Prof. Dr.-Ing. habil. Dieter Fritsch

Universität Stuttgart
Institut für Photogrammetrie
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Überblick

Ziel des Teilprojektes ist der Entwurf und die Implementierung von Verfahren zur Generalisierung von 2D- und 3D-Landschaftsdaten. Innerhalb eines ortsbewussten Informationssystems soll sich der Benutzer in virtuellen Welten bewegen und dabei realistische Ansichten seiner Umgebung erhalten. Bei der Benutzung von mobilen Endgeräten muss jedoch beachtet werden, dass zum einen nur eingeschränkte Datenübertragungskapazität und Rechenleistung zur Verfügung steht und zum anderen die Visualisierung auf kleinen Bildschirmen mit eingeschränkter Auflösung stattfindet. Für eine effiziente Verarbeitung der Daten werden daher Generalisierungsalgorithmen benötigt, welche die Komplexität der Objektmodelle vereinfachen.

Generalisierungsalgorithmen sind Untersuchungsgegenstand der digitalen Kartographie. Im Bereich der 2D-Generalisierung existieren verschiedene Ansätze, um raumbezogene Daten in unterschiedlichen Maßstäben für die Kartenerstellung aufzubereiten. Diese Algorithmen sind daraufhin zu untersuchen, ob sie auch unter den hier auftretenden Randbedingungen, wie beispielsweise die sehr niedrige Bildschirmauflösung eines mobilen Computers, vernünftige Ergebnisse liefern können.

Im Bereich eines ortsbewussten Informationssystems ergeben sich neue Anforderungen an die kartographische Darstellung. Der Mensch orientiert sich innerhalb seiner Umgebung in der Regel an besonders auffälligen, herausragenden Wahrzeichen (Landmarks), wie zum Beispiel Kirchtürmen. Je nachdem, welche Bedeutung bestimmte Objekte für die Orientierung des Menschen besitzen, müssen diese demnach einer verschieden starken Generalisierung unterliegen. Neben der Bedeutung von Objekten hat auch der Kontext, in dem sich ein Benutzer befindet, Einfluss auf das gewünschte Generalisierungsergebnis. So benötigt z.B. ein PKW-Fahrer eine gänzliche andere Kartendarstellung zur Navigation als ein Fußgänger.

Vielen Personen fällt es schwer, sich mit einer zweidimensionalen Kartendarstellung zu orientieren. Ein benutzerfreundliches System muss daher die Möglichkeit bieten, die aktuelle Umgebung dreidimensional zu präsentieren. Für eine realitätsgetreue Darstellung müssen hierzu unterschiedliche Datenquellen zusammengeführt werden. Für die Darstellung des Geländes stehen digitale Geländemodelle in unterschiedlichen Auflösungen zur Verfügung. Die Gebäudegeometrien werden mit Hilfe von CAD-Modellen repräsentiert und die Fassadentexturen stehen als 2D-Rasterdaten zur Verfügung. Je nach Datenart sind unterschiedliche Generalisierungsansätze zu verfolgen. Im Bereich der CAD-Modelle ist zu untersuchen, wie existierende 2D-Verfahren erweitert werden können, um sie auf 3D-Objekte zu übertragen. Ebenso wie bei der 2D-Generalisierung müssen die 3D-Algorithmen die Bedeutung und den Kontext integrieren.

In Bereichen, in denen keine Gebäudemodelle zur Verfügung stehen, können digitale Oberflächenmodelle, die das Gelände sowie die darauf stehenden Objekte repräsentieren, ersatzweise ver-wendet werden. Digitale Oberflächenmodelle haben ein sehr großes Datenvolumen, so dass auch hier eine Generalisierung notwendig ist. Bestehende Ansätze aus dem CAD-Bereich betrachten hierbei jedoch nur die Geometrie der Daten und nicht deren Bedeutung. Diese Ansätze sind daraufhin zu erweitern, dass sie raumbezogene Informationen, die z.B. in einem Geo-Informationssystem gespeichert sind, in den Generalisierungsprozess mit einbeziehen.

Den größten Anteil des Datenvolumens nehmen die Fassadentexturen ein. Gebäudefassaden haben häufig sehr starke Symmetrien, die genutzt werden können, um das Datenvolumen zu verkleinern. Hierzu sind Verfahren zu entwerfen, die Fassadentexturen auf Symmetrien untersuchen. In den Bereichen, in denen keine Fassadentexturen zur Verfügung stehen, oder die sehr entfernt vom Benutzerstandpunkt sind, können generische Fassadentexturen genutzt werden. Hierzu müssen Verfahren implementiert werden, die aus vorhandenen Informationen, wie Gebäudegröße, Nutzungsart oder Baujahr generische Fassadentexturen ableiten.

Institut

Institut für Photogrammetrie

Personen

	Teilprojektleiter
		Prof. Dr.-Ing. habil. Dieter Fritsch
	Wissenschaftliche Mitarbeiter
		Dipl.-Inf. Martin Kada