Veranstaltungsprogramm

Eine Übersicht aller Sessions/Sitzungen dieser Tagung.
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Sitzungsübersicht
Session
S01: Anwendung 3D Stadtmodelle
Zeit:
Donnerstag, 21.02.2019:
9:00 - 10:30

Chair der Sitzung: Bettina Petzold
Ort: EH 01 (Exnerhaus)
EXNH-EG/58 Peter-Jordan-Straße 82, Erdgeschoß OST 150 Sitzplätze

zu Beginn mit Innovationsforum 1
(Kurzvorträge der ausstellenden Fachfirmen)

M. Huber, rmDATA: 3DWorx - neue Möglichkeiten für das geodätische Zusammenführen und Bearbeiten von 3D-Vermessungsdaten
N. Saeed, IGI: 3D Stadt Modell Frankfurt und Dortmund
G. Thaler, EPOSA: Neue Services von EPOSA (Echtzeitpositionierung Austria)
B. Lieberknecht, European Space Imaging: Möglichkeiten der Objekterkennung mit WorldView-3 und SWIR
H. Bartl, COWI: COWI fliegt Europa - vom klassischen Luftbild bis zum Single Photon LiDAR
R. Günzkofer, Harris: Harris Geospatial Solutions - New Portfolio Highlights




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Präsentationen

Erstellung eines 3D-Campus-Routing-Informationssystems mit ArcGIS Indoors

J. Wilkening1, A. Kapaj2, J. Cron3

1Esri Deutschland GmbH, Deutschland; 2TU München (bis 9/2018), Universität Zürich (ab 1/2019); 3TU München

MOTIVATION UND PROBLEMSTELLUNG

Menschen verbringen einen immer größeren Anteil ihrer Zeit in geschlossenen Gebäuden. Während es dank gängiger „Outdoor“-Navigationssysteme relativ leicht ist, den besten Weg zwischen Gebäuden zu finden, stecken Indoor-Navigationssysteme noch in den Kinderschuhen.

Der vorliegende Beitrag widmet sich der Frage, wie Indoor-Navigationssysteme gestaltet sein müssen, um ein effizientes und effektives Routing innerhalb von Gebäuden zu gewährleisten. Der Fokus liegt hierbei auf dem Stammgelände der Technischen Universität München, an der die vorliegende Arbeit verfasst worden ist.

Die Technische Universität München hat wie viele Hochschulen das Problem, dass für Studierende, Gäste und Mitarbeiter keine geeignete interaktive Karte vorliegt, die die Wegfindung auf dem Campus erleichtert. Diese Tatsache erschwert die effiziente Wegfindung für verschiedene Benutzergruppen.

Allerdings stehen Software-Pakete zur Verfügung, die es ermöglichen, aus den vorliegenden CAD-Daten der Hochschule interaktive 3D-Indoor-Navigationssysteme zu erstellen. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass eine Visualisierung in 3D ein entscheidender Erfolgsfaktor für die Darstellung von Indoor-Räumen ist.

Ziel der Arbeit war es, ein interaktives Campus-Navigations-System zu entwickeln, welches auf der Website der TU München veröffentlicht werden und von jedermann zur effizienten Orientierung auf dem Campus genutzt werden kann.

METHODE

Basierend auf kartographischen Design-Prinzipien wurde zunächst ein 3D-Indoor-Navigationssystem für ein Gebäude konzipiert.

Dieses Gebäude hat mehrere Stockwerke, Seminarräume und Büros, ist relativ groß und unübersichtlich und sorgt für Studierende, Gäste und Mitarbeitern gerade bei den ersten Aufenthalten immer wieder für Schwierigkeiten bei der Raum- und Wegfindung.

Das 3D-Indoor-Navigationssystem besteht aus einer 3D-Visualisierung des Gebäudes sowie einem routingfähigen Netzwerk und wurde mit ArcGIS Indoors erstellt. Das Software-Paket ArcGIS Indoors besteht aus zwei Komponenten, a) einem Projekt für die Desktop-GIS-Software ArcGIS Pro mit einer Reihe von Arbeitsschritten (Tasks) sowie b) dem editierbaren Quellcode für eine browserbasierte Webanwendung in Form von HTML-, CSS- und JavaScript-Dateien. ArcGIS Indoors wurde 2017 veröffentlicht und lag zum Zeitpunkt der Arbeit als Beta-Version zum kostenfreien Download auf ArcGIS Online vor.

Die Tasks für ArcGIS Pro reichen vom Importieren einer CAD-Datei über das Erstellen einer 3D-Visualisierung des Gebäudes und das Erstellen eines routingfähigen Netzwerks bis hin zum Veröffentlichen von 3D-Webszene, Gebäudeinformationen (als Feature Service) und Netzwerk als Webdiensten. Nach dem Veröffentlichen muss der Quellcode der Webanwendung editiert werden, um die eigenen Webdienste wie Hintergrundkarte, Rauminformationen und Netzwerk über den Webbrowser zu visualisieren.

Mit ArcGIS Indoors wurden mehrere Visualisierungen erstellt und anschließend im Rahmen von zwei Benutzerstudien evaluiert. Während sich die erste Benutzerstudie an Experten in den Bereichen Kartendesign und Visualisierung wandte, lag der Fokus bei der zweiten Benutzerstudie auf Usability-Tests des 3D-Indoor-Navigationssystems.

ERGEBNISSE UND AUSBLICK

Zunächst zeigt die Arbeit, dass sich mit der geeigneten Software im Rahmen einer Masterarbeit ein lauffähiges interaktives 3D-Campus-Informationssystem mit Routing-Funktionalität herstellen lässt: Mit ArcGIS Indoors liegt ein Framework für Desktop- und Web-GIS vor, das jeder Benutzer mit den Daten vom eigenen Campus anpassen kann, um in wenigen Schritten zum lauffähigen Campus-Routingsystem zu gelangen. Da fast alle Hochschulen das komplette ArcGIS-Softwarepaket inklusive Server-Lösungen zur Verfügung stehen haben, fallen hierfür keinerlei Mehrkosten an.

Das Konzept dieser Arbeit ist auf jeden beliebigen Gebäudekomplex übertragbar. Ein besonderer Reiz liegt darin, dass Mobilitätseinschränkungen berücksichtigt werden können, bespielsweise durchs Vermeiden von Treppen.

Die Nutzerstudien zum 3D-Indoor-Navigationssystem zeigen zunächst, dass eine realistische Repräsentation von Objekten und vertikalen Strukturen als die größten Vorteilen angesehen werden. Allerdings sollten Türen und Mauern transparent gezeichnet werden, damit die Routen in der Webanwendung besser erkennbar sind.

Weiterhin deuten die Ergebnisse darauf hin, dass das Navigationssystem die Effizienz und Effektivität der Wegfindung auf dem Campus aus Sicht der Benutzer deutlich erleichtert. Eine große Mehrheit der Befragten würde dieses System im täglichen Leben auf dem Campus anwenden.

Für die Zukunft ist an der TU München geplant, das Campus-Navigationssystem im Rahmen weiterer Masterarbeiten auch auf andere Gebäude auszuweiten und multimodale Routingsysteme zwischen den verschiedenen Campus-Geländen zu implementieren.

Hier ergeben sich auch durch neue, verbesserte Versionen von ArcGIS Indoors, die beispielsweise auch Funktionen für Indoor-Positionierung und eine native Smartphone-App zur Verfügung stellen, eine Vielzahl von neuen Möglichkeiten.


Kappazunder – Ein Mobile Mapping Tool als Lösung für Fragestellungen der Verwaltung im öffentlichen Raum?

J. Falkner, L. Eysn

Stadt Wien, Österreich

Motivation

Im Zuge des Programmes „Wien gibt Raum“ organisiert der Magistrat der Stadt Wien die Zuständigkeiten für die Genehmigung und Verwaltung von Objekten im öffentlichen Raum neu. Eine wichtige Grundlage für diese Neuorganisation ist eine großflächige Inventarisierung von selektiven bestehenden Objekten im öffentlichen Raum. Diese Objekte, auch als Stadtmöblierung bezeichnet, sollen möglichst vollständig und mit guter geometrischer Genauigkeit erfasst werden. In einer Vorstudie haben sich klassische Vermessungsmethoden als unwirtschaftlich und kaum realisierbar erwiesen, wodurch im Projekt Wien gibt Raum eine innovative Erfassungsmethode gewählt wurde. Basierend auf flächendeckenden Mobile Mapping Daten und einem digitalen Bilddienst, werden in zwei Pilotprojekten zeitkritische Fragestellungen im öffentlichen Raum gelöst. Pilotprojekt-A behandelt eine komplette Neu-Inventarisierung von Werbeträgern im öffentlichen Raum unter hohem Zeitdruck. Die Daten dienen als Grundlage für die Erstellung eines neuen Werbekonzeptes der Stadt Wien. Pilotprojekt-B behandelt eine großflächige Inventarisierung der Standorte von Verkehrszeichen, wobei speziell die Verknüpfung mit bestehenden Daten eines Verkehrs-Management-System (VMS) herausfordernd ist. In diesem Beitrag wird ein praktischer Einblick in den Aufbau eines digitalen Bilddienstes sowie die Methodik zur großflächigen Inventarisierung von Objekten gegeben.

Methode

Als Datengrundlage wurde eine bildgebende Mobile Mapping Kampagne für das Wiener Stadtgebiet realisiert. In Summe wurden ca. 30 Millionen Bilder im öffentlichen Straßenraum erfasst, die mit einer Genauigkeit von besser als 10 cm georeferenziert wurden.

Um mit den Mobile Mapping Daten arbeiten zu können, wurde der Bilddienst „Kappazunder“ in der lokalen IT der Stadt Wien als Webviewer aufgesetzt und mit einer bestehenden Geodaten-Infrastruktur (GDI) verbunden. Neben einer digitalen Beurteilung der lokalen Situation durch visuelle Interpretation der Bilddaten können photogrammetrische Messungen zur Auswertung von Merkmalen und Objekten durchgeführt werden. Mit einem detaillierten Objektkatalog wird eine klare Beschreibung der Objekte des öffentlichen Raumes vorgegeben. Dieser stellt eine verbindliche Grundlage für die Digitalisierung von Objekten in den Bilddaten dar.

Der Kappazunder wird in zwei unterschiedlichen Pilotprojekten zur großflächigen Erfassung von Geodaten verwendet. Mangels flächendeckend vorhandener Geodaten für Werbeobjekte wird in Projekt A eine komplette Neuerfassung von Werbeobjekten durchgeführt. In Projekt B gibt es bestehende Daten mit schlechter Verortungs-Qualität. Mithilfe des Bilddienstes soll die Verortung dieser Daten verbessert werden.

Aufgrund der Komplexität der Aufgaben und Objekte, wurden manuelle Erfassungsprozesse gewählt. Personen der MA41 führen im Bilddienst Kappazunder auf Grundlage des Objektkataloges die 3D-Objekterfassung und Verknüpfung mit dem VMS durch. Die Daten werden dabei zentral in der GDI abgelegt.

Ergebnisse

Der webbasierte Bilddienst erlaubt eine Ausrollung an einen großen Personenkreis. Der große Informationsgehalt der Bilder erlaubt eine vielfältige Nutzung der Daten. Objekte können mit einer Genauigkeit besser als 10 cm verortet werden. Erste Ergebnisse in beiden Pilotprojekten zeigen, dass die gewählte Methodik zufriedenstellende und weitgehend vollständige Ergebnisse ermöglicht. Im Bereich Werbung konnten in zwei Monaten 32.000 Objekte zeitgerecht erfasst werden, wodurch politische Entscheidungen gesichert werden konnten. Im Pilotprojekt Verkehrszeichen wird eine wesentliche Verbesserung der bestehenden Daten erzielt. Für zukünftige Projekte ist eine Erweiterung der Merkmalsextraktion auf einen Deep-Learning Ansatz angedacht. Dabei werden die komplexen Aufgabenstellungen im öffentlichen Raum herausfordernd sein. Zuletzt soll durch eine qualitativ hochwertige Inventarisierung die Nutzung des öffentlichen Raumes für die Bevölkerung sowie Unternehmen erleichtert werden.



 
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