von 3D-Geodaten Räumlich-semantische Kohärenzmisc.gis.tu-berlin.de/.../Stadler/GEOkomm_final.pdfDepartment of Geoinformation Science Technische Universität Berlin 19.Juni 2007 Räumlich-semantische

Department of Geoinformation Science

Technische Universität Berlin

19.Juni 2007

Räumlich-semantische Kohärenzvon 3D-Geodaten

DI Alexandra StadlerProf. Dr. Thomas H. Kolbe

Abteilung “Methodik der Geoinformationstechnik”Institut für Geodäsie und GeoinformationstechnikTechnische Universität Berlin

2

19.Juni 2007Alexandra Stadler, Thomas H. Kolbe


Einsatz von 3D-Stadtmodellen

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Lärmschutzkartierung

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Trainingssimulatoren

Tourismus –Stadtplanung

3



Applikationsmodell

A B„RegionaleFragmentierung“

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B

C CC

Applikationsmodell

„EbenenweiseFragmentierung“

Internet /Internet /IntranetIntranet

User

Provider

Zusammenführung von Stadtmodellen

A: Stadtmodell 1A: Stadtmodell 1Dig. Geländemodell Dig. Geländemodell C: wichtige Gebäudein Stadt 2

C: wichtige Gebäudein Stadt 2

B: Stadtmodell 2B: Stadtmodell 2

4



Saubere Datenintegration

früher: durch den Datenbereitsteller

jetzt: verteilte Datenhaltung (GDI) Benutzer ist selbst für Konsistenz der Daten verantwortlich

Methoden der automatischen Datenintegration benötigt

Regeln abhängig von semantischen Informationen

explizit modellierte Verbindungsobjekte

Ausmaße geometrischer Harmonisierungen

5



Was ist CityGML?

Format für Modellierung & Austausch von virtuellen 3D-Stadtmodellen

GML3-Anwendungsschema

Definitionen für

wichtigste Objektklassen,

Attribute und

Beziehungen

Anwendungsschemata Einsatz eines Datensatzes in unterschiedlichsten Anwendungsfeldern

am Weg zum offiziellen OGC-Standard

6



Semantisches Modell hinter CityGML

… basierend auf ISO 19109

7



Geometrisches Modell hinter CityGML

… basierend auf ISO 19107

8



Gegenüberstellung: semantisches & geometrisches Modell

9



Wie können Geometrie und Semantik modelliert sein?

GeometrieSemantik

GeometrieSemantik

Nur Geometrie, keine Semantik

Nur Semantik, keine Geometrie

10




GeometrieSemantik

Semantik Geometrie

Einfache Objekte mit unstrukturierter Geometrie

Einfache Objekte mit strukturierter Geometrie

11




Semantik Geometrie

Semantik Geometrie

Komplexe Objekte mit unstrukturierter Geometrie

Komplexe Objekte mit strukturierter Geometrie

12



Definition von Kohärenz

= Quality or state of cohering, namely a logical, orderly & aesthetically consistent relationship of parts

[www.thefreedictionary.com]

im mathematischen Kontext

strukturelle Ähnlichkeit von Dekompositionen kann über Homomorphismen beschrieben werden

im räumlichen Kontext

konsistente Beziehung von geometrischen & semantischen Informationen

Benefits

Geometrie weiß WAS sie ist.

Semantik weiß WO sie ist.

13



1

Nur Geometrie,keine Semantik

Wie kohärent (ähnlich) sind Geometrie und Semantik?

Einfache Objekte mit strukturierter Geometrie

4

Komplexe Objekte mit strukturierter Geometrie

6

Einfache Objekte mit unstrukturierter Geometrie

3

5Komplexe Objekte mit

unstrukturierter Geometrie

Nur Semantik,keine Geometrie

2

14



Wofür kann Kohärenz ausgenützt werden?

für Datenvalidierung = Konsistenzprüfung existierender Daten

Rein geometrische Regeln

Regeln aus dem Zusammenspiel von Geometrie & Semantik

für Datenintegration

Geometrische Homogenisierung fragmentierter Daten…

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Das passiert wenn man nur die Geometrie kennt…

16



Combining data without semantics… aber wenn wir die Funktion der Elemente kennen…

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Der Nutzen von semantischen Informationen…

Ausnützung bekannter Beziehungen zwischen speziellen Objektklassen

Definition von Rahmenwerten für die geometrische Harmonisierung (Ausgleichung) von unterschiedlichen Objektklassen

Identifizierung korrespondierender Objekte in unterschiedlichen Datensätzen

Identifizierung von Verbindungselementen (Verknüpfungspunkte oder höherdimensionale Elemente wie Geländeschnittlinie)

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Conclusio

Notwendigkeit automatischer Datenintegration aufgezeigt

Vorstellung von CityGML als Standard für die Modellierung und den Austausch geometrischer sowie semantischer Informationen

realisiert über eine duale Aggregationshierarchie

Vergleich von geometrischen & semantischen Strukturen unterschiedlicher Komplexität

Ableitung von 6 Kategorien unterschiedlicher räumlich-semantischer Kohärenz

praktischer Einsatz in Datenformaten und -modellierungen

Verortung im Kohärenzraum

Zukünftige Forschungsaufgaben

Quantifizierung räumlich-semantischer Kohärenz

Untersuchung von räumlich-semantischer Kohärenz auf Datenmodellebene

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DI Alexandra StadlerProf. Dr. Thomas H. Kolbe

{ stadler| kolbe } @ igg.tu-berlin.de+49-30-314-29498

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