Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen
Andre Schücker und Martin Gemeinholzer
EinleitungAnwendungsfelder
Besonderheiten der 3D-Darstellung
BeispielvisualisierungenGoogle Earth Plugin, KML und COLLADA
KML und Freemarker Templates im Geoserver
Zukünftige EntwicklungenHTML5, WebGL
Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen 207.07.2011
Einleitung
• zunehmende Verbreitung von 3D-Darstellungen(z.B. Stadtmodelle)
• vielfältige Anwendungsbereiche für Zeitreihen
zusätzlicher Informationsgewinn durch Kombination von Zeit und 3D bei komplexen Daten
• Webmapping nutzt die Vorteile des Internets
3Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011
Einleitung
Besonderheiten der 3D-Darstellung:• Aufrechterhaltung der Wahrnehmungsgewohnheiten (3D-Raum)
• interaktive Navigation, muss erlernt werden
• nicht nur bestehende Geoobjekte, sondern auch Attributdaten können durch 3D-Objekte visualisiert werden
• Visualisierung von Attributwerten durch Größevon Elementen im 3D Raum problematisch(Objektgröße vs. Entfernung)
• 3D nicht in jedem Fall sinnvoll
4Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011
Beispielvisualisierungen
Voraussetzungen:• Visualisierung von 4D-Geodaten als Webanwendung
noch wenig entwickelt
• Installation eines Browser-Plugins erforderlich z.B.• Google Earth-Plugin• NASA Worldwind• Flash
5Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011
Google Earth-Plugin, KML und COLLADA
• Google Earth Plugin• stellt virtuellen Globus im Browser zur Verfügung• Steuerung über Google Earth API• Geodaten können über KML integriert werden
• Keyhole Markup Language (KML) • XML-basierte Auszeichnungssprache für Geodaten• ursprünglich für Google Earth entwickelt• seit 2008 OGC-Standard• Darstellung 2- und 3-dimensionaler Daten• zeitliche Animation• Einbindung von 3D-Modellen
• COLLADA • XML-basiertes offenes Austauschformat für 3D-Daten• kann in KML eingebunden werden
6Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011
Beispiel Wetterballon
Simulierter Flug eines Wetterballons:• zeitlicher Verlauf des Aufstiegs bis in 30.000 m Höhe• Erfassung von Messwerten in kurzen Zeitintervallen
(Temperatur, Ozonkonzentration, Luftdruck)• Visualisierung der Messwerte über
• Position• Farbe• Größe• Form• Ausrichtung
von COLLADA-Objekten
7Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011
- KML, COLLADA und PostgreSQL/ PostGIS -
Demo
8Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011
Technische Umsetzung
9Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011
KML
PHP-Skript
Zeitliche Animation beweglicher 3D-ObjekteAbfrage von AttributdatenVisualisierung von Attributdaten
Temperatur: -51.7682°CLuftdruck: 22.66 hpaOzonkonzentration: 10.66 µg/g
Koordinaten: 13.7005794421 52.2755452492
Beispiel Thematische Kartographie
• Geoserver ist ein in Javageschriebener Open Source Mapserver
• Datenquellen: u.a. Shapefile, PostGIS-Datenbank, WFSsowie verschiedene Rasterdatenformate
• liefert u.a. WMS, WFS, WFS-T und WCS
• kann u.a. KML als WMS ausliefern
• über Freemarker Templates lassen sich einfache Visualisierungen von Zeitreihen und zeitlich animierte extrudierte 3D-Flächen verwirklichen
11Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011
- KML und Freemarker Templates im Geoserver -
12Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011
Beispiel Thematische Kartographie - KML und Freemarker Templates im Geoserver -
Einschränkungen:
• keine Einbindung von COLLADA Modellen
• Redundanzen: für jeden Zeitpunkt muss ein Geoobjekt gespeichert werden
• keine Interpolation von Zwischenwerten zur stufenlosen zeitlichen Animation
height.ftl
${50?number * QUANTITY.value?number}
time.ftl
${von.value?date('yyyy')}||${bis.value?date('yyyy')}
description.ftl <hr>Country: ${NAME.value}<br>Total wind production in ${von.value}:<br><br><fontsize="+2">${QUANTITY.value}</font> (Kilowatt-hours, million)<br> ...
Beispiel Thematische Kartographie
Zukünftige Entwicklungen
• bisher wird ein proprietäres Browser-Pluginbenötigt für 3D-Darstellung
• zukünftig: HTML5 + WebGL = Plugin-frei
• Schnittstellen müssen geschaffen werden
• Beispiele:
• webglearth.com
• chromeexperiments.com/globe
• ninepointfive.org
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webglearth.com
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chromeexperiments.com/globe
16Möglichkeiten der 3D-Visualisierung mit Zeitbezug in Webmapping-Lösungen07.07.2011
ninepointfive.org
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Vielen Dank!
Weitere Informationen auf
www.geosysnet.de/4dwebmapping
• weiterführende Links• Poster• Präsentation
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