.uni-vechta.de im Sonderprogramm „Geotechnologien“ (BMBF/DFG) http://www.geotechnologien.de © Breunig, FZG Vechta

3 Ausgangslage Neue Möglichkeiten für die Geowissenschaften Verbindung des Internets mit mobilen Kommunikationstechnologien Ortsunabhängige Zugriffe auf verteilt erhobene und verwaltete Geodatenbestände.  schnellere Verfügbarkeit und steigende Qualität von Informationen über unsere Umwelt.  Neuartige Geodienste sollen von stationären und mobilen Anwendern genutzt werden können. © Breunig, FZG Vechta

4 Erfassung Verwaltungmehrdimensionaler Geodaten (insbes. 3D/4D) Visualisierungfür neuartige Geodienste mit mobilen Klienten. Analyse © Breunig, FZG Vechta Von zentralem Interesse für das Verbundprojekt

5 Entwicklung eines Gesamtkonzepts für die Erfassung, Verwaltung, Nutzung und Visualisierung von Geodaten für moderne mobile Geodienste. Realisierbarkeit und Akzeptanz in den Geowissenschaften anhand von Komponenten eines Prototypsystems zeigen. Evaluation anhand einer konkreten Anwendung (aus der Ing.geologie)  Nutzen für die Geowissenschaften muss erkennbar sein! z.B. Kosteneinsparung bei der Datenerfassung, schneller Zugriff auf Geodaten, neuartige Visualisierung auf mobilem Endgerät © Breunig, FZG Vechta Ziele

6 Systemarchitektur Kommunikationsinfrastruktur 3D/4D GeoDB-Dienste DB andere Geodienste GeoDB Schicht Implementationsschicht Service-Interface Schicht mobile Applikationen WWW BrowserClient AppletsKomponenten © Breunig, FZG Vechta

7 Entwicklung von Komponenten-Software für den internetbasierten Zugriff auf Geodatenbank-Dienste Martin Breunig, Wolfgang Bär, Andreas Thomsen Forschungszentrum für Geoinformatik und Fernerkundung (FZG) Hochschule Vechta email: (mbreunig, wbaer, athomsen)@fzg.uni-vechta.de © Breunig, FZG Vechta Hochschule Vechta Teilprojekt I

8 Kommunikationsinfrastruktur Karlsruhe Heidelberg München Komponenten für mobile GIS 3D-Augmented-Reality- Komponente Sichtbarmachung geologischer Strukturen, Planungsvorhaben, Leitungen im Untergrund Geodatenbank-Dienste für den raum-zeitlichen Zugriff DB andere Geo-Dienste GeoDB Schicht Implementationsschicht Service-Interface Schicht Datenbank-Komponente für service-orientiertes 3D/4D-GIS Vechta stand. Interfaces für Geodienste Erfassung, Aktualisierung, Nutzung, Analyse und Visualisierung von 3D/4D-Geodaten © Breunig, FZG Vechta

9 Ziele des Teilprojektes Eckpunkte: Entwicklung von Datenbank-Komponenten für ein serviceorientiertes 3D/4D Geoinformationssystem. Servicearchitektur (layerbasiert, verkettbar) Zugriff auf das Geodatenbanksystem erfolgt nur über Services Spezifikation eines Datenbanksystem unabhängigen 3D/4D Geodatenbank-Service-Framework Prototypische Umsetzung © Breunig, FZG Vechta Asynchrone Serviceverarbeitung

10 Die ersten Schritte... Tests mit objekt-relationalen bzw. objektorientierten Datenbanksystemen bzgl. der Verwaltung von 3D-Geodaten: - IBM DB2 - Objectivity/DB Entwicklung eines geeigneten geom. 3D/4D-Datenmodells und Integration in ein ausgewähltes Datenbanksystem Tests mit räumlichen Zugriffsmethoden (Octree, R*-Baum) © Breunig, FZG Vechta

11 Teilprojekt II „Mobiles Erfassungssystem“ Wolfgang Reinhardt Arbeitsgemeinschaft GIS (AGIS) Universität der Bundeswehr München Werner-Heisenberg-Weg 39 D-85577 Neubiberg Tel.: (+49 89) 6004 - 2450 wolfgang.reinhardt@UniBW-Muenchen.de http://agis.bauv.unibw-muenchen.de/ Rainer Malaka European Media Laboratory GmbH Villa Bosch Schloss-Wolfsbrunnenweg 33 D-69118 Heidelberg Tel.: (+49 6221) 533 - 206 Rainer.Malaka@eml.org http://www.eml.org/

12 Kommunikationsinfrastruktur Karlsruhe Heidelberg München Komponenten für mobile GIS 3D-Augmented-Reality- Komponente Sichtbarmachung geologischer Strukturen, Planungsvorhaben, Leitungen im Untergrund Geodatenbank-Dienste für den raum-zeitlichen Zugriff DB andere Geo-Dienste GeoDB Schicht Implementationsschicht Service-Interface Schicht Datenbank-Komponente für service-orientiertes 3D/4D-GIS Vechta stand. Interfaces für Geodienste Erfassung, Aktualisierung, Nutzung, Analyse und Visualisierung von 3D/4D-Geodaten © Breunig, FZG Vechta

13 zAnwendungsszenarien zArchitektur yKommunikation ySchnittstellen yTransaktionskonzept zDatenerfassung / - visualisierung yIntegration der Erfassungsgeräte yAufbereitung erfaßter Daten zQualitätssicherung Arbeitsbereiche

14 Verfügbare Technologien

15 Beispielgeräte

16 Teilprojekt III „Augmented Reality GIS Client“ Joachim Wiesel Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF) Universität Karlsruhe Englerstraße 7 D-76131 Karlsruhe Tel.: (+49 721) 608 - 2316 email: wiesel@ipf.uni-karlsruhe.de http://www.ipf.uni-karlsruhe.de/

17 Kommunikationsinfrastruktur Karlsruhe Heidelberg München Komponenten für mobile GIS 3D-Augmented-Reality- Komponente Sichtbarmachung geologischer Strukturen, Planungsvorhaben, Leitungen im Untergrund Geodatenbank-Dienste für den raum-zeitlichen Zugriff DB andere Geo-Dienste GeoDB Schicht Implementationsschicht Service-Interface Schicht Datenbank-Komponente für service-orientiertes 3D/4D-GIS Vechta stand. Interfaces für Geodienste Erfassung, Aktualisierung, Nutzung, Analyse und Visualisierung von 3D/4D-Geodaten © Breunig, FZG Vechta

18 Definition eines AR-Systems zErweiterung der realen Welt mit virtuellen Objekten ( alle Sinne!! ) zInteraktiv und in Echtzeit zÜberlagerung in 3D

19 Ziele zErfassung von (großen) 3D-Objekten in einer natürlichen Umgebung yOrientierung im Freifeld yOnline Zugriff auf die 3D-Geodatenbank im Projekt yÜberlagerung von DB-Inhalten auf die natürliche Szene (Geometrie- als auch Sachdaten) y3D-Messung

20 Einsatzgebiet Ingenieurgeologie/Katastrophenmanagement

21 Projective Displays

22 Ausblick - Gesamtprojekt Laufzeit des Verbundprojektes zunächst bis September 2005 Definition eines GML Profils für den Datenaustausch Definition von Schnittstellen Herausarbeitung eines Anforderungskataloges für die Ingenieurgeologische Anwendung Kommende gemeinsame Aufgaben:

23 Ausblick - Teilprojekt Vechta Implementierung des Prototypen des 3D/4D Geodatenbank-Service-Kerns Weiterentwicklung des 3D/4D Objektmodells (Geometrie und Topologie) Definition der Datenbankoperationen im 2D/3D/4D und der Projektionsoperationen von 3D Objekten auf Ebenen im 3D