BK2015 3D visualisering og analyser i Arcgis

3D-visualisering og analyser i ArcGIS

Jørn Kristiansen

Calin Fabri

Hvorfor trenger vi 3D-GIS?……fordi verden er i 3D!

Bedre forståelse

3D er lett for alle å forstå

Løse 3D-problemer

Noen romlige problemer kan bare løses i 3D

Bedre kommunikasjon

3D gjør det enklere å artikulere ideer

3D GIS funksjoner…

Multiskala 3D-modeller

Dele 3D scener

ArcGIS for 3D Byer

3D Geodesign

Overflatemodellering

Integrert 3D på tvers

av platformer

LiDAR støtte

3D Analyser

3D – miljø

Geografiske Koordinat Systemer (WGS84) Projiserte Koordinat Systemer

Globalt Lokalt

, fog, rain, …)

Oppbygging av en 3Dmodell

• Overflater- En bakke (primært) overflate- Plus andre overflater

• Tekstur- Legge til et cover på toppen av overflatene(f.eks: flyfoto, kartografiske kart, fasadebilder, etc)

• Features- Beriker terrenget med 3d-elementer - Det kjenner sin egen absolutte z

• Effekter- Referanse hjelpemidler (f.eks: nord pil, TOC, ...)- Atmosfæriske effekter (f.eks: belysning, tåke, regn, ...)

Overflater

• Hva det er?

• Hvordan er det opprettet?

• Velge den beste løsning!

Temperatur

Tyngdekraften

Geologiske undersøkelser

Epidemiologi

Kjemiske konsentrasjoner

Mange ulike applikasjoner…

Forståelse av Overflater

Enhver kontinuerlig måling med en verdi for en gitt xy plassering z = ƒ (x, y)

Hva er det og når bør det brukes?

• Raster overflater

• TIN overflater

- Triangulated Irregular Network

• Terreng datasett

• Las datasett

TIN/Terreng

Raster overflate

Overflater

Raster Interpolering Avstandsbasert vektningsinterpolators

Inverse Distance Weighted (IDW)

Vurdere å bruke IDW når målinger er gjort tett nok til å fange den lokale overflatevariasjonen som er nødvendig for analysen.

Natural NeighborEn «bedre» versjon av IDW, men tar lengre tid å behandle på grunn av sin "smartere" fremgangsmåte for å påføre vekter. Vurdere å bruke denne hvis du ikke vil at overflaten skal overgå min / maks verdiene fra målingene.

Raster Interpolering Trend Interpolators

SplineNår du trenger å fange daler og topper som ikke er en del av de innsamlede målingene.

TrendBruke når vi leter etter trender i kildemålinger som representerer data med gradvis variasjon (f.eks vindstyrke, temperatur)

Raster Interpolering Annet interpolasjoner

Distance

Empirical Semivariogram

Kriging

Topo To Raster

En mye brukt metoden som passer til et bredt spekter av disipliner som effektivt modellerer flater med glissen målinger.

Vurdere å bruke denne til å generere en for eksempel en hydrologisk «riktig» overflatemodell som kobler dreneringstrukturer, eliminerer lokaliserte ujevnheter terrenget, og fanger rygger og bekker.

Triangulated Irregular Network (TIN) baserte overflater

TIN

LAS Dataset Terreng

Vector overflater

• Multioppløsning• Støtter LAS

attributter• Egnet for store

datasamlinger og arkiv lagring

• Enkel oppløsning• Egnet for mindre

dataprøver• Robuste analytiske alternativer

• Dynamisk oppløsning• Optimalisert for luftbåren lidar• Rask visualisering

Merk: Tag fylle polygoner gi et middel for å bruke klassifiserings attributter (f.eks arealbruk koder).

Interior areas

Overflate ObjekttyperVector overflatekonsept

• Mas points: Målinger som inneholder høydeverdi og brukes for triangulering av modellen • Erase polygon: Lage «hull» i modellen for å fjerne urelevantdata• Replace polygon: Tildeler en konstant z verdi• Clip polygon: Definerer interpoleringssonen

Støtter også:• Break lines• Tag fill polygon

Hva slags data blir modellert?

Hvordan blir dataene distribuert??

Hvordan vil dataene bli brukt?

Data

DEMO

Terreng

Oppbygning av en 3Dmodell

FKB - VANN

• OBJTYPE = 'Havflate‘

• OBJTYPE = 'Innsjø‘

• OBJTYPE = 'ElvBekk '

FKB – AR5

• ARTYPE = ‘x‘

• Eks. ARTYPE = 30

FKB – BYGG med NT-3Dbygger

• TRE_D_NIVA = 2, 3 eller 4

• Trenger en TIN modell for avgrensning

• Resultatet er lars seg enkelt symbolisere via for eksempel en RPK

Ymse 3D objekter fra FKB

• Veilinje / flate

• Jernbane

• Lyktestolper

• Hekker

• Kumlokk

• Byggningstyper

• Osv, osv, osv….

Dele din modell

ArcScene Layer Types

• Feature layer (punkt, linje, polygon og multipatch)• ekstrudering av lag eller 3D symboler

• Rasterlag

• TIN modeller

• NB: LAS dataset og grafikklag kan ikke eksporteres til 3ws.

ArcScene dokumentegenskaper

• Koordinatsystemet til scenen

• Area of Interest (AOI)

• Bookmarks

• Vertikal exaggeration

Importere features fra CGA

Begrensninger ved å bruke .rpk

• I version 10.3, kun polygon og multipatcher• Byggninger

• Reguleringsplaner

• Kartografiske symboler

• …

• Linjer (som fek: gater, elver osv) kommer seinere

• Frykt ikke, frem til da er det bare å eksportere disse fra City Engine

Desktop

Etter publisering av 3D-scenen

Web Mobile enheter

3D på tvers av plattformene

DEMO

Populere terreng med 3d data og publisere resultatet som en webScene

Egenskaper til 3D-Analyst

Area & Volum

Synlighet

Oppdage EndringBestem Cut / FillBeregne Area & Volum Overflater

Line of SightViewshedSkylineShadow Modeling

3D Statistikk 3D Nærhet (Proximity)3D Interjeksjon VisualiseringProfil GraferInterpolere funksjonerEkstrudere Mellom Overflater

Overlegg

Data forvaltning

Data CreationData Konvertering Lidar QA/QC Lidar ClasifiseringOverflate Interpolering

Overflate Derivater

KonturerSlopeAspektHillshadeStatistikkIdentifisere Uteliggere Interpoler GeometriUtføre matematiske operasjoner

Area & Volum

Synlighet

Oppdage EndringBestem Cut / FillBeregne Area & Volum Overflater

Line of SightViewshedSkylineShadow Modeling

3D Statistikk 3D Nærhet (Proximity)3D Interjeksjon VisualiseringProfil GraferInterpolere funksjonerEkstrudere Mellom Overflater

Overlegg

Data forvaltning

Data CreationData Konvertering Lidar QA/QC Lidar ClasifiseringOverflate Interpolering

Overflate Derivater

KonturerSlopeAspektHillshadeStatistikkIdentifisere Uteliggere Interpoler GeometriUtføre matematiske operasjoner

Analysemuligheter med 3D verktøy

• Funksjonelle Overflate: Analyser og operasjoner som støtter alle overflater.

• Raster verktøysett: interpolering, matematiske operasjoner, reklassifisering og overflate derivater

• Triangulert Overflate: TIN basert overflateanalyse

• Synlighet: Sightline, viewshed, & skyline analyse

Solbane – en 3Danalyse av solstråling

DEMO

Analyse

ArcGIS-PRO

• ArcGIS Pro er en ny GIS applikasjon fra ESRI. Utformet som en 64-bits programvare for Windows, ArcGIS Pro tar nytte av moderne teknologi som tillater brukere å visualisere, redigere og analysere data raskere enn noen gang før. Med ArcGIS Pro kan du opprette og arbeide med geografiske lag i både 2D og 3D og dele kartinformasjon som har lag, bilder, kart, analysetjenester, 3D web scener, og web-kart.

• ArcGIS Pro er en integrert del av ArcGIS plattform. Den kommer i tillegg til og ikke instedenfor ArcMap, ArcScene og ArcCatalog

• ArcGIS Pro er inkludert i hver lisens av ArcGIS 10.3 for Desktop.

• SmarterBetterCities, en nyoppstartet bedrift i Sveits, bruker ArcGIS Pro for å forstå konsekvensene av reguleringsplan og endringer i byene i 3D. "Vi forstår vår verden i 3D. ArcGIS Pro er en fantastisk plattform for oss å lage rimelige og innovative planleggingsverktøy for småbyer og storbyer, "sier Antje Kunze, administrerende direktør i SmarterBetterCities.

DEMO

Visualisering og arbeidsflyt i ArcGIS PRO

• Budskap - hva skal betrakteren se / lære?• Leverings - bilder, videoer, interaktive scener?

- Okklusjon, målinger, før / etter, ...• 3D-visning type -Global, Local?

- Er et perspektiv / Isometrisk representasjon kreves?

• Symbologi - realistisk, tematisk, utvidet virkelighet?- Størrelse, form, farge, Tekstur, Åpenhet, ...

• Mood - Scene properties, for eksempel skygger, lys, dis (haze)

• Veiled (guide) brukerne - bokmerker, etiketter, popups, fly-gjenom• Vær kreativ - z-aksen trenger ikke å være bare for 'z' eller 'tid'

Sjekkliste for å lage bedre 3D-scener

Veien videre

Cachede 3d-tjenester!!Publiseres til AGOL eller AGSRask prosesseringTakler store mengder data++Eksempler på slike tjenester:

• 3Danalyse• 3DBy- nødsamtaler

Hva planlegger Geodata å tilby i fremtiden?

• Vi bygger Norge i 3d!• 3D byggeren settes på prøve• Vi planlegger å tilby de fleste byggene i Norge• Vi tenker også å produsere 3D objekter som vil berike 3dmodellen• Vi har laget robuste «sjekker» som undersøker byggenes

fullstendighet• Alt dette servert via ArcGIS server rett i skyen• En smakebit av resultat (kun bygg per nå)

• I tillegg utvikler vi NT3Dbygger til å bli mer robust

Kilder til informasjon om 3D

City Engine

• http://resources.arcgis.com/en/communities/city-engine/01w90000000r000000.htm#s=0&n=30&d=1

3D GIS / 3D analyser

• http://resources.arcgis.com/en/communities/3d/index.html

Anbefalte Sesjoner

Torsdag 5. Februar

• Samferdsel: Avinor

-’3D webscener for lufthavner ved bruk av NT 3D-bygger og City Engine’ (Rom Hydra, 10:30-11:30)

• Dataforvalting: Teknisk

-‘En introduksjon på ArcGIS Pro’ (Rom Atlantis 1 , 14:30-15:30)

Fredag 6. Februar

• Brukerforedrag- Annet: Oslo komunne

• -’3D-modellering av undergrunnsdata over Oslo’(Hydra, 10:30-11:30)

• Brukerforedrag- Annet: Oslo komunne

-’3D-print Oslo modell 2014’(Hydra, 10:30-11:30)