Engine fĂŒr 3D-Stadtmodelle

Mit CitiGenius stellt Phoenics eine neue Lösung fĂŒr die Erstellung objektorientierter 3D-Stadtmodelle vor, bei der die Fachanwendungen integriert sind.

Die IT-Welt ist voller Schlagwörter und AbkĂŒrzungen. Manchmal kĂŒnden sie tatsĂ€chlich etwas bahnbrechend Neues an, meistens jedoch sind sie das Ergebnis von MarketingauftrĂ€gen und wollen den berĂŒhmten alten Wein in neuen SchlĂ€uchen verkaufen. Der Photogrammetrie-Spezialist Phoenics aus Hannover zeigt dieses Jahr auf der Intergeo eine Neuigkeit, die als „3D Geospatial Solution“ angekĂŒndigt wird und die tatsĂ€chlich einige der bekannten AnsĂ€tze der Branche weiterdenkt. Was ist also dran an der neuen Lösung, die den Namen CitiGenius trĂ€gt?

ZunĂ€chst einmal eine einfache, abstrakte ErklĂ€rung: CitiGenius ist eine datenbankorientierte Lösung, bei der alle geometrischen und alphanumerischen Daten zu StĂ€dten und Infrastruktur in 3D modelliert werden und auf deren Basis verschiedene Applikationen laufen, die neben typischen LĂ€rm-, Wind- oder Überflutungsanalysen, Tools zur TerrorbekĂ€mpfung, fĂŒr den Katastrophenschutz, den Brandschutz oder die Landesverteidigung bereitstellen.

Hochwertige Texturen aus SchrÀgluftbildern, hier am Beispiel der Stadt Frederick in den USA. Foto: Phoenics

Eine wesentliche Besonderheit im Vergleich zur bisherigen Produktion von 3D-Modellen ist es, dass mit CitiGenius verschiedenste Workflows unter Verwendung unterschiedlicher Ausgangsprodukte genutzt werden. „Eingang finden neben Luftbildern, Laserdaten oder 3D-Punktwolken auch SchrĂ€gluftbilder oder andere semantische Daten“, erklĂ€rt Markus Guretzki, GeschĂ€ftsfĂŒhrer von Phoenics und CitiGenius. Dabei werden moderne Methoden aus den Bereichen Artificial Intelligence (AI), Deep Learning, High Performance Computing und Simulation Technologies and Computer Graphics genutzt, um Rasterdaten zu synthetisieren und aus diesen vektorbasierte Objektmodelle zu generieren. Die dazu notwendige Voraussetzung ist, dass die einzelnen Datenprodukte in einem einheitlichen geografischen Bezugssystem vorliegen. „Heutzutage ist es zum Beispiel möglich, dass auch SchrĂ€gluftbilder georeferenziert werden und so fĂŒr die Modellierungen von Fassaden oder DĂ€chern hervorragend genutzt werden können“, erlĂ€utert Guretzki. Die Methoden kommen ebenso zum Einsatz, um auf Basis eines Digitalen OberflĂ€chenmodells (DOM) GebĂ€ude oder Vegetation zu modellieren und daraus außerdem ein Digitales GelĂ€ndemodell (DGM) zu erzeugen. Genauso gut kann aus einem DGM mit Hilfe von hochauflösenden Luftbildern ein DOM erstellt werden. „Die in CitiGenius entwickelte Engine kann dabei quasi beliebige Workflows anwenden, je nachdem, welche Daten vorliegen und welche Produkte generiert werden sollen“, erlĂ€utert Guretzki.

Die Prozesse laufen nach Angaben von Phoenics zum Teil vollautomatisiert ab. Es gibt aber auch Werkzeuge zur manuellen Nachbearbeitung. DafĂŒr bietet CitiGenius zum Beispiel verschiedene Objektbibliotheken, die auch regionale Besonderheiten abbilden. „So ist es zum Beispiel möglich, Standard-Modelle von Straßenlaternen in das 3D-Stadtmodell zu ĂŒbernehmen, die den in Deutschland ĂŒblichen Bauweisen entsprechen“, beschreibt Guretzki. Als Ergebnis entsteht ein „synthetisches, datenbankorientiertes 3D-Stadtmodell, das die Basis fĂŒr viele Funktionen rund um den Themenkomplex Smart City bildet“, so der Phoenics-GeschĂ€ftsfĂŒhrer.

Funktionen aus Anwendersicht

Seit Jahren werden die verschiedensten Funktionen diskutiert, die man auf Basis von 3D-Stadtmodellen realisieren kann. Die Frage war dabei immer, wie man welche Daten aus dem originĂ€ren Modell herauslösen kann, um diese dann den jeweiligen Fachanwendungen zur VerfĂŒgung zu stellen. CitiGenius wĂ€hlt einen anderen, hochintegrierten Ansatz: Bei der Lösung setzen die Applikationen direkt auf der Modellierungsumgebung auf und werden innerhalb der Suite integriert. Bisher gibt es bereits einige Standardanwendungen, die auf Kundenwunsch hin stetig weiterentwickelt werden. So wĂ€chst das System mit den angefragten Tools und FunktionalitĂ€ten.

CitiGenius adressiert aber vor allem Analysen – beispielsweise zur Wind- und Schadstoffausbreitung, zu SolarenergieertrĂ€gen oder fĂŒr die Stadtplanung. So können etwa Architekturmodelle integriert oder Videos erstellt werden. Die Solaranwendung beispielsweise berechnet anhand der saisonalen und tĂ€glichen Variationen der Sonneneinstrahlung, wie viel Solarenergie von Panels, die auf der freien DachflĂ€che installiert werden, produziert werden kann. Dabei werden auch Verschattungen durch benachbarte Strukturen wie HĂ€user oder Vegetation berĂŒcksichtigt. Mit CitiGenius können zum Beispiele Überflutungsmodelle erstellt, Notfallsituationen simuliert oder DacheinstĂŒrze durch Eis und Schneelasten prognostiziert werden. Weitere Anwendungen bieten sich auf Basis der integrierten Messtools zur LĂ€ngen- und Winkelmessung im dreidimensionalen Raum fĂŒr die Bereiche TerrorbekĂ€mpfung, Katastrophenschutz, Brandschutz sowie fĂŒr die polizeiliche Einsatzplanung.

„Besonders interessant fĂŒr den deutschsprachigen Markt sind die Anwendungen fĂŒr den 3D-Kataster-Bereich, da DĂ€cher und GrundflĂ€chen sehr gut separiert werden können“, sagt Guretzki. CitiGenius liefert also eine komplette 3D-Lösung bestehend aus Daten, Software und Dienstleistung. Der Kunde erhĂ€lt somit ein anwendungsbezogenes Produkt bestehend aus Daten und Software mit vorhandenen Funktionen und Analysen und je nach Bedarf neu entwickelten Lösungen fĂŒr spezielle Aufgaben. „Mit dem Funktionsspektrum kann man CityGenius ohne weiteres als 3D-GIS bezeichnen“, so der GeschĂ€ftsfĂŒhrer. Neben vielen internationalen Projekten wurden in Deutschland Testprojekte durchgefĂŒhrt, etwa fĂŒr den Firmenstandort in Seelze, bei dem im Rahmen einer Befliegung gezeigt wird, wie „selbst aus einer geringen Überlappung von 60/30 hervorragende 3D-Stadtmodelle erzeugt werden können“, so Guretzki.

Halle 12.1 | D.097

www.citigenius.eu