Mareike Dietrich

3D-Gebäudemodelle

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AdV-Beschluss 121/10:

Digitale Oberflächenmodelle

Die Erfassung, die Modellierung und der Nachweis der Gebäude für die geotopographische Landesaufnahme und die Führung des Liegenschaftskatasters ist eine Kernaufgabe des Amtlichen deutschen Vermessungswesens.

Dazu gehört auch die dritte Dimension.

14.05.2014

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AdV-Beschluss 121/10:

Zielstellung

Die AdV strebt an, dazu 3D-Gebäudemodelle bereitzustellen. Der Aufbau von 3DGebäudemodellen kann in zwei Realisierungsstufen erfolgen:

1. Realisierungsstufe LoD1 (Blockmodell bzw. Klötzchenmodell)

Es wird angestrebt, LoD1 ab 2013 bundesweit einheitlich bereitzustellen.

2. Realisierungsstufe LoD2 (Blockmodell bzw. Klötzchenmodell mit Standarddachformen).

Es ist wünschenswert, dass in den Ländern mittelfristig LoD2 bereit stehen. Eine terminliche Präzisierung für die bundesweite Verfügbarkeit erfolgt von 2013 an.

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Level of Detail: (Detaillierungsgrad)

Bezeichnung für die verschiedenen Detailstufen bei der Darstellung virtueller Welten

kurz: (0-4)

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LoD0: Regionalmodell Überlagerung von

Digitales Geländemodell

(DGM)

Textur Orthophoto oder Topografischer Karte

+

LoD0

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Definition nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle(Stand: 24.10.2012 Version 1.1)

Ein 3D-Gebäudemodell ist ein digitales, numerisches Oberflächenmodell der Erdoberfläche, reduziert auf die in ALKIS definierten Objektbereiche Gebäude und Bauwerke (Definition nach ALKIS-OK). Unterirdische Gebäude und Bauwerke werden nicht berücksichtigt.

Das 3D-Gebäudemodell ist eine Erweiterung des Datensatzes der Hausumringe um die dritte Dimension.

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Hausumringe mit Höheninformation

ALKIS-Umring

LoD 1: Klötzchenmodell

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LoD1: Klötzchenmodell

Grundlage: Gebäudeumring aus der Liegenschaftskarte

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Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle(Stand: 24.10.2012 Version 1.1)

LoD (Level of Detail) 1:• Der Gebäudegrundriss wird grundsätzlich der amtlichen digitalen

Liegenschaftskarte entnommen.

• Die Gebäudedarstellung erfolgt als „Klötzchen“. Alle Gebäude werden mit einem Flachdach dargestellt.

• Die Lagegenauigkeit entspricht der des zugrunde liegenden Gebäudegrundrisses.

• Die Höhengenauigkeit beträgt größtenteils 5 m. Grobe Abweichungen sind in Einzelfällen bei komplexen Dachformen möglich.

• Gemeinsam genutzte Geometrien werden redundant geführt.

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Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle(Stand: 24.10.2012 Version 1.1)

LoD (Level of Detail) 1: Inhalt eines GebäudedatensatzesNeben der Geometriebeschreibung des Körpers umfasst der Datensatz eines Gebäudes folgende Attribute:

• Die Höhe des Gebäudes ist die Differenz in Metern zwischen dem höchsten Bezugspunkt und dem tiefsten Bezugspunkt des Gebäudes.

• Objektidentifikator• Gebäudefunktion• Qualitätsangaben (s. Metadaten)• Amtlicher Gemeindeschlüssel

•Wenn geführt:• Anzahl der Geschosse• Lagebezeichnung• Name

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Bezugspunkt Dach ?

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Ergänzung Dachform

ALKIS-Umring

LoD 2: Strukturmodell

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LoD2: Strukturmodell

Klötzchenmodell + standardisierte Dachformen

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Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle(Stand: 24.10.2012 Version 1.1)

LoD (Level of Detail) 2:• Der Gebäudegrundriss wird grundsätzlich der amtlichen digitalen

Liegenschaftskarte entnommen.

• Den Gebäuden werden standardisierte Dachformen zugeordnet und entsprechend dem tatsächlichen Firstverlauf ausgerichtet.

• Die Lagegenauigkeit entspricht der des zugrunde liegenden Gebäudegrundrisses.

• Die Höhengenauigkeit beträgt größtenteils 1 m. Grobe Abweichungen sind in Einzelfällen bei komplexen Dachformen möglich.

• Gemeinsam genutzte Geometrien werden redundant geführt.

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Qualität nach AdV-Produktstandard für 3D-Gebäudemodelle(Stand: 24.10.2012 Version 1.1)

LoD (Level of Detail) 2: Inhalt eines GebäudedatensatzesDer Datensatz eines Gebäudes besteht neben der Geometriebeschreibung des Körperobjektes oder eines Flächenaggregates aus den folgenden Attributen:

• Objektidentifikator• Gebäudefunktion• Qualitätsangaben (s. Metadaten)• Amtlicher Gemeindeschlüssel

Wenn geführt:• generalisierte Dachform (entsprechend Enumeration in

GeoInfoDok)• Anzahl der Geschosse• Lagebezeichnung• Name

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LoD3: Architekturmodell

Brandenburger Tor

Hamburger Rathaus

Reichstag

Roland in Bremen

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LoD4: Innenraummodell

xxx

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Der Weg zum LoD:

DGM Hausumringe DOM

(aus Matchingdaten)

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3D-Messdaten

Digitales Geländemodell (DGM)

... sind originäre, unregelmäßig verteilte Messpunkte und/oder linien- oder flächenhafte Strukturen der topographischen Situation

Digitales Oberflächenmodell (DOM)

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Nds: noch „DGM5“ =

BKG: DGM10 (AdV)

Inzwischen Rasterweite [m] im Namen

Inzwischen Rasterweite [m] im Namen

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Matching mittels Digitaler Bildkorrelation

• to match (engl.) = zusammenpassen, vergleichen• Verschiebung eines Fensters• Suche nach einem möglichst ähnlichen Bildausschnitt im

anderen Bild • Ähnlichkeit = Grad der Korrelation der Grauwerte

Quelle: Photogrammetrie II –Skript, Maas

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Matching-Daten aus digitaler Bildkorrelation

3D-Punktwolke der (sichtbaren) Oberfläche (inkl. Vegetation und Gebäude)

vollautomatische Ableitung aus Orientierten Luftbildern

Genauigkeit Höhe: ca. 30 cm (+ Offset?)

-> Ableitung DOM möglich-> Sprachgebrauch: bDOM (bildbasiertes DOM)

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06.11.2013 23

Matching–Punktwolke mit Farbkodierung

24

2010: nur eingeschränkt nutzbar! (Überdeckung nur 60/30)

-> mit Bilddaten 2013 neu

2011: vollständig(von 1 - 4

Pkt/m²)

2012: vollständig(4 Pkt/m²)

(80% Längsüberdeckung)(80% Längsüberdeckung)

Digitale Bildkorrelation - Verfügbarkeit Matching-Daten

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Laserscanning Last Pulse (Bodenpunkte)

Laserscanning First Pulse (Hochpunkte)

Digitale Bildkorrelation

Entstehung von 3D-Messdaten Digitale Bildkorrelation vs. Airborne-Laserscanning

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Umringe

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Umringe + DOM

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Umringe + DOM + DGM

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Umringe + DOM + DGM LOD1

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Problem: Bäume über Gebäuden

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Mareike Dietrich 31novaFACTORY (2012)

Modul 3D Pro (Firma M.O.S.S.)

Vordaten:DGM, DOM,

Gebäudeumringe

Rohdaten

Produktionsdatenbank

Freigabedaten

VertriebsdatenbankArcGIS® Server

2D + 3D GIS ObjekteMetadaten

VertriebsdatenbankArcGIS® Server

2D + 3D GIS ObjekteMetadaten

novaFACTORY 3D Pro

Nachbearbeitung

Semantik

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Stand der LOD Produktion in Niedersachsen 12.5.2014

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Datenformat für LoD nach AdV:Die City Geography Markup Language (CityGML) ist ein GML-Anwendungsschema zur Speicherung und zum Austausch von virtuellen 3D-Stadtmodellen. CityGML ist seit dem 13. August 2008 ein OGC-Standard.

Das Dateiformat Shapefile ist ein von ESRI ursprünglich für ArcView ArcView entwickeltes Format für Geodaten.

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Datenformat für LoD nach AdV:

Die Normbasierte Austauschschnittstelle (kurz NAS) ist eine Datenschnittstelle zum Austausch von Geoinformationen, die im Rahmen der Modellierung der Geoinformationssysteme AFIS, ALKIS und ATKIS durch die Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) definiert wurde.

Ab GeoInfoDok 7.0 sind 3D-Gebäudemodelle im AAA-Schema modelliert.

COMING SOON:

zur Zeit: ABSTIMMUNGEN

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Erste Eindrücke mit niedersächsichen Daten:

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Erste Eindrücke mit niedersächsichen Daten:

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Zentrale Stelle Hauskoordinaten und Hausumringe des deutschen Liegenschaftskatasters (ZSHH):

• Ab April 2013 Abgabe von LoD 1 zur Ableitung der Hausumringe an ZSHH

(nur die Länder, welche flächendeckend LoD1 vorliegen haben)

• Ab 1.4.2014 Abgabe von LoD 1an ZSHH für alle Länder jeweils zum 1.4. des jeweiligen Jahres

Alles inklusive neuer Anforderungen an die Attributierung der Daten

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Mareike Dietrich

mareike.dietrich@lgln.niedersachsen.deTelefon: 0511 / 64609-223

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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