Verfügbarkeit: 3D-Geoinformationssysteme | Technische Universität München

3D-Geoinformationssysteme: Grundlagen und Anwendungen

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Bibliographische Detailangaben
Weitere beteiligte Personen:	Coors, Volker 1968- (HerausgeberIn), Zipf, Alexander 1971- (HerausgeberIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Heidelberg Wichmann [2005]
Schlagwörter:	Dreidimensionale Rekonstruktion Geoinformation Anwendungsbereich Geoinformationssystem Grundlage Einführung
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Umfang:	XXII, 522 Seiten Diagramme, Illustrationen, Karten DVD-ROM (12 cm)
ISBN:	3879074119

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adam_text	Titel: 3D-Geoinformationssysteme Autor: Coors, Volker Jahr: 2005 Inhaltsverzeichnis Teil I Grundlagen...........................................................................................................i A Erfassung von 3D-Geodaten.............................................................................3 1 y Erfassung von 3D-Daten mit Digitaler Photogrammetrie................................4 Eberhard Giilch 1.1 Einleitung....................................................................................................................4 1.2 Erfassungsmethoden im Überblick..............................................................................5 1.3 Photogrammetrie.........................................................................................................6 1.3.1 Stereophotogrammetrie...............................................................................................7 1.3.2 Digitale Photogrammetrie...........................................................................................8 1.4 3D-Geodaten und ihre photogrammetrische Erfassung.............................................10 1.4.1 Digitale Geländemodelle und digitale Orthofotos.....................................................11 1.4.2 True-Orthofotos.........................................................................................................12 1.4.3 3D-Gebäudemodelle..................................................................................................13 1.4.4 Visualisierung und Textur......................................................................................... 15 1.5 Automatisierte Rekonstruktion von 3D-Objekten.....................................................17 1.5.1 Halbautomatische Objekterfassung am Beispiel inJECT..........................................17 1.5.2 Empirische Untersuchungen und unabhängige Vergleiche.......................................22 1.6 Zusammenfassung.....................................................................................................22 2 _, Laserscanning zur dreidimensionalen Erfassung von Stadtgebieten..........................................................................................................26 Norbert Haala 2.1 Einleitung..................................................................................................................26 2.2 Laserscanning............................................................................................................27 2.3 DOM-Filteroperationen.............................................................................................30 2.4 Dreidimensionale Gebäudemodelle...........................................................................32 2.4.1 Geometrische Erfassung............................................................................................34 2.4.2 Texturierung..............................................................................................................36 B 3D-Geodatenmodelle.........................................................................................39 3 Räumliche Repräsentationen...............................................................................40 Martin Breunig 3.1 Vektorbasierte Repräsentationen...............................................................................41 3.1.1 Kantenmodell (Drahtmodell, Wireframe representation)..........................................41 3.1.2 Randrepräsentation (Boundary Representation)........................................................41 3.2 Zerlegende Repräsentationen....................................................................................42 3.2.1 Zellzerlegung (Cell-Decomposition).........................................................................42 3.2.2 Enumerationsverfahren (Spatial Occupancy Enumeration).......................................43 3.3 Analytische Repräsentationen...................................................................................44 3.3.1 Funktions-Randrepräsentation (FRR).......................................................................44 3.3.2 Sweep-Repräsentation...............................................................................................45 3.3.3 Parametrisierte Repräsentation (Primitive instancing)..............................................46 Inhaltsverzeichnis .........46 1 4 Hybride Repräsentationen................................................................ ., 3.4.1 Konstruktion mit Raumprimitiven (Constructive Solid Geometry - Cbü)...............w 3.5 Vergleich der Repräsentationen................................................................................ 3.6 Konvertierung zwischen 3D-Repräsentationen.........................................................^U 3.7 Simplizialkomplexe................................................................................................... 3.7.1 Zellkomplexe............................................................................................................. 3.7.2 Simplizialkomplexe...................................................................................................- 3.8 Zusammenfassung und Ausblick...............................................................................-)4 4 Normen und Standards für 3D-Geodaten.........................................................56 Gerhard Gröger und Thomas H. Kolbe 4.1 Einleitung..................................................................................................................56 4.2 Abstrakte Spezifikationen zur Modellierung räumlicher Objekte.............................57 4.3 Die abstrakte Geometriespezifikation ISO 19107 „Spatial Schema ........................58 4.3.1 Geometrische Konzepte............................................................................................58 4.3 2 Topologisehe Konzepte.............................................................................................62 4.4 Die Geography Markup Language 3.........................................................................63 4.4.1 Grundsätzlicher Aufbau von GML3..........................................................................64 4.4.2 Coverages..................................................................................................................65 4.4.3 Weitere Bestandteile von GML3...............................................................................66 4.5 AnwendungsmodeFlierung.........................................................................................66 4.6 Zusammenfassung und Ausblick...............................................................................68 5 Räumliche Operationen für geowissenschaftliche 3D-Datenbankmanagementsysteme....................................................................71 Andreas Tlwmsen 5.1 Funktionen einer 3D-Geo-Datenbank.......................................................................71 5.2 Räumliche Abfrage (Spatial Query)..........................................................................72 5.2.1 Räumliche Attribute und Beziehungen......................................................................72 5.3 Räumliche Operatoren und Transformationen..........................................................81 5.3.1 Topologisehe Operatoren..........................................................................................82 5.3.2 Geometrische Operatoren................................................................................. 82 5-3.3 Typ. Dimension und Kardinalität des Ergebnisses....................................................83 5.3.4 Geometrische Operatoren und Transformationen.....................................................84 5.4 Operationen auf Dreiecksnetzen im R1........................................................ 85 54.1 Transformation der Vertex-Koordinaten......................................................... $5 5.4.2 Transformation der Netz-Topologie.............................................. gg 5.4.3 Binäre Operationen auf Dreiecksnetzen..................................................... 90 6 Topologisehe Modelle für 3D-Geodatenbanken.......................................... 99 Volker Coors 61 Einleitung.............................................. 6.2 Topologisehe Relationen........................... ................................ .,.,, 62.1 C-Interseetion-Modell..........................._Z Z..................................................... 0 6.2.2 Topologisehe Datenmodelle..................... . .........................................................., 6-2.3 UDM als relationales Modell für 3D-Geodatenbanken...........................................108 62.4 l DM-Prototypfür3D-Stadtmodelle .......................................... ,, 6.3 Resümee.. ................................................................ ............................................................................................................112 Inhaltsverzeichnis XV 7 Modellierung und Analyse von 3D-Rasterdaten in Geodatenbanken..................................................................................................115 Peter Baumann 7.1 Einleitung................................................................................................................115 7.2 Kerneigenschaften und Terminologie.....................................................................118 7.2.1 Diskretisiert.............................................................................................................118 7.2.2 Dimensionsbehaftet.................................................................................................120 7.2.3 Großvolumig...........................................................................................................120 7.3 Stand der Technik....................................................................................................121 7.3.1 Raster-Datenbanken................................................................................................122 7.3.2 Werkzeuge zur interaktiven statistischen Datenanalyse..........................................122 7.3.3 Multimedia-Datenbanken........................................................................................123 7.4 Modellierung von Geo-Rasterdaten für 3D+...........................................................124 7.4.1 Modellierung multidimensionaler Raster................................................................124 7.4.2 Raster-Anfragen......................................................................................................126 7.4.3 Speicherung.............................................................................................................131 7.5 Zusammenfassung und Ausblick.............................................................................138 3D-Geodatenformate.......................................................................................141 Dateiformate für vektorbasierte 3D-Geodaten...............................................142 Nicolai Freiwald und Robert Jany 8.1 Einleitung................................................................................................................142 8.2 Dateiformate für Internet-Anwendungen................................................................142 8.2.1 VRML 97................................................................................................................143 8.2.2 GeoVRML 1.1.........................................................................................................147 8.2.3 X3D.........................................................................................................................148 8.2.4 Shockwave 3D........................................................................................................152 8.3 Dateiformate für CAD-Anwendungen....................................................................152 8.3.1 DXF.........................................................................................................................153 8.3.2 3DS.........................................................................................................................154 8.4 Dateiformate für GIS-Anwendungen......................................................................154 8.4.1 3D-Shapefile...........................................................................................................154 8.4.2 TIN..........................................................................................................................155 9 Industry Foundation Classes (IFC) - das Standarddatenformat im Bauwesen und 3D-Geoinformationssysteme...................................................159 Andreas Kohlhaas und Thomas Liebich Bedeutung und Entwicklung von IFC.....................................................................159 .1 Das neue Software Paradigma.................................................................................160 .2 International Alliance for Interoperability...............................................................163 .3 Entwicklungsgeschichte der IFC.............................................................................164 .4 Leistungsumfang, das geometrische und semantische Modell................................166 9.1.5 Akzeptanz in der Software- und Bauindustrie.........................................................169 9.1.6 Beispiele für die Anwendung des IFC-Standards....................................................171 9.2 Relevanz der IFC-Datenmodelle für 3D-Geoinformationssysteme.........................173 9.2.1 Standortbestimmung der 3D-Stadtmodelle.............................................................173 9.2.2 Anforderungen an integrierte 3D-Stadtmodelle......................................................177 2 Inhaltsverzeichnis XVI______________ 9.2.3 Repräsentanten in beiden Welten und Anwendungsbeispiele.................................179 9.2.4 Zukünftige Entwicklungen und Ausblick................................................................^ 9.3 Zusammenfassung................................................................................................... 183 D 3D-Visualisierung............................................................................................. 10 Grundlagen der 3D-Computergrafik 184 Wolfgang Müller 1 W/l 10.1 Einführung.............................................................................................................. * 10.2 Polygondarstellung dreidimensionaler Objekte.......................................................184 10.2.1 Einführung..............................................................................................................¡^ 10.2.2 Grundlagen..............................................................................................................1! 10.2.3 Repräsentation von Polygonen und Polygonnetzen................................................ 86 10.2.4 Andere Formen der Geometrierepräsentation.........................................................187 10.3 Koordinatensysteme und Transformationen............................................................188 10.4 Der Szenengraph.....................................................................................................191 10.5 Texturierung............................................................................................................I9 10.6 Beschreibungssprachen und Systeme......................................................................197 10.7 Zusammenfassung und Ausblick.............................................................................199 11 Internet-basierte Echtzeitvisualisierung von 3D-Geodaten..........................202 Christopher Zach, Markus Grabner, Mario Sormann und Konrad Karner 11.1 Motivation und Einführung.....................................................................................202 11.2 Echtzeitvisualisierung.............................................................................................203 11.2.1 Begriffe...................................................................................................................203 11.2.2 Erzeugen von Detailstufen......................................................................................205 11.2.3 Laufzeitverwaltung..................................................................................................208 11.3 Visualisierung über das Internet..............................................................................210 11.3.1 Kompression...........................................................................................................211 11.3.2 Charakteristik..........................................................................................................212 11.3.3 Datensicherheit........................................................................................................212 11.4 Ausblick und weiterführende Literatur...................................................................213 12 Geländetexturen als Mittel für die Präsentation, Exploration und Analyse komplexer räumlicher Informationen in 3D-GIS...........................217 Jürgen Döllner und Konstantin Baumann 12.1 Digitale Geländemodelle und ihre Texturierung............................................... 217 12.1.1 Geländemodelle und Geländetexturen.......................................... 717 12.2 Visualisierung von Geländetexturen.......................................... 7\|¡4 12.2.1 Texturen und Texturierung........................................... 7\|o 12.2.2 Interne Repräsentation von Texturen....................................... ..................219 12.2.3 Multiresolutionsmodellierung von Geländetexturen......................„„,...................~ 2() 12.2.4 Texturierung des Geländenetzes.......................................... ..........................221 12.3 Kombination von Geländetexturen................................... ............................-n 1 12.3.1 Bildraumbasierte Kombination.............................. .......................................2?i 12.3.2 Multitexturing als grafische Operation........ . . . . . . . . ....................................................222 12.3.3 Geländetextur-Operatoren. .224 -----»..«wv/iim V^J_i .t tl«JH.[l............... ___ 12.4 Explorationswerkzeuge für komplexe Gelandetexturenl !! . ^ ..................... Inhaltsverzeichnis XVII 12.4.1 Linsen-Geländetextur-Operation.............................................................................224 12.4.2 Distanz-abhängig generalisierte Texturen...............................................................225 12.4.3 Zeitvariante Texturen..............................................................................................225 12.4.4 Mess-Texturen.........................................................................................................226 12.4.5 Vektorgrafik-Texturen............................................................................................227 12.5 Geländetexturen als Gestaltungsmittel....................................................................227 12.5.1 Schattierungs-Texturen...........................................................................................227 12.5.2 Schatten-Texturen ..................................................................................................229 12.5.3 Annotations-Texturen..............................................................................................229 12.6 Potenziale................................................................................................................230 Teil II Anwendungen in Forschung und Praxis............................................231 E Stadtmodelle.......................................................................................................233 13 3D-Stadtmodellierung auf der Basis internationaler GI-Standards...........234 Gerhard Gröger und Thomas H. Kolbe 13.1 Einleitung................................................................................................................234 13.2 Anforderungen an 3D-Stadtmodelle........................................................................235 13.3 Problem der Interoperabilität bei 3D-Stadtmodellen...............................................236 13.4 Basis- und Anwendungsmodellierung.....................................................................238 13.5 Realisierung besonderer Anforderungen.................................................................241 13.5.1 Modellierung von Objekten mit Öffnungen............................................................241 13.5.2 Integration oberflächenstrukturierender Objekte in das DGM................................243 13.5.3 Konsistente Verwaltung mehrerer Levels of Detail................................................245 13.6 Zusammenfassung und Ausblick.............................................................................246 14 Datenbank-basierte Visualisierung von Hamburg.........................................250 Arne Schilling, Heiko Blechschmied und Uwe Jasnoch 14.1 Einführung..............................................................................................................250 14.2 Ausgangslage..........................................................................................................250 14.3 Entwicklung der Geodatenbank..............................................................................252 14.3.1 Konzeptionelle Vorarbeiten....................................................................................252 14.3.2 Speicherung von 3D-Objekten................................................................................253 14.3.3 Gelände-Management.............................................................................................255 14.3.4 Aufbau einer erweiterten 3D-GIS/MuItimedia Datenbank......................................257 14.4 Gesamtsystem.........................................................................................................259 14.5 Echtzeit- Visualisierung...........................................................................................261 14.6 Ausblick..................................................................................................................263 15 Das 3D-StadtmodelI der Landeshauptstadt Stuttgart...................................265 Werner Bauer und Hans-Ulrich Mohl 15.1 Einführung..............................................................................................................265 15.1.1 Die Region und die Landeshauptstadt Stuttgart......................................................265 15.1.2 Topographie............................................................................................................265 15.1.3 Gebäudebestand......................................................................................................266 15.1.4 Kommunale Gebäudefachdaten...............................................................................266 15.1.5 Digitales Geländemodell.........................................................................................266 XVIII Inhaltsverzeichnis 15.2 Erste Schritte...........................................................................................................;?66 15.2.1 Die Beauftragung der Dachauswertungen...............................................................266 15.2.2 Aufwand und erste Ergebnisse................................................................................267 15.2.3 Ernüchterung - was nun? Oder: was lernt man daraus?..........................................267 15.3 Konsolidierung........................................................................................................268 15.3.1 Hardware, Software, Viewer...................................................................................268 15.3.2 Datenhaltung und-aktualität...................................................................................268 15.4 Produktlinien...........................................................................................................269 15.5 Fortführung des Datenbestandes.............................................................................269 15.5.1 Integration in bestehende Arbeitsabläufe................................................................269 15.5.2 Datentransfer CAD-Werkzeug - GI-System...........................................................270 15.5.3 Fortführungswerkzeuge...........................................................................................271 15.5.4 Datenhaltung...........................................................................................................272 15.6 Anwendungen und Nutzer.......................................................................................273 15.6.1 Im Blickwinkel des Kunden....................................................................................273 15.6.2 Wege der Präsentation.............................................................................................274 15.6.3 Vermarktung der 3D-Daten.....................................................................................276 15.7 Der Umbruch könnte auch ein Durchbruch sein.....................................................277 15.8 Fa/it oder „alles lässt sich - noch - bewegen, alles ist in Bewegung! ...................278 F Visualisierung und mehr................................................................................279 16 Visualisierung und Analyse in 2,5D- und 3D-GIS - von loser Kopplung zu voller Integration? Beispiele anhand kommerzieller Produkte............................................................................ 280 Dirk Tiede und Thomas Blaschke 16.1 Motivation und Einführung....................................... 280 16.2 Warum 3D-Analyse?................................... 281 16.3 Von Visualisierung zu 3D-GIS.................................. ............................282 16.3.1 SD-Analyse/Visualisierungs-Entwicklungsschritte am Beispiel der ¿SRI-............. GIS-Produkte..................................................... 284 16.4 Beispielsablauf einer SD-Landschaftsvisualisierung mit ArcGIS 9.........................287 16.5 Bewertung. Potenzial und Ausblick.................... 289 16.5.1 3D-Visualisierung - 3D-Analyse............... . . . . . . . . . .................................................289 16.5.2 Datenseitige Entwicklungen - Beispiel Laserërannin^ .3 ~3 ; .................... extraction ... ..................................................................................... ,, .....................................................................................290 Ï22ï Vlsu* en ] ^^^ ^^ngimlnternet...........................................................................293 ....................298 ....................300 Inhaltsverzeichnis XIX 17.4.1 „Wetter in 3D ........................................................................................................302 17.4.2 MOBIN - Verkehrsinformation für das Mobilitätsnetzwerk Baden- Württemberg ...........................................................................................................302 17.5 Fazit und Schlussbemerkung...................................................................................303 18 Augmented Reality im Katastrophenmanagement........................................305 Johannes Leebmann, Alexandre Hering Coelho, Hans-Peter Bahr, Guido Staub und Joachim Wiesel 18.1 Einleitung................................................................................................................305 18.2 Ausrüstung..............................................................................................................306 18.3 Datenbasis...............................................................................................................308 18.3.1 Vor dem Ereignis gesammelte Daten......................................................................308 18.3.2 Nach dem Ereignis gesammelte Daten....................................................................309 18.3.3 Abgeleitete Daten und Simulationen.......................................................................309 18.4 Überlagerung von realer und virtueller Szene.........................................................310 18.5 Verdeckung virtueller Objekte................................................................................312 18.6 Einsturz von Gebäuden nach Erdbeben...................................................................313 18.7 Visualisierung simulierter Hochwasserereignisse...................................................316 18.8 Schlussfolgerungen.................................................................................................317 19 Wenn Geodäten fliegen lernen - 3D-Geoinformationslösungen in der Aviatik............................................................................................................320 Stephan Nebiker 19.1 Einleitung................................................................................................................320 19.1.1 Motivation...............................................................................................................320 19.1.2 Aktuelle Probleme und Strategien in der Aviatik....................................................320 19.1.3 Der Beitrag der Geoinformatik................................................................................321 19.2 3D-Geoinformation in der Aviatik- eine Übersicht...............................................321 19.2.1 Übergeordnete Eigenschaften und Anforderungen.................................................322 19.2.2 2D- und 3D-Luftfahrtinformationen........................................................................322 19.2.3 Verwaltung von 3D-Luftfahrtinformationen...........................................................323 19.2.4 3D-Visualisierung von Luftfahrtinformationen.......................................................325 19.2.5 3D-Inhaltsverwaltung (3D Content Management)..................................................326 19.3 Anwendungsbereiche für 3D-Geoinformationslösungen........................................327 19.3.1 Die 3D-Luftfahrtinformationsdatenbank als Basis..................................................327 19.3.2 Kartierung und Nachführung von Luftfahrthindernissen........................................328 19.3.3 Luftfahrtinformationsprodukte und -dienste...........................................................329 19.3.4 Training und Simulation..........................................................................................329 19.3.5 Synthetische Sicht...................................................................................................331 19.4 Zusammenfassung und Ausblick.............................................................................332 G Geowissenschaften............................................................................................335 20 3D-GIS und -Atmosphärenmodelle für die urbane und regionale Umweltplanung....................................................................................................336 Lars Bernard 20.1 Einführung..............................................................................................................336 20.2 Mikro- und mesoskalige Atmosphärenmodelle für die Umweltplanung.................336 20.2.1 Grundlagen mikro- und mesoskaliger Atmosphärenmodelle..................................337 Inhaltsverzeichnis XX -ITO 20.2.2 Parametrisierungen und Koordinatensysteme......................................................... - () 2 3 Diskretisierung und Implementierung..................................................................... - 20.3 GIS für Vor- und Nachbereitung der Atmosphärensimulationen............................™ 20.4 Kombination von GIS und Atmosphärenmodellen.................................................- () 4 1 Kopplung über Dateischnittstellen........................................................................... 20.4.2 Gemeinsame Daten- und Methodenzugriffschicht - Erste Stufe der Interoperabilität........................................................................................................ 20.4.3 Infrastrukturen zur Kombination von Geoinformations- und Simulationsdiensten - Zweite Stufe der Interoperabilität........................................350 21 Datenbankunterstützung für geologische Anwendungen 354 Andreas Thomsen, Martin Breunig, Wolfgang Bär, Armin B. Cremers und Agemar Siehl 21.1 Grundlagen..............................................................................................................354 21.1.1 Modellierung thematischer und räumlicher Geodäten.............................................354 21.1.2 Modellierung der Geometrie und Topologie im dreidimensionalen Raum.............356 21.1.3 Verwaltung von 3D-Geodaten.................................................................................356 21.2 Anforderungen geologischer 3D-Modelle des Untergrundes..................................358 21.2.1 Voraussetzungen.....................................................................................................358 21.2.2 Geometrische und topologische Datenstrukturen....................................................359 21.2.3 Ergebnisdarstellung, interaktive Geometriemodellierung.......................................360 21.2.4 Zeitabhängigkeit von Geometrie-Modellen.............................................................361 21.2.5 Interoperabilität und Datenübertragung...................................................................361 21.3 Beispielimplementierungen für3D-GIS und Anwendungen...................................363 21.3.1 GeoStore/GeoToolKit.............................................................................................363 21.3.2 Geodienste...............................................................................................................365 21.4 Geologische Anwendungsbeispiele.........................................................................366 21.4.1 Kopplung zweier kinematischer 3D-Modelle in der Niederrheinischen Bucht mit dem 3D-Geoinformationssystem Geostore.............................................366 21.4.2 Kopplung von geometrischem Modellierer, 3D-Datenbank und gravimetrischem Modell mittels CORBA...............................................................369 21.4.3 Mobile Geodienste..................................................................................................37) 21.5 Zusammenfassung und Ausblick............................................................................372 22 Web-gestützte Analysetechniken für mehrdimensionale Geo-Rasterdatenbanken.....................................................................................376 Peter Baumann Einleitung................................................................... 37^ Umwelt-Messreihen.................................................. 375 Web Map Service..................................... ^77 Web Coverage Service............................................. -^1 Datenbankstruktur und Basisfunktionalität.............................. 382 Struktur und Umsetzung von WCS-Requests.......................................................383 Beispiel Vegetationsanalyse...................................!.. . . . . ......................................384 Beispiel différentielle Geländemodelle............................ .....................................385 Analyse von 4D-Klimamodellen.............................. . .....................................386 Dimensionsneutrale Analyseanfragen.....................................................................387 Zusammenfassung und Ausblick.............. ........................................................-,oo ...................................................................JOÖ 22. 1 IT 2 Ti 3 Tí 4 22. 4.1 T) .4.2 22 .4.3 Tl .4.4 22 .5 2 i .6 Inhaltsverzeichnis XXI H Spezialgebiete.....................................................................................................391 23 Funknetzplanung als Anwendungsgebiet für 3D-GIS...................................392 Hartmut Müller 23.1 Funkwellenausbreitung und 3D-GIS.......................................................................392 23.2 Funkausbreitungsmodelle........................................................................................392 23.3 Anwendung von Funkausbreitungsmodellen..........................................................394 23.4 Geodatenbasis.........................................................................................................396 23.5 Anforderungen an die GIS-Funktionalität...............................................................398 23.6 Pilotprojekt Innenstadt Frankfurt am Main.............................................................399 23.7 Verifizierung der Prognoseergebnisse.....................................................................401 23.8 Ausblick..................................................................................................................403 24 Verwendung von 3D-Daten für mobile Anwendungen.................................404 Thorsten Schulz, Ursula Kretschmer und Daniel Holweg 24.1 3D-Informationen auf mobilen Geräten..................................................................404 24.2 Bereitstellung von dreidimensionalen Datenbeständen in mobilen Anwendungen.........................................................................................................406 24.2.1 Inhalte dreidimensionaler Karten............................................................................407 24.2.2 Kontextmodell.........................................................................................................408 24.2.3 AR im Außenbereich...............................................................................................410 24.3 3D-Informationen zur Bestimmung von Position und Blickrichtung......................411 24.3.1 3D-Modell als Referenz..........................................................................................412 24.3.2 AR im urbanen Umfeld...........................................................................................413 24.4 Eine neue Interaktionsmetapher für ein mobiles GIS..............................................413 24.4.1 Grafik- und skizzenbasierte GIS-Anfragen.............................................................415 24.4.2 Anwendungsfelder eines mobilen, intuitiven GIS...................................................418 24.5 Die Gesamtarchitektur CBDP.................................................................................419 24.6 Kontextabhängiges Tracking...................................................................................421 24.7 Zusammenfassung...................................................................................................423 25 GPS und Echtzeitvisualisierung in der Landschaftsarchitektur.................426 Peter Petschek 25.1 Visualisierung in der Landschaftsarchitektur - eine historische Einführung..............................................................................................................426 25.2 3D in der heutigen Landschaftsarchitektur..............................................................428 25.3 GPS in der Landschaftsarchitektur..........................................................................429 25.4 GPS und echtzeitbasierte 3D-Planung....................................................................431 25.5 Resümee..................................................................................................................433 26 Kinsatz von Geoinformationstechnologien in der Sportwissenschaft................................................................................................435 Alexander K rümer. Florian Sei friz. Ralf Roth und Joachim Mester 26.1 Einleitung................................................................................................................435 26.2 Methodische Grundlagen/Vorgehensweise.............................................................436 26.2.1 GPS-Global Positioning System...........................................................................436 26.2.2 GIS - Geographisches Informationssystem............................................................437 26.3 Leistungsdiagnostik im Skilanglauf........................................................................438 26.3.1 Messablauf..............................................................................................................438 Inhaltsverzeichnis ...........438 26.3.2 Ergebnisse.............................................................................................. 26.3.3 Fazit......................................................................................................................... 26.4 Simulationsmodell im alpinen Skirennlauf.............................................................^ 26.4.1 Modellbeschreibung................................................................................................ ~ 26.4.2 Optimierung der Fahrlinie.......................................................................................4 - 26.4.3 Einsatz des Simulationsmodells im Spitzensport - Winter-Olympiade Salt Lake City 2002........................................................................................................444 26.4.4 Weitere Untersuchungen zum Einsatz von GPS im alpinen Skirennsport..............445 26.5 Zusammenfassung und Ausblick.............................................................................447 27 Dreidimensionale Erfassung von Denkmälern...............................................450 Wolfgang Böhler 27.1 Grundsätzliche Überlegungen.................................................................................450 27.1.1 Denkmäler...............................................................................................................450 27.1.2 Dokumentation........................................................................................................450 27.1.3 Ergebnisse der geometrischen Erfassung................................................................450 27.1.4 Braucht die Denkmalpflege 3D?.............................................................................451 27.2 Erfassung anhand ausgewählter Einzelpunkte.........................................................452 27.2.1 Handvermessung.....................................................................................................452 27.2.2 Taktile Verfahren....................................................................................................452 27.2.3 Tachymetrische Vermessung..................................................................................453 27.3 Erfassung durch photogrammetrische Verfahren....................................................454 27.3.1 Kameras..................................................................................................................454 27.3.2 Einzelbilder.............................................................................................................456 27.3.3 Konvergentaufnahmen............................................................................................456 27.3.4 Stereoaufnahmen.....................................................................................................456 27.3.5 Auswerte- und Darstellungsmöglichkeiten.............................................................457 27.3.6 Genauigkeit.............................................................. 45$ 27.4 Erfassung durch 3D-Scanning................................................................458 27.4.1 3D-Scanner..................................................................[. .Z . . . Z . .............................458 27.4.2 Besonderheiten des Messverfahrens........................................ 459 27.4.3 Genauigkeit......................................................... 4^q 27.4.4 Verwendung der Punktwolke................................................... 461 27.4.5 Ableitung von CAD-Modellen aus der Punktwolke................ZZZZZZZZZZZZZZZ 461 27.4.5 Ableitung von vernaschten Oberflächen aus der Punktwolke........... ... ... .... . . .. . 462 27.5 Auswahl und Kombination von Verfahren................................................ 463 27.5.1 Auswahl eines geeigneten Messverfahrens......................... ...............................463 27.5.2 Kombination von 3D-Scanning und Programmétrie . . . . . ..............................465 27.6 Braucht die Denkmalpflege 3D?....................... ........................4^5 Anhang 1: ÍD-GIS-Softwareübersicht................................. 467 Anhang 2: Hinweise zur DVD... ....................................................................................49o Farbtafeln..... ......................................................................................................................499 Autorenverzeichnis .............................................................................................................515 Sach Wörterverzeichnis ..........................................................................................................518
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