ForschungMobilität
Entwicklung einer Benutzeroberfläche zur manuellen Fassadenmodellierung mittels Grammatiken

Entwicklung einer Benutzeroberfläche zur manuellen Fassadenmodellierung mittels Grammatiken

Leitung:  Ripperda
Team:  Matthias Uden
Jahr:  2008
Laufzeit:  2008
Ist abgeschlossen:  ja

Heutzutage werden in der Geoinformatik und vielen anderen Disziplinen, wie beispielsweise der Architektur oder Stadtplanung, reichhaltige geometrische und semantische Informationen von Gebäuden benötigt. Mit diesen Informationen können 3D-Stadtmodelle erstellt werden, die in vielen Bereichen von Nutzen sind. Unter anderem wird die Navigation in der heutigen Gesellschaft zunehmend wichtiger. Bekannte Produkte wie Google Earth oder Microsoft Virtual Earth sind nur einige Beispiele, die demonstrieren, welch wichtige Stellung alle Arten von Geodaten heute einnehmen.

Eine möglichst flächendeckende und detailreiche Erfassung von 3D-Gebäudedaten ist dabei eine notwendige Grundlage. In der Vergangenheit wurden einfache Stadtmodelle mit Hilfe von Katasterdaten der Gebäude (Grundriss und Geschosszahl) als einfache „Klötzchenmodelle“ realisiert. Diese niedrige Detailstufe wird heutigen Ansprüchen nicht mehr gerecht und es ist deswegen gefordert, eine vielfältigere und genauere Darstellung zu erlangen. Da die Erfassung der 3D-Gebäudedaten sehr aufwändig ist, wird dabei ein hohes Maß an Automation angestrebt.

Die Fassaden sind eines der wichtigsten Elemente von Gebäuden. Ihre Struktur möglichst automatisch und detailliert zu erfassen, ist das Ziel der Fassadenmodellierung. Als ein nützliches und erfolgversprechendes Handwerkszeug zur automatischen Fassadenmodellierung hat sich die Nutzung von Grammatiken aus dem Bereich der theoretischen Informatik erwiesen. In dieser Bachelorarbeit wird eine gegebene Fassadengrammatik von Dipl.-Math. Nora Ripperda in dem oberflächenbasierten Programm FacadeModeler umgesetzt, um damit Fassaden manuell modellieren zu können. Damit werden anschließend in einem Nutzertest Erkenntnisse über die Grammatik gewonnen, um sie für den automatischen Einsatz zu verbessern.
 
Nach einem einleitenden Kapitel über die notwendigen Grundlagen im Bereich der Grammatiken und GUI-Programmierung werden drei verschiedene Ansätze zur automatischen Fassadenmodellierung vorgestellt. Einer der Ansätze beschreibt die Grammatik, die anschließend im FacadeModeler umgesetzt wird. Der Aufbau dieses Programms sowie der praktische Einsatz wird in der Arbeit im Detail vorgestellt.

Der anschließende Nutzertest wird schließlich ausgewertet und die Ergebnisse diskutiert. Dabei werden sowohl über die Fassadengrammatik als auch über das Programm nützliche Erkenntnisse gewonnen.
Heutzutage werden in der Geoinformatik und vielen anderen Disziplinen, wie beispielsweise der Architektur oder Stadtplanung, reichhaltige geometrische und semantische Informationen von Gebäuden benötigt. Mit diesen Informationen können 3D-Stadtmodelle erstellt werden, die in vielen Bereichen von Nutzen sind. Unter anderem wird die Navigation in der heutigen Gesellschaft zunehmend wichtiger. Bekannte Produkte wie Google Earth oder Microsoft Virtual Earth sind nur einige Beispiele, die demonstrieren, welch wichtige Stellung alle Arten von Geodaten heute einnehmen.

Eine möglichst flächendeckende und detailreiche Erfassung von 3D-Gebäudedaten ist dabei eine notwendige Grundlage. In der Vergangenheit wurden einfache Stadtmodelle mit Hilfe von Katasterdaten der Gebäude (Grundriss und Geschosszahl) als einfache „Klötzchenmodelle“ realisiert. Diese niedrige Detailstufe wird heutigen Ansprüchen nicht mehr gerecht und es ist deswegen gefordert, eine vielfältigere und genauere Darstellung zu erlangen. Da die Erfassung der 3D-Gebäudedaten sehr aufwändig ist, wird dabei ein hohes Maß an Automation angestrebt.

Die Fassaden sind eines der wichtigsten Elemente von Gebäuden. Ihre Struktur möglichst automatisch und detailliert zu erfassen, ist das Ziel der Fassadenmodellierung. Als ein nützliches und erfolgversprechendes Handwerkszeug zur automatischen Fassadenmodellierung hat sich die Nutzung von Grammatiken aus dem Bereich der theoretischen Informatik erwiesen. In dieser Bachelorarbeit wird eine gegebene Fassadengrammatik von Dipl.-Math. Nora Ripperda in dem oberflächenbasierten Programm FacadeModeler umgesetzt, um damit Fassaden manuell modellieren zu können. Damit werden anschließend in einem Nutzertest Erkenntnisse über die Grammatik gewonnen, um sie für den automatischen Einsatz zu verbessern.

Nach einem einleitenden Kapitel über die notwendigen Grundlagen im Bereich der Grammatiken und GUI-Programmierung werden drei verschiedene Ansätze zur automatischen Fassadenmodellierung vorgestellt. Einer der Ansätze beschreibt die Grammatik, die anschließend im FacadeModeler umgesetzt wird. Der Aufbau dieses Programms sowie der praktische Einsatz wird in der Arbeit im Detail vorgestellt.

Der anschließende Nutzertest wird schließlich ausgewertet und die Ergebnisse diskutiert. Dabei werden sowohl über die Fassadengrammatik als auch über das Programm nützliche Erkenntnisse gewonnen.