Geoforums vejledning i etablering af 3D-bymodeller

Transkript

1 Gefrums vejledning i etablering af 3D-bymdeller

2 Side 2 af 57 Frrd Det er efterhånden blevet mere en regel end en undtagelse at støde på en kmmune med egen 3D-bymdel. Hvrfr er det blevet så ppulært, g hvad er det fr en udvikling, der er i gang med hensyn til dkumentatin af - især bebyggelsen - i byerne? Der er ingen tvivl m, at udviklingen fra en 2D til en 3D baseret repræsentatin af byen er et glbalt fænmen, sm er kmmet på dagsrdenen mange steder. De teknlgiske frhindringer fr en kmpleks flerdimensinel mdellering, der var til stede fr år tilbage, er næsten væk. Nu handler udfrdringerne m andre ting, f.eks. rganisatriske frhld, frventninger til mdellen mm. Det er således ikke et prblem at mdellere en bygning i 3D g manipulere denne på en cmputer (næsten uanset hvilken cmputer, der er tale m). Men hvad er en bygning i 3D sammenhæng? Er det en tm bks med hul i bunden? Er det en klds med mønster på? Er det en masse flader i rummet, der støder p til hinanden? Terierne er mange g de er alle interessante, men til hver sin type af mdel. Ligeledes er der masser af udfrdringer, når det handler m mdellen. Planlæggere g arkitekter definerer g stiller andre krav til en 3D-bymdel end plitikere g brgere. Derfr bliver en 3D-bymdel tit udtryk fr et kmprmis. Udviklingen går fra den rene CAD mdel i retning md 3D-bymdeller, der er bjektrienterede g har en lgisk sammenhæng med GIS løsninger. 3D-udvalget er nedsat på GeFrums initiativ, g frmålet har bl.a. været, at beskrive de muligheder de frskellige typer af 3D bymdeller giver.

3 Side 3 af 57 Udvalget består af repræsentanter fra stat, kmmuner, universiteter g prducenter, g har haft følgende sammensætning: Lars Flemming - COWI A/S (frmand) Peter Schack Madsen - Århus Kmmune Mrten Sørensen - Blm Inf A/S Thrbjørn Nielsen - Scankrt A/S Lars Bdum - Aalbrg Universitet Jan Hvingel - Hjørring Kmmune Sten Frandsen - Odense Kmmune Lars Tyge Jørgensen - Krt g Matrikelstyrelsen Jacb Gadd - Gefrum Rapprten er frsøgt hldt så neutral sm muligt. Firmanavne mv. nævnes kun i begrænset mfang, ligesm prduktinsmetder, priser g rettigheder ikke behandles. De anvendte illustratiner er alle fra prjekter, sm arbejdsgruppens deltagere har været invlveret i.

4 Side 4 af 57 Indhldsfrtegnelse Frrd... 2 Indhldsfrtegnelse... 4 Indledning... 5 Frmål med denne vejledning...5 Frmål med 3D-bymdeller...7 Anvendelser...7 Målgrupper...9 Definitin af begreber Fra virkelighed til en implementeret 3D bymdel Gemetriske repræsentatiner Punkt Vektrer Flader Plyeder Objekt Overflademdeller Digital Terræn Mdel (DTM) Digital Surface Mdel (DSM) Lgiske mdeller g fysiske mdeller Mdeltyper Den fysiske mdel D-mdel - type D-mdel - type D-mdel - type D-mdel - type Tillæg/ptiner D-bymdeller i praksis Anskaffelse - initiering, rganisatin g implementering Fakta m prduktet Anvendelse g distributin af data Vedligehld/ajurføring Erfaringer Udveksling af 3D data De mest udbredte udvekslingsfrmater i dag Praksis fr dataudveksling i dag Fremtidens udvekslingsstandard CityGML Snitflader til eksisterende standarder g krtprdukter Det digitale Byggeri Om Det Digitale Byggeri D-mdellens anvendelse g værdi Hvad er en bygningsmdel g hvrdan er den pbygget Frhldet mellem kmmunale 3D-bymdeller g Det Digitale Byggeri Brugbare infrmatin/links Ajurføringsfrhld Ajurføringsstrategier Tilgængelige værktøjer til håndtering af 3D-bymdeller Opbygning/vedligehld af grundlæggende 3D-mdel: Desktp visualisering g analyser af 3D-mdel: Internet visualiseringssftware Fremtiden... 57

5 Side 5 af 57 Indledning Frmål med denne vejledning Denne vejledning er tænkt sm inspiratin g støtte til persner g institutiner i Gefrums medlemskreds mm., der står verfr anskaffelse af en 3D-bymdel eller har en sådan anskaffelse under vervejelse. Vejledningen skal støtte kmmunikatinen mellem den kmmende bruger g eksempelvis prducenterne eller de mere erfarende brugere af 3D-bymdeller. Vejledningen skal hjælpe til at reducere risiken fr fejlkøb blandt andet gennem plysning m anvendelsesmuligheder, begrebsapparat, snitflader til eksisterende data g frhld mkring ajurføringen. Vejledningens primære målgruppe er den teknisk uddannede prjektleder / GISkrdinatr g lignende i kmmunerne eller virksmheder. Samtidig håber udvalget, at vejledningen gså vil bidrage til frøget indsigt mkring 3D-mdeller.

6 Side 6 af 57 Et yderligere - men bestemt vigtigt - frmål med vejledningen er at øge pmærksmheden på nuværende g fremtidige anvendelsesmuligheder ved 3Dbymdeller samt medvirke til frtsat udviklende dialger m emnet. Vejledningen er frsøgt skrevet i et let tilgængeligt sprg på trds af et svært tilgængeligt stf. Dg frudsætter frståelsen af vejledningen kendskab til en række specifikke fagudtryk.

7 Side 7 af 57 Frmål med 3D-bymdeller En 3D-bymdel har til frmål, at visualisere de eksisterende g fremtidige bygningsg landskabsmæssige strukturer i frbindelse med frskellige anvendelser g prcesser. Disse er ftest bundet til prjekter, hvri der indgår elementer af planlægning, visualisering g analyse. Målgruppen g brugere af 3D-bymdeller er bredt frdelt i den ffentlige g private sektr. Udbredelse af 3D-bymdeller via internettet er primært rettet md brgere, detailhandel g servicefag. 3D-bymdeldata er i dag ftest frankret i den kmmunale administratin, hvr de er skabt g ajurføres. Men såvel anvendelsesfrmer sm målgruppe g brugere af 3Ddata er ikke af statisk karakter. Der kmmer hele tiden nye idéer til anvendelser, g nye aktører ser i stigende grad mulighederne i anvendelse af 3D-bymdeller. Et gdt eksempel på dette er Ggle Earth. Anvendelser Herunder gives eksempler på de mest udbredte anvendelsesfrmer g målgrupper. At skabe et tredimensinelt byrum g landskab i frbindelse med: planlægning - verrdnet g detailplanlægning vurderingsgrundlag - prjekters indvirkning på bymiljøet (VVM/VVP) grundlag fr nye arkitekt-/anlægsprjekter analyseværktøj til line-f-sight vurderinger (mbilmaster, vindmøller, splerer et planlagt byggeri udsigten g fr hvem?) faglig sagsbehandling (byggesagsbehandling) støjberegninger brgerhøring/-inddragelse (skygge- g miljømæssige påvirkninger) plitisk beslutningsstøtte frmidling af data til virksmheder, prjektudviklere g bygherrer

8 Side 8 af 57 At publicere 3D-data via internet sm: kmmunikatinsmiddel mellem private rådgivere g kmmune kmmunikatinsmiddel mellem erhvervsliv/brgere g kmmune markedsføringsmedie At anvende 3D-data i frhld til turisme g kulturliv, f.eks. ved brug af 3D-visualisering i frbindelse med udstillinger, events g museums- g kulturarvsaktiviteter At anvende 3D-data ifm. frskning g undervisning sm f.eks.: arkitektuddannelse samfundsvidenskabelig uddannelse landinspektør- g ingeniøruddannelse At anvende 3D-data (bygning/landskab) ifm. med det stående beredskab : pliti- g terrrberedskab brandmyndighed miljømæssige pgaver (Beredskabsstyrelsen, Miljøkntrllen)

9 Side 9 af 57 Målgrupper Målgrupperne fr brug af 3D-data spænder vidt, sm nedenstående eksempler vidner m: byplanlægning miljø- g byggesagsbehandling krt-/gis fagligt g plitisk beslutningsgrundlag museums- g kulturaktivitet beredskabsmæssig administratin g indsats arkitekter prjektarbejde indenfr anlæg/byggeri kmmunikatins- g teleselskaber turister g besøgende

10 Side 10 af 57 Definitin af begreber Den vervejende grund til, at der i stigende grad er fkus på etableringen af 3D bymdeller er et ønske fra flere sider m at få adgang til en rumlig referencemdel fr planlægning, udvikling g nybyggeri. Dette har nødvendiggjrt en stillingtagen til verrdnede spørgsmål sm: Hvad er en 3D bymdel? Hvrdan beskrives den virkelige verden sm en 3D bymdel? Hvr mange slags mdeller/repræsentatiner er der tale m? I dette kapitel vil vi prøve, at give ngle svar på disse spørgsmål gennem en frhldsvis krt frklaring af en teretisk referenceramme g en efterfølgende gennemgang af ngle vigtige definitiner på begreber, der knytter sig til dette mråde. Vi ved gdt, at vi i flere sammenhænge kmmer til at hppe ver, hvr gærdet er lavest lige nu, g at det på ingen måde vil være nk til at frstå alt m, hvad en 3D bymdel er, g hvrdan den kan være med til at løfte arven efter de mere traditinelle gegrafiske infrmatinsmdeller sm f.eks. papirkrtet g de fysiske mdeller i træ g pap. Til gengæld håber vi, at det, der står i dette kapitel, kan være med til at få styr på nøglebegreber sm trådmdel, flademdel g kldsmdel.

11 Side 11 af 57 Sm i alle andre sammenhænge, så indikerer begrebet mdel, at der er tale m en simplificering g generalisering af virkeligheden. Denne mdellering er på ingen måde en simpel prces. Fr at kmme frnuftigt igennem hele denne prces, så er det nødvendigt at intrducere en fælles frståelse g ngle terier m det at lave mdeller af virkeligheden. Den fælles frståelse kaldes gså i visse sammenhænge fr en ntlgi. Den datalgiske betydning af rdet ntlgi hænger sammen med et frsøg på at lave en samlet udtømmende beskrivelse inden fr et givent emne - i dette tilfælde 3Dbymdeller. Men da aktørerne (prducenter, ejere g brugere) kmmer fra vidt frskellige steder g med vidt frskellige faglige frudsætninger, så kan det kun blive til et frsøg på at lave en vejledning, sm alle kan frstå g frhlde sig til. Denne vejledning skulle gerne være en hjælp i den frbindelse, men er i første mgang kun tænkt sm en guide til prducenter g (kmmende) ejere af 3Dbymdeller så man har et fælles grundlag at diskutere behv g krav ud fra. Hvis man virkelig vil frstå 3D bymdeller sm en ntlgisk klasse, så er man nødt til at studere fænmenet gennem litteraturen g i lang tid arbejde med data, der repræsenterer 3D bystrukturer. Derefter kan man pbygge sin persnlige mdel med bjekter g klasser g gå ud i verden fr at psøge andre med hvem man kan sammenligne sin mdel. På den måde kan der i sidste ende danne sig en egentlig ntlgi indenfr 3D bymdeller.

12 Side 12 af 57 Ngle gange lader det sig gså gøre at lave genveje til fælles ntlgier gennem standardiseringsarbejde g lignende aktiviteter. I den frbindelse er der sm regel tale m egentlige begrebsfrklaringer g definitiner. På 3D-bymdel mrådet er der specielt t igangværende standardiseringsinitiativer, sm er værd at bemærke. Det ene fregår i regi af Open Gespatial Cnsrtium (OGC), der lige nu arbejder på en specifikatin af CityGML sm standard fr 3D-bymdeller indenfr den traditinelle gespatiale frståelse. Fr en uddybning af CityGML se: Det andet arbejde er i regi af Internatinal Assciatin f Interperability (IAI), sm har beskrevet en specifikatin (IFC) fr et datafrmat til udveksling af infrmatin m byggeri g frsyning. Fr en uddybning af IFC se: På det seneste er der kmmet endnu et interessant emne på banen i frbindelse med diskussinen m fremtidens frmat fr både 2D g 3D strukturer samt anntatiner på krt g virtuelle glber. Det er Ggles interne frmat fr Ggle Maps g Ggle Earth. Det kaldes Keyhle Markup Language (KML) g stammer prindeligt fra firmaet Keyhle (nu vertaget af Ggle), der er frløberen fr Ggle Earth. Det er endnu fr tidligt at sige nget m, hvr diskussinerne g praksis fører s hen, men i hvert fald har Ggle bedt Open Gespatial Cnsrtium m at gå i gang med arbejdet med at få gjrt KML til en OGC specifikatin. Arbejdet kan følges på OGC's hjemmeside. Fr en uddybning af KML se:

13 Side 13 af 57 Meningen med denne vejledning er ikke at kunne frstå den fulde sammenhæng mellem den øjeblikkelige situatin fr prduktin g brug af 3D-bymdeller i Danmark g så de internatinale g mere verrdnede tiltag, der i disse år præger udviklingen. Men det er vigtigt at vide, at der til stadighed arbejdes på at standardisere både indhldet af infrmatinsmdellerne g grænsefladerne imellem de frskellige mdeltyper g sftwareplatfrme. Uden dette arbejde ville det være meget svært at kmme videre med udbredelsen g anvendelsen. Fra virkelighed til en implementeret 3D bymdel Man taler m en såkaldt 4-lags mdel, når virkeligheden skal repræsenteres i en cmputer. Først er der virkeligheden, der beskrives i en verrdnet virkelighedsmdel. Når emnet er 3D-bymdeller, er der sm regel tale m en gegrafisk lkalitet sm f.eks. selve byen, sm det drejer sig m. Men på dette mere verrdnede niveau, g fr at kunne frstå vergangen til den knceptuelle mdel af byen, sm vi bruger tid på at mtale i denne vejledning, så er det nødvendigt at skelne mellem ngle frskellige repræsentatiner af mdeller, sm vi frbinder med den verden, vi lever i. Et frslag til pdeling af vres verden kunne være følgende: Terrænmdel Bygningsmdel Andre mdeller Ved en terrænmdel vil vi frstå en mdel af den fysiske terrænverflade beskrevet ved gemetriske grundelementer g eventuelt kntekstafhængige teksturer. Bygningsmdeller beskriver den enkelte bygning ved hjælp af gemetriske grundelementer, evt. frskellige fladeillustratiner såsm teksturer g en tilhørende infrmatinsmdel. De andre mdeller kan beskrive trafik, beplantning, byudstyr, løsøre eller hvad, der ellers måtte være relevant i den givne sammenhæng. En 3D-bymdel er sm regel en blanding af disse tre typer af mdeller. En gd 3Dbymdel har elementer af alle tre mdel-kategrier, men man kan sagtens se 3Dbymdeller, der kun dækker en eller t af disse kategrier.

14 Side 14 af 57 Sm en del af virkeligheden dannes en knceptuel mdel af det pågældende diskursmråde. Et diskursmråde kan f.eks. være "alle bygninger" eller "den trafikale infrastruktur". På figuren nedenfr vises alle fire lag. Den vil være udgangspunktet fr de efterfølgende afsnit i dette kapitel. Den knceptuelle mdel er sm regel delt p i en gemetrisk mdel g en semantisk infrmatinsmdel. Dette er på tegningen vist i t frskellige farver (blå g range). Til den gemetriske mdel kan der vælges mellem en række typiske mdeller såsm en trådmdel, en flademdel, en kldsmdel g en verflademdel (se afsnittet senere i dette kapitel m de gemetriske repræsentatiner).

15 Side 15 af 57 Den semantiske infrmatinsmdel beskriver frmålet med 3D-bymdellen g hvilke infrmatiner, der skal være tilgængelige m mdellen, når den endelige løsning er implementeret. Det er vigtigt at have beskrevet netp denne infrmatinsmdel, frdi den kan have en knkret betydning fr både rekvirenten, prducenten g fr brugerne af 3D-bymdellen. Hvis rekvirenten er en kmmune, så ligger det j ligefr, at de frskellige frvaltningsmråder melder tilbage med deres krav g ønsker til en 3D bymdel. Det er vigtigt at gøre klart, m der udelukkende er æstetiske ønsker til en bymdel eller m der gså fra visse frvaltningsmråder er et ønske m at kunne udpege enkelte bygninger, g/eller m mdellen skal kunne knyttes sammen med indhldet i ejendmsregistre via bestemte gereferencer. Disse diskussiner er især vigtige, hvis man fra en kmmune har frventninger m, at 3D-bymdellen skal være et vindue til kmmunen udefra. Skal brgere g andre virtuelle besøgende kunne genkende trvet g gadefrløb g hente inspiratin til nye udviklingsprjekter? Eller skal brugere kunne finde turistinfrmatiner via ngle klik i mdellen? Alle disse frskellige frmål fastlægges g beskrives med den semantiske infrmatinsmdel. Frskellige metder g værktøjer kan bruges i denne fase g de kræver selvfølgelig alle, at der afsættes ressurcer til netp denne del af udviklingsarbejdet. I nedenstående figur vises et eksempel på en usecase. En usecase er et knkret eksempel på et redskab hentet fra UML (Unified Mdelling Language), der efterhånden er udbredt indenfr systemudviklingen, g især anvendes netp til den knceptuelle infrmatinsmdellering. I den knkrete usecase arbejdes med aktører (de farvede persnfigurer) g så de frskellige prcesser (infrmatinsstrømme), der skal beskrives. Det er klart, at en usecase, sm den viste, kan deles p igen i mange delprcesser, ligesm der kan tegnes mere verrdnede diagrammer. Mange kalder denne del af udviklingen fr en frretningsmdel, frdi den fastlægger kunder, prducenter, leverandører g de varer (prcesserne), sm det handler m. Fr en uddybning af begrebet infrmatinsmdellering vil vi gerne henvise til Lars Brdersens nyeste bg: Kmmunikatin med krt infrmatinsdesign g visualisering (2008). Læs mere m den på:

16 Side 16 af 57 Den anden knceptuelle mdel - den gemetriske mdel - kan deles p i frskellige typer af repræsentatin. Her gælder det m at beskrive den nødvendige viden m 3Dgemetri g frskellige måder at prducere mdellen på. En 3D-bymdel bestemmes/beregnes således ud fra en række frskellige målinger, sm kan være baseret på f.eks. luftbåren/terrestrisk laserscanning, ftgrammetri, landmåling m.m. eller blt være et fysisk udskåret bjekt/mdel.

17 Gefrums vejledning i 3D-bymdeller Side 17 af 57 I denne sammenhæng kan 3D-mdeller verrdnet kategriseres på følgende måde: Opsamling af punkter, sm kan viderebearbejdes til: Trådmdeller Flademdeller Kldsmdeller / plyedermdel Terræn/verflademdeller Fysiske 3D-mdeller sm f.eks.: Manuel udskæring i flaming 3D-printning Udfræsning af 3D-mdeller I begge venstående tilfælde er en 3D-mdel en visualiserbar (evt. digital) 3D-mdel af et bjekt. Således er f.eks. en digital 3D-CAD-mdel en 3D mdel, hvrimd et billede af den samme terning ikke er en 3D-mdel. Der findes mange andre definitiner i frbindelse med 3D, men det er udenfr denne vejlednings rammer at beskrive dem.

18 Side 18 af 57 Gemetriske repræsentatiner Fr at kunne visualisere den virkelige g fte kmplicerede verden er det nødvendigt at pdele/underpdele denne verden i detaljer, der kan beskrives ved hjælp af en matematisk mdel g de grundbegreber, der er til rådighed punkter, vektrer flader g plyeder. Punkt Punkter er det grundlæggende element i 3D-verdenen, sm vil være indsamlet vha. laserscanning fra fly, pstilling på jrden, ftgrammetri eller på anden vis. Punkterne kan være klassificeret på frskellig vis, f.eks. indsamlingsmetde eller reel kdning, men det er ikke abslut nødvendigt fr at skabe den afsluttende 3D-mdel. Vektrer I det, der ppulært kaldes en trådmdel, er det enkelte bjekts ydre afgrænsning beskrevet vha. vektrer, der frbinder et antal punkter. Vektrer kan være klassificerede f.eks. svarende til punktklassificeringen eller svarende til den enkelte vektrs betydning i bygningen tagkant, bygningsdetalje, etc.

19 Side 19 af 57 Flader Der kan defineres t typer flader: Den eksakte plane flade, der er genereret ud fra de faktiske målinger, g sm altid vil være en trekant. Den udjævnede plane flade, der er genereret af mere end 3 målte punkter. Fladernes samlede ydre afgrænsning består sm ftest af elementer iht. venstående beskrevne punktdefinitin g vektrdefinitin. Fladerne kan være klassificerede svarende til f.eks. vektrernes klassificering eller svarende til den enkelte flades funktin i bjektet såsm tag, væg, gulv etc. Plyeder I en plyedermdel er det enkelte bjekt dannet ved sammensætning af et antal flader til et plyeder, der ppulært kaldes en klds. Det enkelte plyeder kan være klassificeret f.eks. efter funktin(bygningskrp, skrsten, etc.) eller efter anvendelse (skle, garage, bebelseshus etc.). Objekt Et bjekt kan pfattes sm en række grundelementer (punkt vektr flade plyeder), der er samlet til én entitet g derfr pfattes sm en enhed f. eks et træ, et hus sv. Overflademdeller Overflademdellerne kan deles i t typer. Det er terrænverfladen g selve verfladen med vegetatin, bygninger m.m. Den første benævnes Digital Terræn Mdel (DTM) g den anden benævnes Digital Surface (eller Overflade) Mdel (DSM). Begge er de udtryk fr en interpleret (generaliseret) matematisk mdel baseret på en sampling af bservatiner. Disse bservatiner kan være punkter målt ved laserscanning eller det kan være højdekurver g/eller andre pmålinger af højdeinfrmatin i et mråde. En DTM kan umiddelbart bruges i sammenhæng med en prduceret 3D-bymdel g kan på den måde spille en vigtig rlle i den samlede semantiske infrmatinsmdel fr 3D-bymdellen. En DSM er derimd et lidt mere specielt prdukt. Den kan f.eks. umiddelbart bruges ved mdellering af mbile g trådløse netværk. En frhldsvis ny anvendelse af disse verflademdeller (DSM) er fuldautmatiske prcesser fr generering af 3D gemetrisk strukturer. På den måde kan en DSM få en meget vigtig rlle i hele fremstillingen af 3D-bymdellen.

20 Side 20 af 57 Digital Terræn Mdel (DTM) En digital terrænmdel er, sm navnet siger, en mdel af terrænet. Denne mdel kan være mere eller mindre detaljeret. I sammenhæng med 3D-bymdeller er det abslut en frdel, at mdellen er så detaljeret g præcis sm mulig. Detaljerede landsdækkende DTM-data er tilgængelig - i en verlegen nøjagtighed - hs flere leverandører, så grundlaget skulle være i rden. Digitale terrænmdeller måles i dag primært ved anvendelse af laserscanning, men kan naturligvis gså etableres ved anvendelse af ftgrammetri. Frdelen ved laserscanning er den høje nøjagtighed, der pnås på specielt befæstet terræn (4-6 cm). Hvad skal denne terrænmdel så anvendes til i frbindelse med 3D-bymdeller? Generelt måles 3D-bymdeller ved måling af mrids af tag samt al tagknstruktin på taget. Disse målinger prjiceres herefter ned på terræn fr at pnå de ldrette "vægge". Denne metde er afgørende hurtigere end egentlig måling g samtidig væsentlig mere nøjagtig. Dg med den viden in mente, at taget er målt ved tagudhæng g at der derved ikke i 3D-bymdellen ptræder tagudhæng.

21 Side 21 af 57 Terrænmdellen vil gså finde anvendelse ved visualisering af selve mdellens terrænverflade enten i grid med én farve eller ved draperet rtft, hvilket giver en fin rumfrnemmelse. Der vil naturligvis altid være mråder, hvr der er ændret i terræn, så de eksisterende terrænmdeller ikke helt lever p de aktuelle krav. Det er derfr vigtigt at kende etableringsdat fr den terrænmdel, der anvendes i frbindelse med 3D-bymdellen. Hvis der er sket større ændringer i terræn, kan det blive nødvendigt med supplerende målinger/ajurføring af en eksisterende terrænmdel (hvis denne haves in-huse). Det er endvidere gså en gd ide, at kende til mdellens kvalitet, herunder scannerens tekniske specifikatiner, flyvehøjde mm. Dette sammen med eventuelle kntrlmålinger giver et fint udtryk fr terrænmdellens kvalitet/nøjagtighed.

22 Side 22 af 57 Digital Surface Mdel (DSM) Når den Digitale Surface Mdel (DSM) mtales her, er det frdi den spiller en vigtig rlle i frbindelse med fremtidens 3D-bymdel. Der er mange plagte anvendelsesmuligheder fr brugen af denne mdel. Fr det første vil en DSM nrmalt være et gdt sted at checke bygningshøjder g andre strukturer, der ikke umiddelbart lader sig checke uden brug af traditinelle landmålingsmetder. Der er gså andre anvendelser, hvr det drejer sig m spredning af luftfrurening eller mdellering af gasudslip. Her er der ikke umiddelbart brug fr en traditinel bymdel, men blt en ngenlunde nøjagtig repræsentatin af bymdellens verflade. Det er gså et prdukt, der kan være nyttigt i frhld til mdellering af havspejlsstigninger g hydrlgi i øvrigt.

23 Side 23 af 57 Lgiske mdeller g fysiske mdeller Når de knceptuelle mdeller er fastlagt gennem en semantisk infrmatinsmdel g en gemetrisk mdel fr 3D-bymdellen, så er næste skridt fr mdelleringen at fastlægge henhldsvis en lgisk g en fysisk mdel. Det er sm regel ikke en simpel pgave g kræver en vis datalgisk indsigt at få fastlagt en databasemdel (relatinel eller bjektrienteret) g sidenhen registrere g lagre data fysisk fr mdellen. Dette er pgaver, der sm regel bliver udført af prducenten g data leveres efter samråd med kunden i et fastlagt frmat. I visse tilfælde vil der gennem den knceptuelle datamdel blive udpeget ngle grænseflader mellem 3D-bymdellen g frskellige allerede implementerede systemer såsm GIS eller andre frvaltningsrelaterede databaser.

24 Side 24 af 57 Mdeltyper 3D-bymdeller kan klassificeres helt sm al anden klassificering i krtprduktin. Nedenstående klassificering er ikke at betragte sm en regel eller standard, men blt et frsøg på klassificering i stil med TK- g FOT-standarderne, sm vi kender dem i dag. Skiftet mellem de frskellige niveauer kan ikke entydigt defineres, g vil derfr fte være glidende. Fr så vidt angår nøjagtighed ved digitale 3D-bymdeller vil dette sm ved al anden krtlægning afhænge af dataindsamlingsmetde g pixelstørrelse/gsd af flyft (GSD er en frkrtelse af Grund Sample Distance, g er enheden, der anvendes ved digital ftgrafering, idet det ikke giver mening at tale m målfrhld). I denne vejledning er 3D-mdeller klassificeret i 4-5 klasser, hvraf den ene er en fysisk mdel, mens de øvrige klasser er baseret på ftgrammetrisk registrering via luftft. Det er endvidere gældende fr alle typer, at disse kan draperes med et tidssvarende rtft, hvilket gør mdellen mere realistisk/naturtr. Den fysiske mdel Den fysiske mdel kender vi bl.a. sm træmdeller eller flamingmdeller snedkereret af en persn g ses stadig rundt mkring i frbindelse med diverse prjekter. Denne frm fr mdel er simpel g i ngen grad primitiv, men er på den anden side stadig ganske anvendelig til ngle frmål. En anden frm fr fysisk mdel, kan være et afledt prdukt af en egentlig digital 3Dmdel sm f.eks. enten er printet på en 3D-printer eller fræset ud af et hårdt materiale. Fælles fr venstående mdeller er, at de er svære at vedligehlde, g fr træmdeller g flaming mdellers vedkmmende med ganske ringe nøjagtighed. En fysisk mdel baseret på en digital 3D-mdel må derimd anses at have en fin nøjagtighed afhængig af målfrhld mm.

25 Gefrums vejledning i 3D-bymdeller Side 25 af 57 3D-mdel - type 1 Den vel nk mest simple 3D-mdel er type 1, sm er en "kldsmdel" baseret på eksisterende bygningsplygner f.eks. fra det tekniske krt, hvr der tilføjes en kte til tag, hvrefter der nedfældes ldret til terræn. Dette vil i 3D-sammenhæng blive vist sm "kuber" g se ganske primitivt ud, men med enkle metder/midler kan denne type mdel visuelt frstærkes. Såfremt der eksisterer et rtft ver mrådet, vil der kunne draperes rtft på både bygningstage g på terræn. Drapering af billeder på tagene giver en ganske gd frnemmelse af tagfrmer mm.

26 Side 26 af 57 Type 1 mdellen tager sig bedst ud på afstand g giver et fint indtryk af byrum. Type 1 er et gdt alternativ til type 2 sm kulisse (mkringliggende mdel) til en detaljeret mdel i type 3 eller 4. På den anden side indehlder denne mdeltype en lang række begrænsninger, sm giver anledning til vervejelser: skal mdellen anvendes til skyggeberegninger? "line-f-sight" analyser, pga. bygningernes frm? definitin af bygningens højde (højest punkt på bygning, middel-kte eller de faktiske kter på bygningshjørner)? skal bygningsspring/adskillelser indgå?

27 Side 27 af 57 3D-mdel - type 2 I frhld til type 1 adskiller type 2 sig ved at de mest basale tagflader måles. Eksempelvis vil vi her måle g dermed kunne se m taget er et "saddeltag" eller fladt tag. Endvidere måles markante tagknstruktiner sm f.eks. større karnapper g tårne. Bygningerne i mdellen vil alle være enten nymålte, eller dannet med udgangspunkt i f.eks. bygninger fra det tekniske krt, hvr mfangsplygnen er grundlag fr den videre bearbejdning. Type 2 mdellen vil egne sig endnu bedre sm kulisse end type 1. Af vervejelser til type 2 kan bl.a. nævnes: definitin af markante tagknstruktiner, samt mindstestørrelser fr disse mindste størrelser på bygninger datagrundlag, herunder pløsning i rtft pgraderingsmuligheder til type 3 eller 4.

28 Gefrums vejledning i 3D-bymdeller Side 28 af 57 3D-mdel - type 3 3D-bymdel type 3 er i princippet den samme sm type 2 dg suppleret med en lang række tagdetaljer, sm er defineret med mindstestørrelser efter aftale med rekvirenten. Det er vigtigt at understrege, at disse mindstestørrelser ikke læner sig p af en egentlig specifikatin, men mere læner sig p af et specifikt behv. Disse behv kan være meget frskellige fra rekvirent til rekvirent, g det vil derfr i denne vejledning ikke være relevant at specificere mindstestørrelser mm. Afgørende fr type 3 - g type 2 fr den sags skyld - er, at det altid vil være muligt at "pgradere" til en højere detaljeringsgrad uden stre ulemper fr leverandøren. Type 3 vervejelser: mindstestørrelser fr tagdetaljer mindstestørrelser fr bygninger datagrundlag, herunder pløsning i rtft anvendelse til prduktin af True Orthpht

29 Side 29 af 57 3D-mdel - type 4 3D-mdel type 4 er rent gemetrisk identisk med type 3. Type 4 adskiller sig fra de øvrige mdeltyper ved at være tekstureret mere eller mindre detaljeret. Dette betyder dg ikke at de øvrige 3D-mdeltyper ikke kan teksturers, sm f.eks. beskrevet ved 3D-mdel type 1. Se gså under ptiner nedenfr. Der findes frskellige detaljeringsgrader af tekstur lige fra skråbilleder, der er sat grft på sm tekstur, til digitale billeder taget med håndhldte kameraer g herefter skåret til, så de passer eksakt til bygningskrppe, g hvr evt. biler g andre genstande er fjernet fra billedet. Type 4 vervejelser: ptiner, f.eks. byudstyr datagrundlag, herunder pløsning i luftft bygværker mm. tekstur - ldbilleder / skråbilleder / terrestriske billeder / "standardbibliteksteksturering" anvendelse til prduktin af True Orthpht

30 Side 30 af 57 Tillæg/ptiner Tillæg/ptiner kan i princippet vælges til alle mdeltyper, men skal dg stå i frhld til datagrundlaget fr 3D-bymdellen. Eksempler på mulige tillæg/ptiner gives i nedenstående. Detaljering af bygningsmdellen: Udskæring af prte, brer mm. Altaner Tagudhæng Kældre Beplantning: T eller flere ldrette firkanter, sm kan have følgende egenskaber: højde, krnens største udstrækning g trætype. En hrisntal cirkel i krnens ydre afgrænsning placeret i krnens højde. Punkt i træets tppunkt. Cmputergenereret flademdel af det enkelte træ. Byudstyr: Skilte Bænke Skraldespande Master Lyssignaler Overflade signatur, f.eks. kørebaner mm.

31 Gefrums vejledning i 3D-bymdeller Side 31 af 57 Teksturering: Ld-, skrå- eller terrestriske billeder

32 Side 32 af 57 3D-bymdeller i praksis Grundlaget fr dette kapitel er en spørgeskemaundersøgelse fretaget blandt et udvalg af de kmmuner, sm besidder g anvender 3D-bymdeller. I det følgende fremhæves de tendenser, der kan udledes af spørgeskemabesvarelserne. Spørgeskemaets fkus var på: anskaffelse - initiering, rganisatin g implementering fakta m prduktet (prducent, areal g specifikatiner) anvendelse g distributin af data vedligehld/ajurføring erfaringer Anskaffelse - initiering, rganisatin g implementering Generelt er baggrunden fr anskaffelsen af 3D-bymdeller hs kmmunerne en intentin m at bruge mdellen sm et beslutningsstøtte-værktøj, hvrmed det er muligt i højere grad end tidligere at kunne visualisere idéer g prjekter på en illustrativ måde, g at kunne visualisere nybyggeri i eksisterende bymiljøer inden ændringerne gennemføres. Anskaffelsen er ftest initieret i teknisk frvaltning. Administratin g vedligehld af 3D-bymdellerne er hs kmmunerne ftest frankret i de afdelinger, sm i frvejen administrerer krt- g gedata. Selve anvendelsen af 3D-bymdellerne er ftest frankret i et samspil mellem krt- g gedataafdelingerne g byplanafdelingerne, men tendensen er, at anvendelsesfrmerne g brugerne af 3D-data ikke er af statisk karakter. Der kmmer hele tiden nye idéer til anvendelser, g nye aktører ser i stigende grad mulighederne fr anvendelse af 3D-bymdeller.