15.05.2003Michael Haas 1 Geometrische-topologische 3D Modellierung mit ISO Spatial Schema (ISO19107) Datenaustausch und Interoperabilität.

15.05.2003 Michael Haas 1

Geometrische-topologische 3D Modellierung mit ISO Spatial Schema

(ISO19107)

Datenaustausch und Interoperabilität


Inhaltsverzeichnis

- Realisierung von ISO 19107

- Modellierung der Geometrie

- Primitive

- Complex

- Aggregationen

- ALKIS

- Modellierung der Topologie


Aufgabe

- Realisierung

-Modellierung der Geometrie

-Modellierung der Topologie

-ALKIS

- zur Gewährleistung der Interoperlabilität unterschiedlicher Geodaten (z.B. zwischen geodaten Dienste)

- zur standardtisierung von Vektordaten für den Datenaustausch

- Primitive-Complex-Aggregationen


Allgemeines

- Hilfsmittel: UML (Unified Modeling Language)

- formuliert mit Hilfe BRep (Boundary Representation) (siehe 1.Vorlesung 1. Block)

- Vorbereitend für GML 3 (3.Vorlesung)

- Realisierung



-ALKIS



EigenschaftenDie verschieden Objekte werden den drei verschiedenen Dimensionen zugeordnet:

- Liniensegmente (1-dimensionale Objekte)

- Flächen (2-dimensionale Objekte)

- Volumina (3-dimensionale Objekte)

Die Koordinaten werden immer im Dreidimensionalen angegeben! => Flächen liegen im 3D

- Punkte (0-dimensionale Objekte)

- Realisierung



-ALKIS



Aufbau der Geometrie- Die Oberklasse ist das geometrische Objekt (GM_Objekt)

- je nach Komplexität wird es unterschiedlich modelliert:

- Primitive: einfache Objekte wie Punkte, Linien oder Oberflächen

- Complex: strukturierte Menge von Primitiven

- Aggregation: unstrukturierte Menge von Primitiven

GM_Objekt

GM_ComplexGM_Primitive GM_Aggregation

- Realisierung



-ALKIS



Primitive- es gibt eine große Anzahl von Paketen mit denen man Primitive repräsentieren kann:

GM_Point

GM_Curve

GM_Surface (Oberfläche)

GM_Solid (Körper 3D)

GM_Circle

GM_Clothoid

GM_Cylinder

GM_LineString

GM_Polygon

GM_Tin

u.v.m. ...

- sie werden immer durch die Boundary einer niedrigeren Dimension begrenzt

- Realisierung



-ALKIS


Auswahl der Pakete:


Boundary

- jedes geometrische Objekt hat das Attribut boundary()

- die Boundary ist immer eine Dimension geringer als die des Objektes

- es gibt Methoden mit deren Hilfe man die Boundary eines Objektes erfahren kann

- Realisierung



-ALKIS



Oberflächen (Surfaces)- jede Oberfläche besteht aus 1 bis n „SurfacePatch“

- ein Patch gehört immer nur zu einem Surface und ist von diesem existenzabhängig

Beispiel folgt:

- Realisierung



-ALKIS



Oberfläche

Surface1

S.Patch1

S.Patch2

S.Patch3

S. Patch4

Surface2

S.Patch1

Boundary 1

Boundary 2


Solid (3D)

- Realisierung



-ALKIS



Solid (3D)

wird begrenzt von:

- GM_Circle

- GM_Surface

- GM_Sphere

- Realisierung



-ALKIS



Dreiecksvermaschung (Tin)- zur Darstellung von Landschaftsmodellen - eine 2,5 D Darstellung mit Hilfe von Dreiecken

- Realisierung



-ALKIS


- zur Konstruktion des Netzes benutzt man den Delaunay Alogorithmus (siehe GIS 1)- es gibt extra Klassen zur Konstruktion von Tin‘s- Bruchkanten und Haltekanten können erstellt werden (breakLines stopLines)


Complex- sind eine strukturierte Menge von Primitiven - ein Composite ist eine Spezialisierung des Complex

GM_PrimitiveGM_Complex

GM_CompositePoint

GM_CompositeCurve

GM_CompositeSurface

GM_CompositeSolid

GM_Point

GM_Curve

GM_Surface

GM_Solid

GM_Composite

- Realisierung



-ALKIS


- ein Composite ist eine Aggregation von Primitiven


Composite- ist eine strukturierte Menge von Primitiven - die Primitiven sind immer orientierbar das bedeutet Vorder- und Rückseite sind unterscheidbar

- Oberflächen:

-Kurven: - Liste von Kurven- die nächste beginnt dort wo die aktuelle endet

- orientierte Oberflächen verbinden sich an gemeinsammen Kanten zu einer Oberfläche

- Realisierung



-ALKIS



Aggregation- unstrukturierte Menge von Primitiven - es ist eine Gruppierung von gleichartigen Primitive (auch rekursiv)

(siehe auch 1.Vorlesung 1. Block)

GM_MulitiPoint GM_MulitiCurve GM_MulitiSurface

- Realisierung



-ALKIS


- die Primitiven können sich auch überlagern


Aufbau mit UMLOberklasse

3 Obergruppen:


Eigenschaften

- die Topologie wird einzeln modelliert

- sie können unabhängig von einander existieren

- die Topologie verweist für die Darstellung auf die Geometrie

- es existiert wieder ein Oberklasse (TP_Objekt)

- die Knoten Kanten Hierarchie existiert ähnlich wie bei der Geometrie

- Realisierung



-ALKIS



Zusammenhang

- Realisierung



-ALKIS


GM_Point

GM_Edge

GM_Face

GM_Solid

TP_Node

TP_Edge

TP_Face

TP_Solid

TP_Node

TP_Edge

TP_Face

TP_Solid

2

0..n

1..n

0..n

1..n

0..2

0..n

2

1..n

0..n

1..n

0..2

- die topologischen Objekte zeigen zur Darstellung auf die Geometrie

0..n0..1

0..n0..1

0..n0..1

0..n0..1

Realisation

Realisation

Realisation

Realisation


ALKIS

- In ALKIS wird die Topologie und Geometrie eines Objektes zusammen in einem einzigen Objekt vereinigt es existieren keine getrennten Systeme

- es wird ein neues Objekt erzeugt das beide Eigenschaften übernimmt

- Realisierung



-ALKIS


- es liegt das Prinzip der simple topology zugrunde


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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