3D-ModellierungVU Topographische und Hochgebirgskartographie

Christian Wohlmutter

0806689

3D-Modellierung…Wozu?

Einfache Geländeinterpretation

Virtual Reality

Eyecatcher

Geophysikalische Modellierungen

Volumenberechnungen

…

Quelle: http://shrinker.beyond-veils.de/projects/Hangover/data/HangoverPublic.pdf

Nach der Datenerhebung…

Kontinuierliche Daten Diskrete Daten

Originalwerte oder eine Näherung von ihnen zurückrechnen (z.B. Interpolation)

Diskrete Daten: Punkte

Diskrete Daten: Linien

Kontinuierliche Daten: Matrixmodell

Kontinuierliche DatenRaster vs. Vektor

Rasterabbildung:- Unterteilung einer Ausgangsfläche in Elemente gleicher Größe

(z.B. Quadrate, Rechtecke → Pixel)- Einfache Bearbeitung- Hoher Speicherplatzbedarf

Vektorabbildung:- Punkten, Linien oder Flächen- Beliebig hohe Auflösung- Aufwendigere Verarbeitung

Voxel

Quelle: http://www.chenstopher.com/wp-content/uploads/2012/04/voxel-terrain.png

Voxel

Quelle: http://mobile.osnews.com/img/10607/Voxel_world.jpg

Lattice LATTICE ~ GRID X, Y, Z Werte werden aber anders interpretiert GRID erhält die gesamte Zelle einen Z-Wert, wogegen

im LATTICE der Z-Wert als Höhenpunkt eines einzelnen Punktes verstanden wird

Die Basis dieses Punktes liegt im Mittelpunkt der entsprechenden Rasterzelle

Quelle: http://www.innovativegis.com/basis/mapanalysis/Topic18/Topic18_files/image013.gif

Datenvisualisierung: TINTriangulated Irregular Network

Willkürliche Verteilung von Punkten und Kanten, die gleichseitige (sich nicht überlappende) Dreiecksflächen bilden

Jeder Punkt:

X, Y und Z Koordinate

Im Raum eindeutig definiert

Einfache Interpolation

Unregelmäßige Verteilungen

Schnelle Anpassung der Daten

Viel Speicherplatz!

Quelle: http://www.geogr.uni-jena.de/~c5hema/gis_ws04/ha/brandt.pdf

Unterschiedlich komplexe Bereiche unterschiedlich große Dreiecke

Dreiecksgröße spiegelt nicht zwangsläufig die Eingangsdatendichte wider!!

Quelle: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/3082/1/Dissertation_DirkArndt.pdf

TIN vs. Rastersystemen

Vorteile des TIN gegenüber GRID- Verarbeitung von Daten unterschiedlichster Herkunft- Oberflächenunterschiede werden durch TIN

detaillierter dargestellt (nicht geglättet)- Eignung für die Modellierung realer Oberflächen

Vorteile von Rastersystemen- einfache Analysealgorithmen (z.B. Zellenwerte addieren)- Raster sind einfach zu verstehen, zu lesen, zu schreiben und

können einfach auf Bildschirmen dargestellt werden

Modellierung des Hochgebirges: Koten

Quelle: RICKENBACHER, M. (1998): Wiener Schriften zur Geographie und Kartographie, Band 11, Wien, S.49-55

Modellierung des Hochgebirges: Bruchkanten

Quelle: RICKENBACHER, M. (1998): Wiener Schriften zur Geographie und Kartographie, Band 11, Wien, S.49-55

Modellierung des Hochgebirges

Quelle: RICKENBACHER, M. (1998): Wiener Schriften zur Geographie und Kartographie, Band 11, Wien, S.49-55

Herausforderungen

Kompakte Datenrepräsentation:

Datensätze in der Visualisierung oft sehr groß speichereffiziente Repräsentation

Effizienter Zugriff:

Der Zugriff auf die Daten sollte in konstanter Zeit erfolgen, sonst sind Visualisierungen

nicht mehr mit linearer Komplexität berechenbar

Abbildbarkeit:

Daten für einfache Visualisierungen schnell in Grafikprimitive und Attribute verwandelt werden können

Einfache Konvertierung des Ausgangsformates

Einfachheit:

Die Erfahrung zeigt, dass einfache Repräsentationen meistens aufwändigen Varianten

vorzuziehen sind, da man sie leichter optimieren kann