Transcript Folie 1
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
CityGML für die
3D-Navigation
Thomas H. Kolbe
i.V. Alexandra Stadler
Institut für Geodäsie und Geoinformation
Technische Universität Berlin
20.09.2007
Aktuelle Entwicklungsrichtung
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
Zunehmende Virtualisierung unserer
Umwelt
Semantische Modelle aller relevanten
Objekte des städtischen Raumes
Objekte können verschiedene räumliche
Repräsentationen haben
Raumbezug stellt das entscheidende
Bindeglied zwischen verschiedenen
Fachdisziplinen dar, da alle sich auf
den selben physikalischen Raum
beziehen
Initiativen
Inspire
EuroSDR
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Standards sind der Schlüssel
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
zur Integration von (3D-Geo)Daten unterschiedlicher Datenquellen
Datenquelle A
Datenquelle B
Applikation
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Was ist CityGML?
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
Technisches
Modelliert alle wesentlichen Bestandteile einer virtuellen Stadt
in ihrer Semantik, Geometrie, Topologie und Erscheinung
GML-Anwendungsschema, XML-basiert
Datenmodell und Austauschformat für virtuelle 3D Stadtmodelle
Geschichtliches
Entwickelt in der SIG3D NRW unter Federführung von
Prof. Thomas Kolbe (IGG TU Berlin)
Dr. Gerhard Gröger (IGG Uni Bonn)
Auf dem Weg zum internationalen Standard des Open Geospatial
Consortium (OGC)
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Beziehung zwischen Semantik und Geometrie
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Semantisches Objekt
z.B.: Gebäude
*
*
…
Zugehörige Geometrie
z.B.: Solid
…
Explizite Beziehung zwischen semantischen Objekten und deren
geometrischen Repräsentationen
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Gegenüberstellung: Semantik - Geometrie
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Am Beispiel eines Ausschnitts des CityGML-Gebäudemodells
Semantik
Geometrie
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KML vs. CityGML
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KML: Keine Semantik, nur (unstrukturierte) Geometrie
Semantik
Geometrie
CityGML: Komplexe Objekte mit strukturierter Geometrie
Semantik
Geometrie
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„Greifbarkeit“ der Semantik
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Geometrie weiß WAS sie WANN und WIE ist
Semantik weiß WO sie ist und welche Ausmaße sie hat
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Modellierung in mehreren Maßstabsbereichen
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LOD4: Innenräume
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Über die Objekt-TOPOLOGIE können Erreichbarkeitsgraphen
abgeleitet werden
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Was beinhaltet CityGML sonst noch?
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Gebäude
Wasserflächen
Vegetation
Verkehrsflächen
Straßenmöbel
Landnutzung
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Spezifikation der Verkehrsflächen
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Für jedes Segment:
Wozu, z.B.: Fahrbahn
Woraus, z.B.: Asphalt
Benutzung, z.B.: Auto
…
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CityGML-Modell der Verkehrsflächen
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Was leistet das Modell der Verkehrsflächen?
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LOD0: Netzwerk
LOD1-4: explizite
(flächenhafte) Geometrie
Routenberechnungen
Hochwertige Darstellung
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Was beinhaltet CityGML sonst noch?
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
Gebäude
Wasserflächen
Vegetation
Verkehrsflächen
Straßenmöbel
Landnutzung
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Straßenmöbel
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Application Domain Extensions (ADE)
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= spezifische Anwendungsschemata (z.B.: Lärm)
Erweiterung des existierenden CityGML-Schemas um:
Zusätzliche Klassen
Zusätzliche Attribute
Zusätzliche Relationen
Designentscheidungen:
Muss valides CityGML bleiben
Achtung: „pure" CityGML-Reader überlesen ADE
(unbekannter Namensraum)
Fixes XML-Anwendungsschema für jede spezifische Anwendung
Kann zum Validieren der XML-Files verwendet werden
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Appearance (Erscheinung)
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Explizite Texturkoordinaten
Georeferenzierte Texturen
Projektive Texturen
Material
Mehrere Erscheinungsformen pro Objekt (~Thematik)
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Externe Referenzen
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Objekte können Verweise auf korrespondierende Abbildungen in
externen Datenquellen besitzen, z.B.:
Gebäude: Link zum Kataster, Info über Eigentümer
Tür: Link zu Facility Management Systemen
Antenne: Link zu Telekommunikationsdatenbanken
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Städte, die auf CityGML vertrauen…
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3D-Stadtmodelle, die auf CityGML basieren
Berlin
Dresden
Stuttgart
Bonn
Köln
Frankfurt/Main
…
Ganz NRW in LOD1
Geplant für
Karlsruhe
…
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Implementierung
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
Wahrnehmung von CityGML hat im letzten Jahr international stark
zugenommen (insbes. in den USA)
Gespräche mit Web 3D Consortium, CTO GoogleEarth, International
Alliance for Interoperability (IFC-Standard)
Auswahl an Implementierungen
Oracle 11G Spatial
Bentley Microstation, Onuma Planning System (CAAD)
Snowflake Software, lat/lon (Web Feature Service)
CPA SupportGIS (3D GIS-System)
© T-Mobile
Feature Manipulation Engine (FME)
T-Mobile
Rheinmetall
© Rheinmetall Defence Electronics
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Viewer
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LandXPlorer (C++)
3D Geo, Potsdam
Aristoteles 3D-Viewer (Java)
IGG, Uni Bonn
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Umwandlung…
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CityGML FME (con terra)
IFC CityGML (Forschungszentrum Karlsruhe)
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Anwendungsbeispiel 1: Lärmkartierung
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CityGML bildet die Grundlage für die Berechnung der
Lärmimmissionskarten in Nordrhein-Westfalen
Hintergrund: EU-Richtlinie zur Minderung von Umgebungslärm
Kooperationsprojekt von TU Berlin, Uni Bonn, Land NRW und Firmen
Bereitstellung und Austausch aller Daten ausschließlich über CityGML und
entsprechende Web Services (WFS, WCS, WMS):
8,4 Millionen 3D-Gebäude in LOD1
3D-Straßennetz NRW in LOD0 (auf Basis von OKSTRA, ATKIS & DGM5),
Erweiterung um lärmsimulationsrelevante Eigenschaften
3D-Schienennetz NRW in LOD0 (auf Basis von ATKIS, DGM5)
3D-Schallschirme in LOD1
DGM5 (Verwendung im 10m Raster)
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Anwendungsbeispiel 1: Lärmkartierung
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Lärmausbreitungssimulation
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3D-Geodaten in CityGML
für die Berechnung der
Lärmimmisionskarte
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Lärmimmissionskarten
für die Meldung an die EU
(über WMS-Dienst)
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Anwendungsbeispiel 2: Homeland Security
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
Testbed OWS-4 des Open Geospatial Consortiums
Laufzeit 6/2006-12/2006
Szenario:
Explosion einer „Dirty Bomb“ im Hafen von New York
Aufgabe: Unterstützung des Planungsstabes bei der Einrichtung
eines Notfallkrankenhauses
Finden eines geeigneten Ortes
Identifikation eines geeigneten Gebäudes (Gesamtgröße, Maße der
Räume, Klimatisierung für Dekontamination usw.)
Thematische Abfragen & visuelle Inspektion
Kopplung verschiedener Web Services und Client-Anwendungen,
Datenformate: CityGML und IFC
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Anwendungsbeispiel 2: Homeland Security
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
http://www.opengeospatial.org/pub/www/ows4/index.html
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OGC-Netzwerk: Kommentar zu CityGML
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
http://www.ogcnetwork.net/
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Fazit: Nutzen für die 3D-Navigation
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Gebäudemodell inkl.
Innenraummodellierung
Adressierung
Modellierung der Verkehrsflächen
und Straßenmöbel
Beschriftung aus Semantik
Vorhandene Daten
Beidseitiges Austauschformat
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Danke…
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
Eins würd‘ uns noch brennend interessieren:
Was denken SIE darüber?
KONTAKT
Prof. Dr. Thomas H. Kolbe, Alexandra Stadler
{ kolbe | stadler } @ igg.tu-berlin.de
Institut für Geodäsie und Geoinformation
Technische Universität Berlin
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Feedback
Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik
Schnittstelle zu GDF?
Kann für Navigation nur Austauschformat sein (Dateigröße)
Quasi-Standard und größtes Know-How war Grund für Frankfurt
Gleichgewicht zwischen Geometrie und Semantik?
Nicht proprietär, nicht nur Visualisierung
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