Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

OpenStreetMap 3D - ganz Deutschland als Web 3D Service (W3DS)

11.03.2009
Integration von OpenStreetMap und digitalen Geländemodellen und deren Nutzung mittels interoperabler GI-WebDiensten

In Umfeld des Forschungsprojektes 'Geodateninfrastruktur-3D' wurden die von Nutzern generierten, freien Geodaten von OpenStreetMap (OSM) sowie Höhendaten der Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) als Grundlage zum Aufbau einer auf offenen Standards des Open geospatial Consortiums (OGC) basierenden 3D-Geodateninfrastruktur (GDI-3D) für ganz Deutschland genutzt.

Ein Web 3D Service (OGC W3DS) liefert die aufbereiteten Daten als 3D-Szenengraph an den Client. Die Visualisierung der OSM Daten in 3D erfolgt in einem Web Viewer (XNavigator), der speziell für die Darstellung der vom W3DS gelieferten Daten entwickelt wurde. Im Gegensatz zu von Server-seitig gerenderten Bilddaten (wie bei typischen Web Map Services wie www.osm-wms.de ), ist mit den gestreamten Daten eine volle Interaktion und freie clientseitige Navigation möglich. Da alle Daten an den Rechner übertragen und dort gerendert werden, ist eine gute Internetanbindung und ein aktueller, leistungsfähiger Rechner mit eigener Grafikkarte nötig, um die Datenmenge verarbeiten zu können. Damit eignet sich das Verfahren auch besonders gut für Intranets.

Das Projekt "OpenStreetMap-3D" wird am Lehrstuhl Kartographie (A. Zipf) des Geographischen Instituts der Universität Bonn durchgeführt. http://www.geographie.uni-bonn.de/karto/

Ziel des Projekts OSM-3D ist es die folgenden Aspekte zu untersuchen:

- Nutzungspotential und Qualität von benutzergenerierten Geodaten
- Skalierbarkeit der in GDI-3D.de entwickelten Konzepte und Dienste
- Integration von nutzergenerierten Daten in auf offenen Standards basierenden, interoperablen Geodaten- bzw. Geodiensteinfrastrukturen (GDI)
- Prototypischer Aufbau landesweiter GDI-3D (best practices)
- Interoperable Plattform für 3D-Stadtmodelle
- Evaluierung kartographischer Visualisierungen in 3D
Für das integrierte Geländemodell wurden zunächst acht verschiedene Detailstufen (Level of Detail, LoD) berechnet. Die Anzahl der Dreiecke und somit das Datenvolumen wurde dabei in Abhängigkeit vom Maßstab reduziert. Die Detailstufen werden in Abhängigkeit vom Standort des Betrachters in der 3D Szene dargestellt. Zunächst wurden für jede Detailstufe maßstabsgerechte Landnutzungstypen ausgewählt.

Die Prozessierung ist sehr rechenintensiv und wurde auf mehreren Rechner-Clustern über mehrere Wochen durchgeführt. Vereinfacht beinhaltet sie die folgenden Schritte:

1. Vektorielle Integration der 2D OSM Daten in das Geländemodell (Schilling et. al. 2007).

2. Vereinfachung des Dreiecksnetzwerkes durch eine Kantenkontraktion (nach Garland & Heckbert 1997).

3. Einebnung des Wegenetzes und des Gewässernetzes (Schillling et. al. 2008).

4. Eine Generalisierung der 2D OSM Daten wurde für einige Detailstufen vorgenommen.

Zahlreiche Points of Interest (POIs) und Geoobjekte - von Kirchen, Bushaltestellen über Geldautomaten bis zu Museen oder Biergärten - wurden von der OSM Gemeinschaft aufgenommen und zum großen Teil mit Namen versehen. Diese werden als Punktdaten in mehrere Informationsebenen (Layer) mit einer entsprechenden Symbolik und Bezeichnung vom W3DS an den Client geliefert.

Soweit Gebäudegrundrisse in den OSM Daten vorhanden waren, wurden diese anhand der Höhenwerte bzw. auf Basis der Anzahl der Stockwerke abgeleiteten Gebäudehöhe in 3D Klötzchenmodelle umgewandelt. Falls keine Informationen zu Gebäudehöhen vorhanden waren, wurde ein Standardwert für die Erstellung der Klötzchenmodelle verwendet. Zusätzlich sind zahlreiche Bezeichnungen von Strassen, Hausnummern, Gebäuden etc. vorhanden, die ebenfalls in 3D dargestellt werden können.

Mit dem XNavigator können Sie selbst das virtuelle 3D-Modell von ganz Deutschland auf Ihrem Rechner erkunden. Die Software enthält viele Funktionen, die innerhalb des Projektes GDI-3D entwickelt wurden. Hierzu zählt u.a. die Abfrage von Adressen und Koordinaten, sowie eine Umgebungssuche nach POIs über einen OpenLS Directory Service, eine Übersichtskarte oder Einstellung der Beleuchtung abhängig von Datum und Uhrzeit. Weitere Funktionen aus GDI-3D.de werden noch an die aktuelle Version angepasst, wie die 3D-Routenplanung (mittels http://www.OpenRouteService.org) oder die Integration von dynamischen Sensordaten mittels entsprechender Sensor Observation Services (SOS).

Auf http://www.osm-3d.org/ können Sie das System bei Erfüllen der Systemvoraussetzungen selbst testen und es sind Screenshots und Videos verfügbar. Weitere Bilder und Videos, die die gleiche Technologie mit anderen Daten zeigen, finden sich unter http://www.heidelberg-3d.de und http://www.nrw-3d.de. In diesen Fällen werden nicht freie bzw. nutzergenerierte Geodaten verwendet, sondern amtliche Daten aus der Vermessungsverwaltung. In Heidelberg kommt z.B. ein sehr genaues 5-Meter Geländemodell, sowie texturierte und ausmodellierte Gebäude (LOD2 und LOD3) zum Einsatz. In NRW-3D.de wurden sämtliche Gebäude in NordRhein-Westfalen per CityGML-Import integriert - mit über 6 Mio. Gebäuden das zur Zeit größte 3D-Stadtmodell.

http://www.osm-3d.org/

http://www.geographie.uni-bonn.de/karto/
http://www.gdi-3d.de
http://www.nrw-3d.de
http://www.OpenRouteService.org
http://www.osm-wms.de

Alexander Zipf | Uni Bonn
Weitere Informationen:
http://www.osm-3d.org/
http://www.geographie.uni-bonn.de/karto/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Überschwemmungen genau in den Blick nehmen
27.06.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Der Krümmung einen Schritt voraus
27.06.2017 | Institute of Science and Technology Austria

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der Krümmung einen Schritt voraus

27.06.2017 | Informationstechnologie

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Überschwemmungen genau in den Blick nehmen

27.06.2017 | Informationstechnologie