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Generalisierung von 3D-Stadtmodellen

Bild Generalisierung von 3D-Stadtmodellen

Inhalt

Im Rahmen des vom BMBF finanzierten GDI-Grid-Projekts wird der Nutzen von Grid-Technologie für die Bereitstellung von Diensten zur Verarbeitung von Geodaten in Geodateninfrastrukturen (GDI) untersucht; die meisten derzeitigen GDI stellen die Daten lediglich zur Verfügung.

Einer der Dienste, die in diesem Bereich entwickelt werden, beschäftigt sich mit der Generalisierung von 3D-Stadtmodellen. Da diese Modelle oft zu groß (unvertretbare Anforderungen an Speichervolumen und Laufzeit)  und zu detailliert  (zu kleine Strukturen können zu Rechenfehlern führen) für viele Berechnungen sind, müssen sie auf das Wesentliche für die gegebene Anwendung in der geforderten Genauigkeit reduziert werden. Die Herausforderung in der automatischen Ableitung generalisierter Modelle aus detaillierteren Darstellungen liegt darin, dass das „Wesentliche“ sich zwischen verschiedenen Anwendungen sehr deutlich unterscheidet: So ist eine Spundwand etwa für das Szenario „Hochwassersimulation“ im GDI-Grid-Projekt ein zentrales Konzept, während sie im Szenario „Lärmsimulation“ weitestgehend überflüssig ist; für eine Schallschutzwand verhält es sich umgekehrt. An diesen Beispielen wird auch klar, dass ein System zur Generalisierung von Stadtmodellen kaum von vorneherein alle möglichen Objekttypen für alle Anwendungen als bekannt voraussetzen kann.

Deshalb muss es möglich sein, benutzerdefinierte Objektklassen und Generalisierungsmethoden einzuführen. Dies geschieht dadurch, dass das Stadtmodell durch eine Grammatik beschrieben wird, der Symbole und Regeln hinzugefügt werden können. Der Generalisierungsprozess wird durch eine Transformation des Modells in eine andere (weniger detaillierte) Darstellung beschrieben. Die Flexibilität bei der Wahl der Generalisierungsverfahren wird durch die Möglichkeit erreicht, benutzerdefinierte Transformationsregeln zu formulieren.

Generalisierung von Gebäudehöhen und Fassaden

Durch einen MIP Ansatz können Bedingungen, die zu Gruppierungen und damit zu Vereinfachungen von Gebäuden führen, formuliert werden. Dies wurde zum einen angewandt für die Vereinfachung von Fassadenstrukturen, aber auch für die Vereinfachung von 3D-Blockmodellen (LOD1). Wesentlicher Kerngedanke der Optimierungsansätze ist, dass sie zu einem global optimalen Ergebnis führen - entsprechend der eingeführten Vorgaben und Zwänge.

 

 Beispiel für die Generalisierung von LOD1-Gebäuden:Sukzessive Angleichung der Höhen der Gebäude

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