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
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19.Juni 2007Alexandra Stadler, Thomas H. Kolbe
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Einsatz von 3D-Stadtmodellen
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Trainingssimulatoren
Tourismus –Stadtplanung
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Applikationsmodell
A B„RegionaleFragmentierung“
BC
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
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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
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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
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Semantisches Modell hinter CityGML
… basierend auf ISO 19109
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Geometrisches Modell hinter CityGML
… basierend auf ISO 19107
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Gegenüberstellung: semantisches & geometrisches Modell
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Wie können Geometrie und Semantik modelliert sein?
GeometrieSemantik
GeometrieSemantik
Nur Geometrie, keine Semantik
Nur Semantik, keine Geometrie
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Wie können Geometrie und Semantik modelliert sein?
GeometrieSemantik
Semantik Geometrie
Einfache Objekte mit unstrukturierter Geometrie
Einfache Objekte mit strukturierter Geometrie
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Wie können Geometrie und Semantik modelliert sein?
Semantik Geometrie
Semantik Geometrie
Komplexe Objekte mit unstrukturierter Geometrie
Komplexe Objekte mit strukturierter Geometrie
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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.
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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
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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…
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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