Projektbeschreibung als Beitrag zu

„Kulturhauptstadt | Ruhr.2010“

Automatische Validierung und (semi-) automatische Fehlerkorrektur von CityGML-Daten im Rahmen der Kooperation 3D Ruhrgebiet

KURZBESCHREIBUNG DES PROJEKTS

In den letzten Jahren wurden 3D-Stadt- bzw. Projektmodelle meist nur als rein graphische oder geometrische Modelle aufgebaut. Semantische und topologische Aspekte wurden dabei meist ganz vernachlässigt.
Um die multifunktionale Nutzbarkeit und damit die Nachhaltigkeit der Datenbestände zu gewährleisten, entstand zunehmend der Bedarf an 3D-Stadtmodellen für z. T. anspruchsvolle analytische Aufgaben und thematische Abfragen:

Um die Anforderungen möglichst vieler Nutzerinnen und Nutzer erfüllen zu können, wurden und werden kommunale, regionale und überregionale 3D-Stadtmodelle auf der Basis von CityGML aufgebaut. In dem vorliegenden Forschungsprojekt geht es um die Notwendigkeit und erste Möglichkeiten eines durchgreifenden Qualitätsmanagements für kommunale, regionale und überregionale 3D-Stadtmodelle. Dazu wurde von dem Lehrstuhl für graphische Systeme (Fakultät Informatik, Prof. Dr. H. Müller, Ansprechpartner: Frank Weichert) in fachlicher Zusammenarbeit mit Vertretern von Kommunen im Ruhrgebiet eine Prüfsoftware entwickelt, die den Kern der angestrebten Qualitätssicherung bilden soll.

Der Lehrstuhl für graphische Systeme ist als assoziiertes Mitglied an der Kooperation 3D Ruhrgebiet, kurz ruhr3.de, beteiligt. Im Hinblick auf die Aktivität „Kulturhauptstadt 2010“ vereinbarten die Partner der Kooperation „ruhr3.de” eine fachliche Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Geoinformation in 3D-Technik. Unter Beteiligung der Städte, Kreise und des RVR und Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft soll die Erstellung einer auf das Liegenschaftskataster gestützten, digitalen 3D-Geodatenbasis für das Ruhrgebiet bereitgestellt werden.

Abbildung 1: Dreidimensionales Modell des Dortmunder Rathauses

Bedingt durch die Mechanismen zur Generierung von CityGML, können sich aber unterschiedliche Ausprägungen von Fehlern in den Daten manifestieren. Derartige Retardierungen sind im Hinblick auf eine sachgerechte Verwendung mit äußerster Vorsicht zu sehen. Neben Einschränkungen in der visuellen Darstellung ist dieses insbesondere für nachgeschaltete, auf diese Daten aufbauende Betrachtungen problematisch. Exemplarisch sei hier die Berechnung von Potenzialflächen für die Sonnenenergie genannt. Daher ist es unabdingbar derartige Fehler detektieren zu können. Sofern dieses nachhaltig gelingt, könnten Datenbestände verifiziert und eventuelle Fehler behoben werden – auch aus wirtschaftlichen Erwägungen ist ein frühzeitiger, sich positiv auf die Daten auswirkender Eingriff in den Workflow wichtig. So liefert eine gegebene Option zur Fehlerdetektion Hinweise, um derartige Restriktionen im Prozess der Datengenerierung zu vermeiden oder zumindest deren Häufigkeit einzuschränken. Die Abbildung 1 zeigt hierzu ein dreidimensionales Modell des Dortmunder Rathauses, bei welchem eine Überprüfung auf potenzielle Fehler im zugrunde liegenden CityGML-Modell durchgeführt wurde – die Fehlerstellen sind durch rote Punkte markiert. Grundvoraussetzung entsprechender Mechanismen ist eine Separierung in unterschiedliche Fehlertypen und deren nachgeschaltete differenzierte Fehlerklassifikation – eine derartige Schematisierung ist auch ein wesentlicher Teilaspekt des Forschungsprojektes.

Neben der Verifikation der CityGML-Daten und der flächendeckenden, korrekten 3D-Darstellung sollen insbesondere Highlights wie beispielsweise der „Zollverein“ oder das „Dortmunder U“ hoch detailliert modelliert werden. Als professionelle Visualisierungsplattform kommt hierzu auch Microsoft Virtual Earth zur Anwendung. Mit dem Unternehmen wurde eine mehrjährige Nutzungsvereinbarung durch die Kooperation 3D Ruhrgebiet abgeschlossen.

Über die effiziente 3D-Visualisierung hinaus strebt der Lehrstuhl für graphische Systeme eine Erweiterung des Konzeptes ruhr3.de hin zu einem semantischen Modell im Sinne eines Geoinformationssystems an. Durch eine aktive Beteiligung an den Arbeitskreisen „AK Hochschulen“ und „AK Normen und Standards“ innerhalb der Kooperation 3D Ruhrgebiet ist es die Intention, die zugrunde liegenden CityGML-Daten bezüglich ihrer geometrischen und semantischen Eigenschaften nachhaltig zu optimieren und zu erweitern.

In Anbetracht der komplexen, verschiedene Fachrichtungen überspannenden Fragestellungen wurde ein erstes wissenschaftliches Netzwerk an der TU Dortmund mit der Fakultät für Raumplanung (Ansprechpartner: Christian Lindner) und der Fakultät für Bauwesen, Lehrstuhl für Baubetrieb und Bauprozessmanagement (Ansprechpartner: Tim Brandt) aufgebaut.

BETEILIGTE PERSONENKREISE

Fakultät Informatik, Lehrstuhl für graphische Systeme (Ansprechpartner: Frank Weichert)

Fakultät für Raumplanung (Ansprechpartner: Christian Lindner)

Fakultät für Bauwesen, Lehrstuhl für Baubetrieb und Bauprozessmanagement
(Ansprechpartner: Tim Brandt)

Kooperation 3D Ruhrgebiet, kurz ruhr3.de

KONTAKT

Dipl.-Inform. Frank Weichert
Fakultät Informatik, Lehrstuhl für graphische Systeme
Raum 121
Otto-Hahn-Straße 16
44221 Dortmund
Tel: (0231) 755-6323

E-Mail: Frank.Weichert@tu-dortmund.de

LINK

http://ls7-www.cs.uni-dortmund.de/CityGML