Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
Verarbeitung und Austausch von 3D-Daten
mit Spatial ETL-Technologie
Christian Dahmen, con terra GmbH
09. November 2011, Bonn
© con terra GmbH, 20112
con terra GmbH
Spin-off der Universität Münster,
Institut für Geoinformatik
Gesellschaft im Unternehmensverbund mit
Esri Deutschland seit 2006
100 Mitarbeiter
Leistungsangebot
> Entwicklung und Aufbau unternehmensweiter GIS Infrastrukturen
> Design und Implementierung GIS basierter IT-Lösungen
> Consulting
> Training & Support
> Datendienstleistungen & Hosting
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 20113
Einführung „Spatial ETL - FME“
3D-Datenverarbeitung und Point Clouds
Projekt City Doctor
Ausblick
Inhalt
© con terra GmbH, 20114
ETL bezeichnet […] einen Prozess, um Daten aus mehreren Datenquellen mit ggf. unterschiedlichen Strukturen in einem Zielsystem zu vereinigen.
Extract
> Daten werden aus einer beliebigen Datenquelle extrahiert und in ein internes, neutrales Format überführt.
Transform
> Manipulation/ Restrukturierung/ Modellierung von Daten
Load
> Ausgabe in ein beliebiges Zielformat bzw. Zielsystem
FME ist das Spatial ETL-Tool auf dem Markt!
Spatial ETL (Extract, Transform, Load)
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 20115
Hersteller ist das kanadische Unternehmen Safe Software Inc.,
Vancouver, BC
FME Desktop und Server
Geodatendrehscheibe mit Unterstützung von mehr als 260 (Geo-)
Datenformaten
> Formate aus den Bereichen GIS, CAD, 3D/ BIM, Point Clouds, WebService, Cloud und Spatial Databases
Geodatenprozessor mit graphischer Benutzeroberfläche
> Über 400 verschiedene Werkzeuge (Transformer) für die (Geo-) Datenverarbeitung
> Automatisierung von GIS-Prozessen
FME-Technologie
© con terra GmbH, 20116
FME Workbench
> Komponente für die Prozess-modellierung
FME Data Inspector/ Viewer
> Formatunabhängige Visualisierung
FME Quick Translator
> Schnelle, automatische 1:1-Datenkonvertierung
FME Desktop
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 20117
FME Workbench
© con terra GmbH, 20118
Einführung „Spatial ETL - FME“
3D-Datenverarbeitung und Point Clouds
Projekt City Doctor
Ausblick
Inhalt
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 20119
3D/BIM3D/BIMPoint CloudsPoint
Clouds
Formate
GISGIS
CADCAD
RasterRaster DatabaseDatabaseWebWeb
© con terra GmbH, 201110
Formatname Read Write
Adobe 3D PDF x
Autodesk 3ds x x
AutoCAD 3D DWF x x
AutoCAD® Civil 3D x
Autodesk AutoCAD DWG/DXF x x
Bentley® MicroStation Design x x
CityGML 1.0 (Version 1.1 ab FME 2012) x x
COLLADA x x
ESRI Geodatabase & Shape x x
Unterstützte 3D-Formate (Auswahl)
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 201111
Formatname Read Write
Google SketchUp x x
Industry Foundation Class STEP Files x
OpenGIS KML Encoding Standard x x
Oracle x x
Oracle Spatial Object x x
Presagis .flt (OPENFLIGHT) x
Swiss INTERLIS x x
VRML x
Wavefront Obj x x
XML x
Unterstützte 3D-Formate (Auswahl)
© con terra GmbH, 201112
Point Clouds Formate
Formatname Read Write
ASPRS LiDAR Data Exchange Format
(LAS)x x
Point Cloud XYZ x x
Pointtools Pointdatabase (POD) x x
FME Feature Store x x
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 201113
Lesen und Schreiben von CityGML 1.0 und älteren Versionen
> CityGML 1.1 lesend in FME Desktop 2012
FME unterstützt Geometrie, Semantik, Texturen/ Erscheinung und
Attributdaten von CityGML
Alle thematischen Klassen wie Building, Digital Terrain Model,
Vegetation, Transportation usw. werden unterstützt.
Alle Level of Detail (LoD 1-4)
Generische Objekte und Attribute
Sachdaten
…
CityGML und FME
© con terra GmbH, 201114
FME Data Inspector
Formatunabhängige 3D-Visualisierung
Neue Viewer-Komponente seit FME Desktop
2010
2D/ 3D Viewing
„Point Cloud Ready“
Safe Software: „Data Inspector is
cross-platform, it uses the latest display
technology, and it supports 3D viewing.“
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 201115
FME Quick Translator
Werkzeug zur schnellen 1:1 Konvertierung
Ausführung von FME-Prozessen
© con terra GmbH, 201116
Erzeugung von 3D-Modellen aus 2D-Basisdaten
Basisdaten für Stadtmodelle
> Topographische Karte (Digitales Basis-Landschaftsmodell)
> Gebäude (ALK, ALKIS)
> Digitales Geländemodell (DGM)
> Luftbilder (Digitale Orthophotos)
> Digitales Oberflächenmodell (DOM)
Geofachdaten
> Themenspezifische Fachdaten (-> Beispiel Lärmdaten, Solarkataster)
Zusätzliche Informationen (Visual Enhancement)
> Vegetation, Straßenmöbel, Verkehrsinfrastruktur, Texturen
3D-Datenverarbeitung mit FME
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 201117
3D-Stadtmodelle
> Automatisierte Ableitung von Blockmodellen (LoD1)
> Datenübernahme aus CAD/ GIS-Modellen
> Integration von Sachdaten
Texturierung von Oberflächen (z.B. texturierte Gebäudemodelle)
und Oberflächenmodellen (z.B. Orthophotos)
Koordinatentransformation mit skalierbarer Genauigkeit
Qualitätsmanagement von 3D-Stadtmodellen
> Plausibilität, Semantik, Planarität, Topologie
> Semantische Klassifizierung auf Basis der Flächennormalen
3D-Datenverarbeitung II
© con terra GmbH, 201118
Clipping und Tiling
Filtern nach Klassifikation oder anderen Eigenschaftswerten
Reduzierung des Datenvolumens durch Ausdünnung
Integration von Vektor- und Rasterdaten mit Point Clouds
Berechnung von Oberflächenmodellen (TIN, Surfaces, …)
Anpassung und Glättung von Oberflächen
Flexible Verarbeitung von Point Clouds
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
Stadt Karlsruhe und Stadt Zürich
Anwendungsbeispiele
© con terra GmbH, 201120
3D-Stadtmodell der Stadt Karlsruhe
Stadt Karlsruhe, Liegenschaftsamt
Fakten
> 296.000 Einwohner
> 173 km² Gesamtfläche
> 85.000 Gebäude (ALK)
Komponenten des 3D-Stadtmodells
> Geländemodell (1m) + Nutzungsarten
> Gebäudemodell LoD 1
> Gebäudemodell mit detaillierten Dachformen und Fototexturierung für ausgewählte Gebäude (LoD 2)
> Gebäude LoD 3 (ca. 50 Landmarken)
> Stadtmobiliar
> Brücken (Konzeptionsphase)Quelle: Stadt Karlsruhe, Liegenschaftsamt
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 201121
Einsatz der FME
Quelle: Stadt Karlsruhe, Liegenschaftsamt
© con terra GmbH, 201122
Stadt Zürich, Geomatik + Vermessung
Fakten
> 370.000 Einwohner
> 92km² Gesamtfläche, davon 52 km² bebautes Gebiet
> Gelände von 370m bis 1000m über üM
> 55.000 Gebäude, 40.000 Liegenschaften
Produktangebot Geomatik + Vermessung (GeoZ)
> Digitales Terrainmodell (LoD 0)
> 3D-Blockmodell (LoD 1)
> 3D-Dachmodell (LoD 2)
3D-Stadtmodell der Stadt Zürich
Quelle: Stadt Zürich, Geomatik + Vermessung
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 201123
Einsatz der FME
DatenerfassungDatenerfassungDatenaufbereitung
•Bereinigung des Terrains•Gebäude LoD 1 (Interlis -> CityGML)•Gebäude LoD 2 (Datenverifikation,
QS und Datenbereinigung)
Datenaufbereitung•Bereinigung des Terrains
•Gebäude LoD 1 (Interlis -> CityGML)•Gebäude LoD 2 (Datenverifikation,
QS und Datenbereinigung)
DatenintegrationTerrain (Integration in CityGML)
DatenintegrationTerrain (Integration in CityGML)
DatenpflegeDatenkontrolle,
Datenumwandlung
DatenpflegeDatenkontrolle,
Datenumwandlung
Datennutzung(Zugriff, Ausgabe)
Datenausgabe, z.B. 3D PDF
Datennutzung(Zugriff, Ausgabe)
Datenausgabe, z.B. 3D PDF
Quelle: Stadt Zürich, Geomatik + Vermessung
© con terra GmbH, 201124
Einführung „Spatial ETL - FME“
3D-Datenverarbeitung und Point Clouds
Projekt City Doctor
Ausblick
Inhalt
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 201125
Projektziele
> Entwicklung von Methoden und Metriken zum Qualitätsmanagement virtueller Stadtmodelle
> Verfahren zur Verbesserung der Qualität und Fehlerkorrektur
Projektleitung durch die HFT Stuttgart, Prof. Volker Coors
> Details zum Projekt und alle Projektpartner unter http://citydoctor.hft-stuttgart.de
Arbeitsziele
> Entwicklung einer Methodik zur Prüfung und Heilung polygonaler Oberflächen
> Entwicklung einer Methodik zur Prüfung und Heilung semantischer Konflikte innerhalb der Geometrie
City Doctor
© con terra GmbH, 201126
Teilziel
> Implementierung einer entsprechenden Softwarelösung als PlugIn für FME zur Transformation von Geodaten.
Prototypische Implementierung von verschiedenen Prüfungen ist
bereits in Q3/2011 erfolgreich durchgeführt worden.
Ziele
> Erweiterung der FME-Technologie um vollständige Prüfalgorithmen
> Anpassung für beliebige andere Datenformate (SketchUp, 3ds, etc.)
Ausblick
> Bereitstellung von Prüfdiensten mittels FME Server Technologie
City Doctor
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 201127
Polygon-Checks
> Keine doppelten Punkte in einer Ebene
> Mindestens drei Punkte in einer Fläche
> Fläche ist planar
> Korrekte Flächenorientierung
Solid-Checks
> Kanten der Flächen schneiden sich nicht
> Mindestens vier Flächen in einem Gebäude
> Polyedersatz erfüllt (Löscher schließen)
City Doctor - Checks
© con terra GmbH, 201128
Einführung „Spatial ETL - FME“
3D-Datenverarbeitung und Point Clouds
Projekt City Doctor
Ausblick
Inhalt
Gedruckt am 10.11.2011
© 2011 con terra GmbH Weitergabe und Vervielfältigung nur mit Genehmigung
© con terra GmbH, 201129
FME 2012
> CityGML 1.1 (lesend)
> Clippen von Volumengeometrien
> Erweiterungen (Formate und Funktionen) im Bereich „Point Clouds“
Zukünftig
> FME 2013 neue Formate und weitere „echte“ 3D-Funktionen
Ausblick
© con terra GmbH, 201130
Professional Services
> Beratung
> Entwicklung
> Projektunterstützung
Support und Schulungen
Integration von FME-Technologie in
> Arbeits- und Geschäftsprozesse
> Geodateninfrastrukturen
> Software
Kontakt
con terra – European FME Service Center