OGC 3DTiles
OGC 3D Tiles (offiziell: 3D Tiles) ist ein offener Standard für das effiziente Streamen und Visualisieren großer Mengen von 3D-Geodaten über das Internet, wie beispielsweise Städte, Gebäude, Punktwolken und Geländemodelle. Der Standard wurde vom Open Geospatial Consortium (OGC) entwickelt.
Mit 3D Tiles werden umfangreiche 3D-Datensätze intelligent in kleinere Teile (Tiles) unterteilt. Je nach Zoomstufe und Kameraposition werden nur die Daten geladen, die gerade benötigt werden. Dies sorgt für eine hohe Leistungsfähigkeit und eine flüssige Benutzererfahrung, selbst bei sehr großen Datensätzen.
Wofür verwendet man 3D Tiles?
Du kannst riesige 3D-Datensätze streamen
Mit 3D Tiles arbeiten Sie effizient mit großen 3D-Datensätzen. Selbst eine ganze Stadt, die schnell mehrere Dutzend Gigabyte groß ist, lässt sich problemlos in eine Anwendung laden. Denn Sie streamen nur die Daten, die gerade benötigt werden. Dadurch bleibt die Leistung hoch und alles läuft in Echtzeit im Browser. Das macht 3D Tiles besonders geeignet für Anwendungen wie digital twins.
Offener Standard ohne Abhängigkeiten
3D Tiles ist ein offener Standard der OGC. Dadurch kannst du mit verschiedenen Softwarelösungen arbeiten, ohne von einem einzigen Anbieter abhängig zu sein. Du behältst die Kontrolle über deine Daten und schaffst eine zukunftssichere Lösung. Dies ist besonders relevant für Behörden, die nachhaltige und flexible Entscheidungen treffen möchten.
Ideal für digital twins
3D Tiles bildet die Grundlage für viele digital twin . Man nutzt es unter anderem für 3D-Stadtmodelle, die Visualisierung von Infrastruktur und Smart-City-Lösungen. Viele Städte veröffentlichen ihre 3D-Modelle mittlerweile als 3D Tiles, damit diese allgemein zugänglich und einsetzbar sind.
Webbasierte Technologie
Du benötigst keine komplexe GIS-Software mehr, um mit 3D-Daten zu arbeiten. 3D Tiles funktioniert direkt in Webanwendungen, Dashboards, VR- und AR-Umgebungen und sogar in Spiel-Engines. Dadurch werden 3D-Informationen für eine breite Nutzergruppe zugänglich.
Kombinieren Sie verschiedene Datenquellen
Mit 3D Tiles führen Sie verschiedene Arten von Daten in einer einzigen Umgebung zusammen. Dazu gehören Gebäude, LiDAR-Daten, Sensordaten, BIM-Modelle, Verkehrsinformationen und Echtzeit-IoT-Daten. Durch die Kombination dieser Datensätze entsteht ein vollständiges und aktuelles Bild der physischen Umgebung.
Die erforderlichen Schritte für OGC-3D-Kacheln
Für das effiziente Streamen großer Mengen an 3D-Geodaten arbeiten wir mit OGC 3D Tiles, einem offenen Standard des Open Geospatial Consortium (OGC). Die dafür erforderlichen Schritte:
- Tiling: Das 3D-Modell wird in kleinere Kacheln (Tiles) unterteilt. Dadurch können nur die relevanten Teile des Modells geladen und angezeigt werden.
- Optimierung: Die Kacheln werden unter Berücksichtigung des Detaillierungsgrades und der Komprimierung für eine optimale Darstellungsleistung optimiert
- Konvertierung in das Tile-Format: Die Daten werden in das spezifische OGC-3D-Tile-Format konvertiert.
Welche Daten lassen sich in OGC 3D Tiles konvertieren?
In einem digital twin du mit verschiedenen Arten von Daten arbeiten, von denen jede ihre eigenen Vorteile und Herausforderungen mit sich bringt. Es spielt für uns keine Rolle, mit welchen Daten du arbeiten möchtest. Wir konvertieren alle Daten für dich in OGC 3D Tiles. Ganz mühelos. Nachfolgend findest du eine Übersicht über die wichtigsten Datentypen, die wir für dich in OGC 3D Tiles konvertieren können.
LIDAR-Daten
LIDAR (Light Detection and Ranging) nutzt Laserstrahlen, um die Entfernung zu Objekten zu messen, und erzeugt eine präzise Punktwolke der Umgebung. Diese Punktwolken können anschließend in ein 3D-Modell umgewandelt werden, das für OGC 3D Tiles geeignet ist.
Vorteile: Hohe Genauigkeit und Detailgenauigkeit, geeignet für topografische und strukturelle Analysen.
Anwendungsbereiche: Stadtplanung, Waldbewirtschaftung, Infrastrukturüberwachung.
Fotogrammetrie
Bei der Fotogrammetrie werden mehrere Fotos eines Objekts oder einer Umgebung, die aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen wurden, verwendet, um ein 3D-Modell zu erstellen. Dieses Modell kann anschließend in OGC 3D Tiles umgewandelt werden.
Vorteile: Relativ einfache Datenerfassung mithilfe von Drohnen oder Kameras, geeignet für kleine wie auch große Objekte.
Anwendungsbereiche: Denkmalpflege, Landschaftsarchitektur, Bauingenieurwesen.
CAD/BIM-Modelle
CAD- (Computer-Aided Design) und BIM- (Building Information Modeling) Dateien enthalten detaillierte 3D-Modelle von Gebäuden und Infrastrukturen. Diese Dateien können direkt in OGC-3D-Kacheln konvertiert werden.
Vorteile: Detaillierte und umfassende Informationen zu baulichen Komponenten und Materialien.
Anwendungsbereiche: Bauwesen, Architektur, Facility Management.
3D-GIS-Daten
Geografische Informationssysteme (GIS) können 3D-Daten enthalten, wie beispielsweise Höhenmodelle, Gebäude, Straßen und Vegetation. Diese 3D-GIS-Daten lassen sich für komplexe geografische Analysen in OGC-3D-Kacheln umwandeln.
Vorteile: Lässt sich leicht mit anderen geografischen Daten integrieren, ideal für großräumige räumliche Analysen.
Anwendungsbereiche: Stadtplanung, Umweltmanagement, Katastrophenschutz.
Die Herausforderungen bei der Konvertierung in OGC 3D-Kacheln
Die Konvertierung der oben genannten Daten in OGC-3D-Kacheln bringt verschiedene Herausforderungen mit sich. Dazu gehören:
- Datenintegrität: Es ist unerlässlich, dass die Daten korrekt und vollständig sind. Dies stellt insbesondere beim Zusammenführen von Daten aus verschiedenen Quellen eine Herausforderung dar.
- Optimierung: 3D-Kacheln müssen hinsichtlich der Darstellungsleistung optimiert werden, ohne dabei an Detailgenauigkeit einzubüßen. Dies umfasst die Komprimierung und die Steuerung des Detailgrades (Level of Detail, LOD).
- Georeferenzierung: Alle Daten müssen korrekt georeferenziert sein, um eine genaue Darstellung im geografischen Kontext zu ermöglichen.
- Komplexität von Modellen: Der Umgang mit komplexen CAD/BIM-Modellen kann zusätzliche Herausforderungen mit sich bringen, wie beispielsweise die Beibehaltung von Material- und Strukturinformationen.
- Viewer-Integration: Die Integration der Anzeige in verschiedene Viewer erfordert eine sorgfältige Konfiguration und Optimierung, um eine reibungslose Benutzererfahrung zu gewährleisten.
- Herausforderungen bei der Vorverarbeitung: Die effektive Bereinigung, Georeferenzierung und Zusammenführung verschiedener Datenquellen kann komplex sein.
- Leistungsoptimierung: Die Optimierung von 3D-Kacheln im Hinblick auf die Leistung, ohne dabei an Detailgenauigkeit oder Qualität einzubüßen, erfordert fundierte technische Kenntnisse.
- Viewer-Integration: Sicherstellung einer nahtlosen Integration der 3D-Kacheln in einen Viewer unter Berücksichtigung von Ladezeiten und Benutzererfahrung.
- Gebäudespezifische Komplexitäten: Der Umgang mit den Detailebenen, der Struktur, den Materialien und den Analysen von Gebäudemodellen führt zu einer zusätzlichen Komplexität.
Visualisierung in einem Viewer
Um den digital twin zu visualisieren, benötigst du einen Viewer, der OGC 3D Tiles unterstützt. Die integrierte Darstellung in verschiedenen Viewern erfordert eine sorgfältige Konfiguration und Optimierung, um eine reibungslose Benutzererfahrung zu gewährleisten.
Mit unserer Planspace Simulator erstellen Sie innerhalb weniger Minuten Ihren eigenen virtuellen 3D-Webviewer der physischen Umgebung. Ganz ohne Programmierung oder komplizierte Arbeitsabläufe. Unser digital twin der Lage, verschiedene Arten von Daten und Quellen auf einfache Weise zu kombinieren und diese in nützliche Informationen für bestimmte Nutzer umzuwandeln.
Dies führt zu einer einheitlichen, integrierten Informationsplattform, die Geländemodelle, Punktwolken, 3D-Gebäudemodelle, 3D-Meshes, 360°-Panoramen (sowohl im Innen- als auch im Außenbereich), Vektordateien, Basisregister und Integrationen mit Live-Sensorinformationen zusammenführt. Dies bietet umfangreiche Anwendungsmöglichkeiten unter anderem für die Genehmigungserteilung, Überwachung und Durchsetzung, Bürgerbeteiligung, Umwelt, Sicherheit und Stadtentwicklung.
Umgang mit 3D-Gebäudemodellen
Bei der Erstellung eines digital twin , beispielsweise digital twin Gebäuden, berücksichtigen wir spezifische Aspekte, die für Gebäudemodelle einzigartig sind:
Präzision und Genauigkeit
- Detaillierungsgrad: Gebäude erfordern einen hohen Detaillierungsgrad, insbesondere bei Elementen wie Fenstern, Türen und Innenausstattungsdetails.
- Maße: Achte darauf, dass die Maße genau sind, um realistische und funktionsfähige Modelle zu erstellen.
Struktur und Hierarchie
- Stockwerke und Bereiche: Die Unterteilung von Gebäuden in Stockwerke und Bereiche erleichtert die Verwaltung und Visualisierung verschiedener Abschnitte.
- Bauteile und Materialien: Verwendung geeigneter Materialien und Bauteile, um die baulichen Eigenschaften des Gebäudes widerzuspiegeln.
Datenintegration
- BIM-Integration: Der Einsatz von BIM (Building Information Modeling) ermöglicht eine umfassende Informationsintegration, die über geometrische Daten hinausgeht.
- GIS-Integration: Integration mit geografischen Informationssystemen (GIS), um das Gebäude in seine Umgebung einzuordnen.
Analysemöglichkeiten
- Energiesimulationen: Einsatz von Gebäudemodellen zur Durchführung von Simulationen und Analysen zur Energieeffizienz.
- Bauwerksanalyse: Bewertung der baulichen Integrität und Sicherheit des Gebäudes.
Der Unterschied zwischen einem 3D-Gebäudemodell und einem 3D-Netz
3D-Gebäudemodell
Genauigkeit und Detailgenauigkeit
Ein 3D-Gebäudemodell wird häufig speziell für Architektur, Stadtplanung oder Bauwesen erstellt. Das Modell enthält detaillierte Informationen über das Gebäude, wie Wände, Fenster, Türen, Böden, Dächer und manchmal sogar Rohrleitungen und Elektrik.
Die Geometrie in einem 3D-Gebäudemodell wird in der Regel auf der Grundlage tatsächlicher Maße und Spezifikationen präzise modelliert.
Informationen (BIM)
Ein 3D-Gebäudemodell kann Teil eines Building Information Model (BIM) sein. Das bedeutet, dass neben geometrischen Daten auch viele nicht-geometrische Informationen gespeichert sind, wie beispielsweise Materialarten, Kosten, Bauphasen usw.
Anwendungen
Wird im Bau- und Architekturbereich für Entwurf, Visualisierung, Simulation und Analyse eingesetzt.
Ideal für die Planung und Koordination von Bauprojekten.
3D-Netz
Geometrie und Struktur
Ein 3D-Netz ist eine allgemeine Darstellung eines Objekts im dreidimensionalen Raum. Es besteht aus einer Sammlung von Punkten (Eckpunkten), Kanten (Edges) und Flächen (Faces), die zusammen die Form eines Objekts beschreiben.
Ein Netz kann eine einfache Struktur wie ein Würfel oder eine komplexe Struktur wie ein detailliertes Modell eines Menschen oder einer Landschaft sein.
Genauigkeit
Die Genauigkeit eines 3D-Netzes hängt von der Anzahl der verwendeten Polygone (Flächen) ab. Mehr Polygone können zu einer detaillierteren und flüssigeren Darstellung führen, erfordern jedoch auch mehr Rechenleistung.
Anwendungen
3D-Meshes finden breite Anwendung in der Gaming-Branche, bei Animationen, in der virtuellen Realität (VR) sowie bei der Erstellung von CGI für Filme.
In der Architektur und im Bauwesen kann ein 3D-Mesh für Visualisierungen oder zur Darstellung komplexer Formen und Oberflächen verwendet werden, die mit herkömmlichen Baumodellen nur schwer zu modellieren sind.
IMAGEM Digital Twin
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Niels van de Graaf
Marktmanager für den öffentlichen Sektor
Stefan Lijst
Unternehmensberater
Hexagon 
