Zur dreidimensionalen Modellierung von Geodaten

Zur dreidimensionalen Modellierung von Geodaten

von Lothar Koppers

Dreidimensionale Geodatenmodelle aus GIS, insbesondere 3D-Stadtmodelle gewinnen in Simulation, Planung und Analyse und für andere Zwecke mehr und mehr an Bedeutung. Üblicherweise werden zur Erstellung von 3D-Stadtmodellen photogrammetrische Verfahren verwendet. Dazu sind hohe Sachkenntnis in der Luftbildphotogrammetrie und in der Regel kostenintensive und komplexe Spezialsoftware notwendig, so dass sich der Einsatz dieser Verfahren nur bei großflächigen Anwendungen rechnet.

Für kleinräumige Vorhaben, wie sie in Bereichen der Flurbereinigung, Dorferneuerung und Stadtsanierung vorkommen, sind terrestrische Verfahren zu bevorzugen. Diese basieren in der Regel auf CAD-Methoden und sind dementsprechend komplex. Im Gegensatz dazu werden in dieser Arbeit terrestrische Ansätze entwickelt, mit denen Stadtmodelle auf einfache Art und Weise erstellt werden können.

Dabei spielen vorhandene Datenquellen aus GIS und Rahmenbedingungen, wie sie aus Bebau- ungsplänen ablesbar sind, eine erhebliche Rolle. Sie sind Grundlage für die Parametrisierung allgemeiner Objektmodelle für die Objektarten Baum und Gebäude, mit deren Hilfe vorhandene Daten umstrukturiert und noch fehlende Daten erfasst werden. Die Exemplarparameter für die Objektarten sind auch für Laien leicht zu bestimmen.
Eine gewichtige Rolle bei der realitätsnahen Darstellung und Feinmodellierung dreidimensionaler Geoobjekte spielt die Texturierung. In diesem Bereich sind sowohl die Luftbildphotogrammetrischen, als auch die CAD Verfahren, mit Schwächen behaftet. Hier bietet das entwickelte Verfahren mittels Zugriff auf Texturbibliotheken und deren Integration in das Objektmodell Ansätze.

Schließlich erfolgt die Umsetzung der gefundenen Objektmodelle in XML. Die Objektmodelle werden in VRML und Java3D implementiert und bilden so die Grundlage für eine Stadtmodell-Beschreibungssprache (UrbanML).