Was ist neu in CityGML 1.1? - 3D-Stadtmodelle
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<strong>Was</strong> <strong>ist</strong> <strong>neu</strong> <strong>in</strong> <strong>CityGML</strong> <strong>1.1</strong>?<br />
PD Dr. Gerhard Gröger<br />
Institut für Geodäsie und Geo<strong>in</strong>formation<br />
Universität Bonn<br />
Workshop „<strong>3D</strong>-<strong>Stadtmodelle</strong>“<br />
9. 11. 2010, Universitätsclub Bonn
E<strong>in</strong>leitung I/II<br />
• <strong>CityGML</strong>: semantische, mehrskalige <strong>3D</strong>-<strong>Stadtmodelle</strong><br />
• <strong>in</strong>ternationaler Standard des OGC (Open Geospatial<br />
Consortium)<br />
• entwickelt von der SIG <strong>3D</strong> (Special Interest Group <strong>3D</strong>)<br />
der GDI-DE<br />
• aktuelle <strong>CityGML</strong> Version 1.0: seit zwei Jahren im<br />
<strong>in</strong>ternationalen Praxise<strong>in</strong>satz (vgl. Vortrag von Claus<br />
Nagel)<br />
• Ergänzungsbedarf<br />
<strong>Was</strong> <strong>ist</strong> <strong>neu</strong> <strong>in</strong> <strong>CityGML</strong> <strong>1.1</strong>? WS „<strong>3D</strong> <strong>Stadtmodelle</strong>“ 9.11.2010<br />
G. Gröger<br />
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E<strong>in</strong>leitung II/II<br />
• OGC-Verfahren zur Ergänzung/Änderung von <strong>CityGML</strong>:<br />
1. E<strong>in</strong>reichung von „Change Requests“<br />
2. Diskussion/Weiterentwicklung <strong>in</strong> <strong>CityGML</strong> SWG<br />
(Standards Work<strong>in</strong>g Group) des OGC<br />
3. Entscheidung der stimmberechtigten OGC<br />
Mitglieder<br />
• Version <strong>1.1</strong> von <strong>CityGML</strong>: Entscheidung (voraussichtlich)<br />
Anfang März 2011 (OGC-Sitzung <strong>in</strong> Bonn)<br />
• Fokus des Vortrages: Wie sieht aus Sicht der SIG <strong>3D</strong> die<br />
Version <strong>1.1</strong> aus?<br />
– Wie geht es weiter mit <strong>CityGML</strong>?<br />
<strong>Was</strong> <strong>ist</strong> <strong>neu</strong> <strong>in</strong> <strong>CityGML</strong> <strong>1.1</strong>? WS „<strong>3D</strong> <strong>Stadtmodelle</strong>“ 9.11.2010<br />
G. Gröger<br />
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Neues <strong>in</strong> <strong>CityGML</strong> <strong>1.1</strong> (aus Sicht der SIG <strong>3D</strong>)<br />
• Neue thematische Modelle<br />
–Brücken<br />
– Tunnel<br />
• Ergänzung der thematischen Begrenzungsflächen<br />
– OuterFloorSurface und OuterCeil<strong>in</strong>gSurface<br />
• Attribut: Relation des Objekts zu Gelände-/<br />
<strong>Was</strong>seroberfläche<br />
– relativeToTerra<strong>in</strong> und relativeToWater<br />
• Ergänzung generischer Attribute<br />
– Maße<strong>in</strong>heiten/Gruppierung<br />
• Präzisere Def<strong>in</strong>itionen für Feature-Typen<br />
• …..<br />
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G. Gröger<br />
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Version <strong>1.1</strong><br />
• Abwärtskompatibel zu Version 1.0<br />
– Version 1.0-Dokumente bleiben valide <strong>in</strong> <strong>1.1</strong><br />
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G. Gröger<br />
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• bislang nur Gebäude als<br />
Bauwerke <strong>in</strong> <strong>CityGML</strong><br />
Neue thematische Modelle<br />
• Tunnel und Brücken: weitere<br />
Bauwerke<br />
– sowohl semantisch<br />
als auch strukturell<br />
verschieden von<br />
Gebäuden<br />
� eigene semantische Modelle<br />
für Tunnel und für Brücken<br />
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Site/Bauwerk<br />
Build<strong>in</strong>g<br />
Bridge Tunnel<br />
G. Gröger<br />
6
• semantisches Modell<br />
• kohärent zum Gebäudemodell<br />
Brückenmodell<br />
– Brücken, Brückenteile (z.B. Rampen, parallele Brückenkörper),<br />
Begrenzungsflächen, Räume<br />
– Geländeschnittl<strong>in</strong>ie<br />
– verschiedene Level-of-Detail (geometrisch/semantisch)<br />
• Unterschied zum Gebäudemodell:<br />
– Differenzierung <strong>in</strong><br />
• ConstructionElement (notwendig für Stabilität, z.B. Pfeiler)<br />
• Installation (nicht notwendig für Stabilität, z.B. Antenne, Ampel)<br />
– zusätzliche Attribute (z.B. Construction Type , isMovable)<br />
– andere Attributwerte (Codel<strong>ist</strong>en), z.B. Funktion: railway, roadway,<br />
pedestrian, …<br />
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G. Gröger<br />
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Brückenmodell: Level-of-Detail (LoD)<br />
��� � ��� � ��� �<br />
6 Polygone 51 Polygone<br />
179 Polygone<br />
Abbildungen: KIT Karlsruhe, K.-H. Häfele<br />
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G. Gröger<br />
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Brückenmodell: Beispiel<br />
Bridge Solid<br />
Bridge Installation<br />
Abbildungen: KIT Karlsruhe, K.-H. Häfele<br />
Roof Surface<br />
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G. Gröger<br />
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Tunnel-Modell: Anwendungsbereich<br />
• von Menschen geschaffene, größtenteils unterirdische<br />
Strukturen<br />
– zur Durchleitung von Verkehr bestimmt<br />
– Menschen können die Struktur durchlaufen<br />
– Tunnels, U-Bahnhöfe, …<br />
• Nicht erfasst:<br />
– Geologie<br />
– natürliche Höhlen<br />
– Bergwerke<br />
– unterirdische Ver- und Entsorgungsnetze<br />
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G. Gröger<br />
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Tunnel: Def<strong>in</strong>ition der Level-of-Detail?<br />
• Option 1: analog zu Gebäuden<br />
– Problem: Inneres nur im LoD 4, im Lod1 – LoD3<br />
nur Repräsentation der äußeren Hülle<br />
• Option 2: anderer LoD-Begriff unterirdisch<br />
– "Umstülpen" Innen - Außen<br />
– Inneres von Tunneln <strong>in</strong> LoD 1 – 4<br />
– Problem: Übergang unter- zu oberirdisch muss<br />
präzise bekannt se<strong>in</strong>, ggf. Aufspalten von Objekten<br />
nötig<br />
�Option 2 zurückgewiesen<br />
• Option 1 gewählt<br />
– kohärent unter-/oberirdisch,<br />
ke<strong>in</strong> Aufspalten von Objekten<br />
– LoD1 - 3: Durchdr<strong>in</strong>gung Straße - Tunnel<br />
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G. Gröger<br />
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Tunnel: Modellierung<br />
• LoD4: Tunnel hat <strong>in</strong>neren Hohlraum<br />
– kann andere Objekte be<strong>in</strong>halten (Möblierung,<br />
Gebäude, ..)<br />
• Tunnel hat Geländeschnittl<strong>in</strong>ie<br />
– L<strong>in</strong>ie, wo Tunnel Geländeoberfläche berührt<br />
• Tunnel kann von thematischen Flächen begrenzt se<strong>in</strong><br />
(Wände, Decke, ...)<br />
– analog zu Gebäuden<br />
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G. Gröger<br />
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Tunnel: Level of Detail<br />
LoD 1 LoD 2/3 LoD 4<br />
Abbildungen: KIT Karlsruhe, K.-H. Häfele<br />
Geometrie aufgeschnitten<br />
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G. Gröger<br />
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OuterCeil<strong>in</strong>gSurface<br />
ClosureSurface<br />
Tunnel: Begrenzungsflächen<br />
WallSurface<br />
GroundSurface<br />
Abbildungen: KIT Karlsruhe, K.-H. Häfele<br />
LoD 2/3<br />
HollowSpace<br />
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Ceil<strong>in</strong>gSurface<br />
FloorSurface<br />
LoD 4<br />
InteriorWallSurface<br />
G. Gröger<br />
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• Tunnel besteht aus<br />
mehreren Röhren<br />
• Tunnel besteht aus<br />
Segmenten (Verzweigung)<br />
• Tunnel besteht aus<br />
verschachtelten Röhren<br />
Tunnels und Tunnel Parts<br />
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G. Gröger<br />
15
Neue thematische Begrenzungsflächen<br />
• Gebäude: semantische Differenzierung von Begrenzungsflächen<br />
(ab LoD 2)<br />
• bisher:<br />
– Roof Surface<br />
– Wall Surface<br />
– Ground Surface<br />
–ClosureSurface<br />
– Ceil<strong>in</strong>g Surface<br />
– Int. Wall Surface<br />
– Floor Surface<br />
• <strong>neu</strong> <strong>in</strong> <strong>1.1</strong>:<br />
– OuterCeil<strong>in</strong>gSurface<br />
– OuterFloorSurface<br />
Abbildungen: KIT Karlsruhe, K.-H. Häfele<br />
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G. Gröger<br />
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Neue thematische Begrenzungsflächen<br />
• Gebäude: semantische Differenzierung von Begrenzungsflächen<br />
(ab LoD 2)<br />
• bisher:<br />
– Roof Surface<br />
– Wall Surface<br />
– Ground Surface<br />
–ClosureSurface<br />
RoofSurface<br />
– Ceil<strong>in</strong>g Surface<br />
– Int. Wall Surface<br />
– Floor Surface<br />
?<br />
• <strong>neu</strong> <strong>in</strong> <strong>1.1</strong>:<br />
– OuterCeil<strong>in</strong>gSurface<br />
– OuterFloorSurface<br />
?<br />
GroundSurface<br />
Abbildungen: KIT Karlsruhe, K.-H. Häfele<br />
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G. Gröger<br />
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Relation zur Gelände-/<strong>Was</strong>seroberfläche<br />
• explizite Repräsentation der Relation von Objekten zur<br />
Gelände-/<strong>Was</strong>seroberfläche<br />
• Zweck: Unterstützung von Anfragen<br />
– z.B. welche Objekte s<strong>in</strong>d oberirdisch?<br />
– Anfrage kann ohne DGM beantwortet werden<br />
• Anwendbar auf alle CityObjects (Gebäude, Teile,<br />
Wandflächen, Räume, ...)<br />
• Werte: bewusst qualitativ ("fuzzy")<br />
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G. Gröger<br />
18
• entirelyAboveTerra<strong>in</strong><br />
• substantiallyAboveTerra<strong>in</strong><br />
• substantiallyAboveAndBelowTerra<strong>in</strong><br />
• substantiallyBelowTerra<strong>in</strong><br />
• entirelyBelowTerra<strong>in</strong><br />
relativeToTerra<strong>in</strong>: Werte<br />
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G. Gröger<br />
19
• entirelyAboveWaterSurface<br />
• substantiallyAboveWaterSurface<br />
• substantiallyAboveAndBelowWaterSurface<br />
• substantiallyBelowWaterSurface<br />
• entirelyBelowWaterSurface<br />
relativeToWater: Werte<br />
• temporarilyAboveAndBelowWaterSurface<br />
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t 1<br />
t 2<br />
G. Gröger<br />
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Generische Objekte/Attribute<br />
• ad hoc-Erweiterung von <strong>CityGML</strong> ohne Erweiterung des<br />
Schemas<br />
– H<strong>in</strong>zufügen <strong>neu</strong>er Attribute zu Objekten<br />
– H<strong>in</strong>zufügen <strong>neu</strong>er Objekte<br />
• z.B. Erfassungsart von Dachhöhen <strong>in</strong> NRW (Laser, ...)<br />
• Neu <strong>in</strong> <strong>1.1</strong>:<br />
– Maße<strong>in</strong>heiten<br />
– Gruppierung<br />
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G. Gröger<br />
21
…..<br />
Generische Attribute mit E<strong>in</strong>heit: Beispiel<br />
<br />
<br />
…….<br />
<br />
500000<br />
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G. Gröger<br />
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Gruppierung Generischer Attribute<br />
<br />
…..<br />
<br />
<br />
Laser<br />
<br />
<br />
2007<br />
<br />
<br />
….. <br />
…….<br />
<br />
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G. Gröger<br />
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<strong>CityGML</strong>: Wie geht es weiter?<br />
• Ver- und Entsorgungsnetze, Netztopologie (Version 2.0)<br />
– vgl. Vortrag von Thomas Kolbe<br />
• Qualitätssicherung für <strong>CityGML</strong><br />
– Gründung e<strong>in</strong>er <strong>neu</strong>en AG Qualität der SIG <strong>3D</strong><br />
– Interimssprecher: Herr Casper (cas@zerna.eu)<br />
– Def<strong>in</strong>ition von Qualitätsstandards,<br />
Modellierungsregeln<br />
– Def<strong>in</strong>ition von Profilen für <strong>CityGML</strong><br />
• Profil: Spezialisierung / erhöhte<br />
M<strong>in</strong>destanforderungen, zugeschnitten auf Klasse<br />
von Anwendungen<br />
– z.B. LoD1-Profil der AdV<br />
– erstes Ergebnis der AG: Dokument mit Geometrie-<br />
Regeln (GML) für <strong>CityGML</strong> (Gröger/Coors)<br />
<strong>Was</strong> <strong>ist</strong> <strong>neu</strong> <strong>in</strong> <strong>CityGML</strong> <strong>1.1</strong>? WS „<strong>3D</strong> <strong>Stadtmodelle</strong>“ 9.11.2010<br />
G. Gröger<br />
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Schlussbemerkungen<br />
• <strong>CityGML</strong> wird weiter entwickelt<br />
– maßgeblich von der SIG <strong>3D</strong> der GDI-DE<br />
• Ziele: präzisere semantische Differenzierung,<br />
Qualitätssicherung<br />
• präzisere Repräsentation der realen Welt und ihrer<br />
Semantik im Modell<br />
• signifikanter Mehrwert für Anwendungen von<br />
<strong>3D</strong>-<strong>Stadtmodelle</strong>n<br />
– Anwendungen können sich auf Eigenschaften<br />
verlassen<br />
– Anwendungen können Semantik besser ausnutzen<br />
<strong>Was</strong> <strong>ist</strong> <strong>neu</strong> <strong>in</strong> <strong>CityGML</strong> <strong>1.1</strong>? WS „<strong>3D</strong> <strong>Stadtmodelle</strong>“ 9.11.2010<br />
G. Gröger<br />
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Vielen Dank für Ihre<br />
Aufmerksamkeit<br />
Weitere Informationen:<br />
• www.sig3d.org<br />
• www.citygml.org<br />
• www.citygmlwiki.org<br />
• www.ikg.uni-bonn.de/SIG<strong>3D</strong><br />
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G. Gröger<br />
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