Studienarbeiten am ifp
Florian Sayda
Untersuchungen der Anwendungsmöglichkeiten des ArcView 3D-Analyst
Dauer der Arbeit: 1 Monat
Abschluss: August 1997
Betreuer: Dr.-Ing. Monika Sester
In dieser Studienarbeit wird die Erweiterung
3D Analyst, für das Geoinformationssyteme ArcView der Firma ESRI
, auf seine Möglichkeiten getestet. Hierbei werden die zwei
Möglichkeiten betrachtet 3D-Daten zu modellieren. Dies ist zum einen die
2½ D- zum anderen die 3D-Darstellung von Daten. Der 3D Analyst stellt
beide Methoden zur Verfügung.
Die Möglichkeit der 2½ D-Darstellung wurde
an Hand eines konkreten Anwendungsbeispiels, einem Campus-Informationssystem
getestet. In diesem kann die Lage von Instituten der Universität
Stuttgart abgefragt und das entsprechende Gebäude in der 3D-Darstellung
hervorgehoben werden. Als Datengrundlage standen Daten des
Gebäudeinformationssystems der Stadt Stuttgart zur Verfügung. Für den
Universitätsbereich Vaihingen wurde zusätzlich ein digitales
Geländemodell einbezogen.
In Kapitel 2 dieser Arbeit wird die
Bedienung der Programme ArcView und 3D Analyst beschrieben. Hier wird
besonders auf die Funktionen eingegangen, die benötigt werden, um bereits
vorhandener Datensätze zu visualisieren und Anfragen auf diese Relationen
zu machen. Die Methode der 2½ Darstellung wird in Kapitel 3 beschrieben.
Dies wird an Hand des Uni-Informationssytems durchgeführt. Hiermit lassen
sich sehr ansprechende Visualisierungen erzeugen
(vgl. Abbildungen).
Auf die Erzeugung eines digitalen Geländemodells und die Möglichkeiten,
die durch ein solches gegeben sind, wird im 4. Kapitel eingegangen.
Eine genauere Untersuchung der vollständigen 3D Datenmodellierung ist in
Kapitel 5 zu finden. Die Arbeit endet mit einer Zusammenfassung, in der
auf die Vor- und Nachteile des 3D Analyst eingegangen werden.
Ansicht des Universitätsbereichs
Stadtmitte der Universität Stuttgart: in blau die Gebäude der
Universität. Anklicken in Bild fuehrt zu VRML-Ansicht der Szene.
Datengrundlage 2D Daten aus digitalen Stadtkartendaten des
Stadtmessungsamtes Stuttgart
Weitere Ansicht des
Universitätsbereichs Stadtmitte der Universität Stuttgart: in blau die
Gebäude der Universität, in gelb Gebäude des Studiengangs Geodäsie und
Geoinformatik.
Datengrundlage 2D Daten aus digitalen Stadtkartendaten des
Stadtmessungsamtes Stuttgart
Ansicht des Universitätsbereichs
Vaihingen der Universität Stuttgart (2 1/2 D) mit digitalem
Geländemodell; türkis Gebäude der Universität, graue Gebäude gehoeren
nicht zur Universität.
Datengrundlage 2D Daten aus digitalen Stadtkartendaten des
Stadtmessungsamtes Stuttgart
Zusammenfassung
Der hier getestete Erweiterung 3D Analyst
für ArcView ermöglicht es auf einfache Weise, auch dem unerfahren
Benutzer, dreidimensionale Daten in einem 3D GIS zu verwenden. Zur
schnellen Darstellung von 3D Daten eignet sich besonders das 2½D
Datenmodell. Die aus zweidimensionalen Geoinformationssytemen bekannten
Selektionsoperationen aus ArcView lassen sich auch in der 3D Erweiterung
in der selben einfachen Art und Weise verwenden. Für den Einstieg in das
Programm war das Quick Start Tutorial sehr hilfreich. Auch die Online
Hilfe ist eine große Unterstützung beim Benutzen des Programms.
Bei der Erstellung eines 3D
Uni-Informationssystems wurde das 2½ D Datenmodell benutzt. Hier konnten,
dank der guten Datengrundlage, zwei anschauliche 3D Modelle der
Universitätsbereiche Vaihingen und Stadtmitte erzeugt werden.
In diesem Projekt wurde auch die zu
ArcView und dem 3D Analyst gehörende objektorientierte Programmiersprache
Avenue verwendet. Das Handbuch zu dieser Programmiersprache war allerdings
nicht sehr ergiebig. Die Online Hilfe hilft bei auftretenden Problemen
weiter, ist allerdings etwas gewöhnungsbedürftig, da eine Menge an
Objektklassen mit sehr vielen Befehlen zu Verfügung stehen. Eine Vorteil
sind die von ESRI mitgelieferten und auf der Homepage von ESRI in den USA
befindlichen Avenue Scripte. In diesen lassen sich viele Anregungen finden,
wie mit Avenue programmiert werden kann.
Durch die Programmiersprache Avenue lassen
sich vollständige 3D Objekte erzeugen. Hier ist es möglich, außer
sphärischen dreidimensionalen Objekten, jede Art von Objekt zu erzeugen (Randbeschreibung).
Diesen Objekte lassen sich in einer shape-Datei speichern und mit
Attributen versehen, was ihre vollständige Integration in eine 3D-GIS
Anwendung möglich macht. Auf diese 3D Objekte lassen sich die
geometrisch-topologischen Operationen, wie zum Beispiel "Abstand
von...", die ArcView in einem Menu bereitstellt, anwenden. Allerdings
werden hier die dreidimensionalen Objekte auf zwei Dimensionen reduziert,
was zu falschen Ergebnissen führt. An der Integration von 3D-Algorithmen
wird derzeit bei ESRI noch gearbeitet.
Da sich alle 3D-Ansichten, die mit dem 3D
Analyst erstellt wurden, automatisch in das VRML-Format exportieren lassen,
kann die fertige Visualisierung einer großen Anzahl an Intressenten
zugänglich gemacht werden. So kann ein Projekt zum Beispiel im VRML-Format
im Internet publiziert werden.
Abschließend ist zu sagen, daß die
Erweiterung 3D Analyst dem Benutzer in angenehmer Art und Wiese
ermöglicht, seine 3D Daten in ein 3D-GIS einzubringen und visualisieren.
Allerdings fehlt es noch an der sind die topologischen Operationen für
dreidimensionale Objekte in Avenue noch zu verbessern. Eine weitere
Verbesserung wäre, wenn in der Online-Hilfe öfter außer den
Objektklassen und ihren Befehlen kurze funktionsfähige Avenue Skripte als
Beispiele angegeben wären.