Der Osnabrücker GIS-Anbieter Geoplex hat mit PlexMap eine Systemsoftware entwickelt, die das Verwalten, Verarbeiten und Visualisieren von 3D-Geodaten vereinfachen soll.
Heutzutage liegen 3D-Stadtmodelle in vielen Verwaltungen bereits vor oder können von der zuständigen Landesvermessung bezogen werden. Um mit den vorliegenden 3D-Daten nun jedoch einen echten Mehrwert zu erzielen, wird eine leistungsfähige 3D Geodateninfrastruktur mit Komponenten zur Datenhaltung, Datenverarbeitung und (Web-)visualisierung benötigt. Diese Inwertsetzung von dreidimensionalen Daten will der Osnabrücker Softwareanbieter Geoplex ermöglichen und bietet mit PlexMap eine standardkonforme, webbasierte Systemsoftware zum Aufbau einer 3D-GDI an.
PlexMap 2.0 besteht aus den vier frei konfigurierbaren Komponenten Create3D, Magazine, Switchboard und dem 2D&3D-Viewer. Bild: Geoplex
Seit 2013 konzentriert sich das Unternehmen verstärkt auf die webbasierte Verwaltung, Verarbeitung und Visualisierung von 2D und 3D Geodaten und hat passend zur Intergeo 2016 die neue Version 2.0 der eigenen Software PlexMap vorgestellt. Schon 2015 gewann Geoplex mit PlexMap die internationale Web3D City Modeling Competition und wurde zweiter beim GIS Best Practice Award. Plex- Map ist aktuell zum Beispiel in den Städten Stuttgart, Osnabrück, Lage und Düren, im Landkreis Osnabrück sowie als erster landesweiter 3D-Viewer im Projekt „Rheinland-Pfalz in 3D“ im Einsatz.
PlexMap 2.0 besteht aus den vier frei konfigurierbaren Komponenten Create3D, Magazine, Switchboard und dem 2D&3D-Viewer. Das System ist im Inter- und Intranet sowie am eigenen Arbeitsplatz nutzbar. Mit diesen vier Werkzeugen will Geoplex die vier aktuell noch bestehenden Hindernisse für die gewinnbringende Nutzung von 3D-Geodaten überwinden. Laut Frederik Hilling, Geschäftsführer von Geoplex, sind dies „fehlende Schnittstellen zu den 3D-Formaten anderer Disziplinen und zur Integration bestehender 2D-Daten, fehlende Fortschreibungskonzepte für 3D-Stadtmodelle, fehlende Analyseund Verarbeitungsmöglichkeiten für 3D-Daten, sowie fehlende Viewer zur ruckelfreien 3D-Darstellung ganzer Stadtgebiete“. Sind diese Probleme erst einmal gelöst, steht der intensiven Nutzung von 3D-Daten in den Planungszusammenhängen einer öffentlichen Verwaltung laut Hilling nichts mehr im Wege.
2D und 3D-Daten integrieren und versionieren
„3D-Daten liegen leider nicht immer standardkonform im CityGML-Format vor. Das ist ein großes Hemmnis für die Nutzung von 3D-Daten“, sagt Frederik Hilling. In der Praxis kämen verschiedenste Akteure mit den unterschiedlichsten Formaten aus ihrer eigenen Software auf die Verwaltungen zu. Diese Formate müssen integrierbar sein. Auch gelte es, die bestehenden 2D-Daten im 3D-Kontext gewinnbringend zu nutzen. Zur Lösung des komplexen Problems der Datenintegration hat Geoplex das Magazine als Datenhaltungskomponente von PlexMap entwickelt. Über das Magazine lassen der sich zwei und dreidimensionale Geodaten, -Dienste und Dokumente in PlexMap integrieren. Das Besondere an dieser Komponente sind die vielen Schnittstellen z.B. zu ArcGIS, QGIS, OSM, Blender, SketchUp, Excel, Access, VIS-All, Autocad und MapInfo. Zudem bietet die Komponente eine Versionierung aller gespeicherten Daten und beinhaltet eine INSPIRE-konforme Metadatenverwaltung.
Automatisierte Fortschreibung
Mit der Software Create 3D lassen sich 3D-Gebäudemodelle aufbauen und fortschreiben. Für die Detailstufen LoD1 und LoD2 erledigt die Software dies sogar automatisch. „Die Fortschreibung des 3D-Stadtmodells ist ein sehr wichtiges Thema, weil man mit veralteten Daten nicht produktiv arbeiten kann,“ erklärt Frederik Hilling. Im Gegensatz zu vielen Lösungen auf dem Markt setzt Create 3D technisch nicht auf Standarddachformen, sondern auf sogenannte best-fitting-planes. „So schafft die Software einen realitätsnäheres 3D-Modell und macht sich dabei die stetig besseren Oberflächenmodelle zu nutze.“ Als PlexMap-Komponente ist Create3D zudem mit der Datenhaltungskomponente Magazine vernetzt. Für die Texturierung oder manuelle Aufwertung einzelner Gebäude steht eine SketchUp-Schnittstelle zur Verfügung.
Auswertung von 2D/3D-Daten
„Die Schaffung von Möglichkeiten zur Auswertung von dreidimensionalen Daten ist der zentrale Aspekt auf dem Weg zur gewinnbringenden Nutzung von 3D-Stadtmodellen“, so Hilling. 3D-Daten seien meist sehr komplex und beanspruchen viel Datenvolumen. Aus diesem Grunde gebe es auf dem Markt nur wenig Software, die Tools zur Auswertung von dreidimensionalen Daten anbietet. „Das PlexMap-Switchboard schafft hier Abhilfe und bietet über 130 GIS-Funktionen zur Auswertung von 3D-Stadtmodellen an. Das ist branchenweit einmalig“, erörtert Hilling. Über die Switchboard-Oberfläche lassen sich Geodaten und GIS-Funktionen im Bausteinprinzip frei miteinander kombinieren. Zudem können auch die bestehenden 2D-Daten genutzt und regel- oder attributbasiert um die dritte Dimension erweitert werden. So lassen sich beispielsweise Kanal-, Leitungs- und Baumkataster in die 3D-Welt integrieren. Dabei erzeugte Dateien können exportiert, per Mail versendet, im PlexMap-Magazine gespeichert oder im PlexMap-Viewer veröffentlicht werden.
Webviewer ohne Plugin
Eine Notwendigkeit auf dem Weg zur gewinnbringenden Nutzung von dreidimensionalen Daten sieht Frederik Hilling im Aufbau einer performanten Visualisierung. „Viele bestehende Desktop-Systeme sind nicht darauf ausgelegt, großflächige und zum Teil sogar volltexturierte 3D-Stadtmodelle flächendeckend darzustellen,“ erklärt er. „Zudem gibt es viele Systeme für die Modellierung von Daten, aber kaum Software zur Visualisierung und Analyse.“ Hier setzt der Webviewer PlexMap3D an, der durch WebGL Technologie ohne die Installation von Plugins oder anderen Zusatzdaten auskommt. PlexMap3D basiert auf der Schweizer Open Source Browserengine Open- WebGlobe. Nutzer können mit dem Viewer thematische Karten (Views) mit den eigenen Daten und den Ergebnissen des Switchboards produzieren und im Intranet und Internet veröffentlichen. Neben dem reinen Viewing verfügt PlexMap3D über verschiedene Tools wie Messen, Querschnitte, Verschattung, Koordinaten, Datenexport, Fußgängermodus, Zeitstrahl, präsentieren, teilen und drucken. Zudem haben Nutzer Zugriff auf thematische Erweiterungen wie Hochwasser, Starkstromleitungen, Windkraftanlagen, Schrägluftbilder, Streetview, 3D-Druck, Kanal3D und Leitungen.