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Motivation
Vorüberlegungen
Stufe 1
Stufe 2
Stellungnahme
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TitelDas 3D-Stadtmodell
der Freien und HansestadtHamburg
Seminarvortrag zur Lehrveranstaltung GIS IVUni Bonn – Institut für Geoinformation und
Kartographievon Jörg Schmittwilken
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Vorüberlegungen
Stufe 1
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Übersicht Motivation Vorüberlegungen Zweistufige Gliederung der
Modellierung Anmerkungen
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Vorüberlegungen
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MotivationMotivation
Film: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung
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Vorüberlegungen
Stufe 1
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Anforderungen 3D-Stadtmodell flächendeckend für
das gesamte Stadtgebiet möglichst automatisierte Erstellung Möglichkeit der Fortführung Nutzung bestehender digitaler
Daten GIS-Funktionalität
Vorüberlegungen
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Vorüberlegungen
Stufe 1
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Strategie mögliche Software durch Gutachten
des Fraunhofer-Institutes gefunden zweistufiger Aufbau
Stufe 1• geringer Detailgrad• flächendeckend
Stufe 2• Modellierung der Dächer• nur im Innenstadtbereich oder
Einzelfall
Vorüberlegungen
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Stufe 1
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Softwareallgemein
ArchiCAD der Firma Graphisoft Platz 3 der Architektursoftware in Europa
(6.000 Lizenzen in Deutschland) nützliche PlugIns wie „Facility
Management“ und Visualisierungstools Dateiexport und –import in/von gängigen
Grafik- und CAD-Formate (auch VRML)
weder intern noch bei Exportformaten GIS-tauglich
Vorüberlegungen
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SoftwareDatenstruktur
Speicherung aller Daten in einer Datei Organisation und Gliederung der
Daten liegt beim Anwender
1 Kartenblatt DSGK = 1 Datei (Kachel)
Ø 5.2 MB pro Datei 1.3 GB Gesamtspeichervolumen
Vorüberlegungen
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2D-Bestand - digital DSGK (Digitale Stadtgrundkarte 1:5000)
– Gebäude und Flurstücke mit ID (objektorientiert)
HALB (Hamburger Liegenschaftsbuch)– Flurstück– Nutzungsart– Anzahl der Geschosse
DK5 => Gewässerumring DISK => Schienennetzachsen
Vorüberlegungen
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Stufe 1
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Stufe 1
Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung
Stufe 1 Klötzchen- bzw. Blockmodell
– Gebäudehöhe ist abhängig von• Anzahl der Geschosse (HALB)• Nutzung (HALB)
– alle Flächen werden als Block mit minimaler Höhe dargestellt (Topographieschichtung)
seit Oktober 2001 flächendeckend– 245 Kacheln, ca. 320.000 Gebäude– 6 bis 12 Monate Fortführungsturnus
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Vorüberlegungen
Stufe 1
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KlötzchenhöheNutzungsar
tGeschosshöh
eWohnhaus 2,75 mGarage 2,5 mKleingewerbe 3,5 m
Werft 4,5 m
Stufe 1
Einteilung in ca. 50 Klassen Tabelle geht aus Erfahrungswerten hervor Tabelle wird laufend verbessert
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Vorüberlegungen
Stufe 1
Stufe 2
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Topographieschichtung
cm3,532,521,510,50
Bahngleise
Wasser
Gebäude
Fahrbahn
StraßeAcker
Gehweg
Grünfl
Basis
... im wahrsten Sinne des Wortes
Stufe 1
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Stufe 1
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Topographieschichtung
sich überschneidende Objekte werden fehlerfrei visualisiert
jede Ebene kann separat ein- und ausgeblendet werden
einfache Modellierung von Brücken auf jedes Objekt können
Standardtexturen oder Digitalfotos gelegte werden
Stufe 1
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Vorüberlegungen
Stufe 1
Stufe 2
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Stufe 1 mit B-Plan
Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung
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Vom Klötzchenmodell zum Wandmodell
Hinzufügen der Dachlandschaft Verschneidung mit DGM
Realisierung nur in Bereichen mit sensibler oder stark fluktuierender Bebauung
Stufe 2
Bild : Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung
Handwerkskammer Hamburg
Stufe 1
Stufe 2
Bild : Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung
Handwerkskammer Hamburg
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Stufe 1
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Dachlandschaft Generierung durch photogramme-
trische Auswertung von S/W-Luftbildern
Ausschreibung europaweit Vergabe an 4 Firmen (31 Bewerber)
nach Testauswertungen Erstellen eines Pflichtenheftes zur
Qualitätssicherung
mittlerweile 40% fertiggestellt
Stufe 2
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Stufe 2
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Pflichtenheft waagerechte Traufkanten und Firste bzw.
ebene Dachflächen Mittelung der Höhen der Eckpunkte
in sich geschlossene Dachlandschaft Punkte gleicher Lage und unterschiedlicher Höhe müssen als zwei Punkte dargestellt werden
baugerechte Auswertung Parallelität: First, Traufe und Gauben Rechwinkligkeit
Stufe 2
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Dachhöhen
Stufe 2 H1
H4
H3
H2 T2
T1
T1 = Mittelwert (H1 ,H2)T2 = Mittelwert (H3 ,H4)
Pultdach
H = Mittelwert (H1 ,H2 ,H3 ,H4 )
Flachdach
H
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Geschlossenheit
Stufe 2 H1
H2
P1 = P2
P3 = P4
H1
H2
P1
P2
P4
P3
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Parallelität
Stufe 2
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Stufe 1
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Vorgehen
Umwandeln des Klötzchens in einzelne WändeWeglassen der Decke
Verschneidung des Wand-modells mit dem DGM
Verschneidung des Wand-modells mit der Dachland-schaft
Weglassen der überflüssigen Wandteile
Belegen der Wände mit Texturen
Ergänzung um Aufmaß der Fassade mittels Laserscanning
Stufe 2
Um welche Dachform handelt es sich?Bild : Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung
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Vorüberlegungen
Stufe 1
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ProblemeAufgrund geringer Genauigkeit der Luftbildauswertung und Herstellen der DSGK durch Digitalisieren differieren Wände und Traufkanten.
– die Wand schneidet das Dach nicht („undershoot“)
– die Wand teilt die Dachfläche („overshoot“)
Stufe 2
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Stufe 1
Stufe 2
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Eine neue Idee Verzicht auf Klötzchenmodell als
Grundlage der Stufe 2 Wände als Senkrechte an den
Traufkanten der Dachlandschaft Schnitt mit DGM
Gebäudegrundriss entspricht nicht immer dem der DSGK
Stufe 2
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Stufe 2
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Stufe 2 mit Luftbild
Bild: Stadt Hamburg - Amt für Geoinformation und Vermessung
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Anmerkungen
Schattenwurf bei hoher Auflösung wegen Topographieschichtung
Probleme mit vrml-Browsern bei zu vielen Koordinatenstellen
Falsche Darstellung bei Modellierung mit DGM
Stellungnahme
cm3,532,521,510,50
Bahngleise
Wasser
GebäudeFahrbahn
Straße
Acker
Gehweg
Grünfl
Basis
Bild : IKG – Uni Bonn
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Für die freundliche Unterstützung und kooperative Zusammenarbeit bedanke ich mich herzlich beimAmt für Geoinformation und Vermessung der Stadt Hamburg (Herr Gerhard Behrboom)ENDE
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Hat jemand eine Frage?
Ende