Semantische Straßenraummodelle für Urbane Digitale Zwillinge – der internationale Standard CityGML 3.0

Im Rahmen der neuen Version 3.0 des CityGML-Standards wurden detaillierte Konzepte zur Modellierung von Straßen und Straßenräumen eingeführt, womit Fahrbahnen, Gehwege, Mittelstreifen konsistent und semantisch strukturiert modelliert werden können. Zusammen mit Bauwerken, Stadtmöbeln und auch Vegetation ermöglicht CityGML 3.0 eine einheitliche und integrierte Repräsentation des Straßenraums in unterschiedlichen Granularitätsstufen. Während auf der niedrigsten Stufe die gesamte Breite einer Straße als ein Objekt modelliert wird, werden auf der höchsten Stufe einzelne Spuren separat repräsentiert. Die Oberfläche der Spur kann mit flächenhaften und der Verkehrsraum mit linearen sowie volumetrischen Geometrien modelliert werden. Dies ermöglicht unter anderem eine spurgenaue Navigation und Schnitttests des Lichtraumprofils mit Vegetationsobjekten.

Das gesamte Straßennetz wurde bereits im Förderprojekt Digitaler ZwillingDigitaler ZwillingEin Digitaler Zwilling ist das virtuelle Abbild eines ausgewählten Teils der Realität, z.B. eines Produktes oder eines industriellen oder kommunalen Prozesses (Urbaner Digitaler Zwilling). Da ein Großteil der Daten regelmäßig aktualisiert wird, verändert sich der Digitale Zwilling – idealerweise – dynamisch parallel zur Realität. Sämtliche Daten, die bezüglich des Realitätsausschnittes zur Verfügung stehen, können unter bestimmten Fragestellungen ausgewertet werden und tragen zum Erkenntnisgewinn über diesen spezifischen Aspekt der Realität bei. Darüber hinaus dienen die Daten als Grundlage für Prognosen und Modelle, um zukünftige Entwicklungen und Veränderungen vorauszusagen. München“ von der Landeshauptstadt München spurgenau vermessen und unter dem Namen „Lane-Modell“ zweidimensional digitalisiert.  Für die Integration in das 3D-Stadtmodell3D-StadtmodellEin 3D-Stadtmodell ist ein dreidimensionales Modell einer Stadt. In der Regel besteht es aus 3D-Gebäuden, die in unterschiedlichen Levels of Detail (LOD) vorliegen können, und einem digitalen Geländemodell (DGM), welches die Höhen der Erdoberfläche darstellt. Ein 3D-Stadtmodell kann mit 3D-Bäumen oder 3D-Objekte (Laternen o.Ä.) erweitert werden. wurde im Rahmen von CUT ein automatisierter Anhebungsprozess zu 3D und eine Konvertierung nach CityGML 3.0 entwickelt. Darüber hinaus wurde auch das Stadtmodell der Stadt Leipzig nach CityGML 3.0 migriert und um eine detaillierte Straßenraumrepräsentation ergänzt.

Aufgrund der standardisierten Struktur der semantischen Straßenraummodelle lassen sich AnwendungenAnwendungenEine Anwendung (siehe auch: Applikationen, kurz: App) ist eine Software, die spezielle Funktionen direkt für eine Endnutzerin oder einen Endnutzer ausführt. Sie kann in sich geschlossen oder Teil einer Gruppe von Programmen sein. Beispiele für Anwendungen oder Applikationen sind Kommunikationsplattformen, Datenbank-, Textverarbeitungs- oder Bildbearbeitungsprogramme. in einfacher Weise replizieren. So wurde beispielsweise eine Applikation automatisierten Qualitätsbewertung von Fahrradwegen sowohl auf Münchner, als auch auf Hamburger Daten ausgeführt.

Zur benutzerfreundlichen Erläuterung und Anwendung der in CityGML 3.0 neu eingeführten Konzepte wurde im Rahmen des Dissertationsprojekts von Christof Beil die Richtlinie Road2CityGML3 veröffentlicht. Die Dissertation entstand am Lehrstuhl für Geoinformatik der Technischen Universität München unter der Betreuung von Prof. Thomas H. Kolbe.

Wie lassen sich Straßenräume eines Urbanen Digitalen Zwillings für detaillierte räumlich-semantische Analysen sowie für übertragbare Auswertungen nutzen? Die neue Version 3.0 des CityGML-Standards ermöglicht eine integrierte und übertragbare Repräsentation des Straßenraums.

Darüber hinaus wurde auf Basis von CityGML 3.0 eine Anwendung zur multimodalen Navigation von Felix Olbrich und auch Pilot zur Migration des 3D Stadtmodells Leipzig in CityGML 3.0 durchgeführt. Zu beiden Arbeiten stehen entsprechende Beiträge im Rahmen der CUT-Akademie zur Verfügung:

Christof Beil: Die Richtlinie der Road2CityGML – Modellierung von Straßen und des Straßenraums mit CityGML 3.0

Son H. Nguyen und Felix Olbrich: CityGML 3.0 – Neue Funktionen & CityGML und Graphen – Vorstellungen von Anwendungen

Andreas Donaubauer und Benedikt Schwab: Leipzig in CityGML 3.0 – Pilot zur Migration des 3D Stadtmodells Leipzig in CityGML 3.0