3D Omgevingsinformatie

Met 3D omgevingsinformatie, creëer je een virtuele kopie van de werkelijkheid. En dan een virtuele kopie waarop je allerlei analyses kunt uitvoeren. Denk bijvoorbeeld aan volumeberekeningen, het bepalen van zichtlijnen of het berekenen van geluidsbelasting op gevels door verkeerslawaai.

Om het toepassen van 3D geo-informatie gemakkelijker te maken, hebben het Kadaster, de Nederlandse Commissie voor Geodesie (NCG), het toenmalig Ministerie van Infrastructuur en Milieu en Geonovum in 2010 het initiatief genomen tot een 3D standaard voor geo-informatie.

Zij maakten een 3D pilot mogelijk waarin meer dan 60 organisaties uit de wetenschappelijke, private en publieke sector het gebruik van 3D omgevingsinformatie verkenden met het doel dit eenvoudiger te maken. Dit heeft onder meer geleid tot opname van onderdelen van de internationale CityGML standaard in het IMGeo: de standaard waarvan de Basisregistratie Grootschalige Topografie gebruik maakt.

Internationale belangstelling

De implementatie van deze Nederlandse versie van de 3D standaard CityGML heeft internationaal veel belangstelling gekregen. In 2011 ontving het ontwikkelteam de 3D Award van het Open Geospatial Consortium (OGC). Deze award werd toegekend omdat Nederland het eerste land is dat op nationaal niveau afspraken maakt over een 3D standaard die de OGC 3D standaard ‘CityGML’ implementeert en deze tegelijkertijd volledig integreert met bestaande 2D informatiemodellen (IMGeo en BGT). In 2013 ontving het ontwikkelteam de Geospatial World Policy Award.

Standaard voor 3D omgevingsinformatie

De internationale standaard voor de opslag en uitwisseling van 3D geo-informatie is OpenGIS® CityGML. In 2012 is deze internationale standaard in Nederland geïntegreerd in het Informatiemodel voor Geografie (IMGeo). Hierdoor is het mogelijk IMGeo-objecten in 2.5D- en 3D uitwisselen. In de Gegevenscatalogus IMGeo vind je een technische uitleg over de integratie tussen CityGML en IMGeo. Geonovum beheert de BGT|IMGeo standaard met daarin de 3D componenten.

CityGML

CityGML is een informatiemodel voor het weergeven van driedimensionale ruimtelijke objecten. De standaard kan zowel op geometrisch als semantisch niveau thematische concepten onderscheiden (gebouwen, vegetatie, water, landgebruik, straatmeubilair etc.). Daarnaast ondersteunt CityGML verschillende detailniveaus per object, de zogenaamde Levels of Detail (LODs). Een gebouwobject kan bijvoorbeeld variëren van een eenvoudig blok model (LOD1), met dakvormen (LOD2), met ramen, deuren en andere uiterlijke kenmerken (LOD3) tot een volledig gedetailleerd interieurmodel (LOD4) met of zonder textuur informatie.

 

Toolkit 3D in IMGeo

De ontwerpprincipes die aan de integratie van IMGeo en CityGML ten grondslag liggen, staan beschreven in de Gegevenscatalogus IMGeo.

Met de integratie van CItyGML in IMGeo zijn er verschillende hulpmiddelen ontwikkeld om de implementatie te ondersteunen. Deze vind je hieronder.

Technische specificaties opbouw 3D IMGeo CityGML

Dit rapport beschrijft de eisen en keuzes die je maakt voordat je IMGeo topografie naar de markt brengt voor het toevoegen van 3D geometrie (geactualiseerd eind 2016)

Terrein in CityGML

Er is lopend onderzoek naar het verbeteren van de CityGML standaard voor het opslaan van terreininformatie. De huidige modellering van terrein in de standaard heeft verschillende nadelen voor bijvoorbeeld opslag en visualisatie. Deze nadelen en een verbetervoorstel worden beschreven in het rapport.

Vergelijking Standaarden voor 3D Geo-Informatie

Er is een vergelijkend onderzoek gedaan naar de beschikbare 3D standaarden voor opslag en visualisatie van 3D geo-informatie (november 2016). Dit onderzoek beschrijft 3D standaarden voor zowel objecten als puntenwolken. Een uitgebreide beschrijving van de standaarden is terug te vinden in het rapport en een tabel met vergelijking van de specificaties van de standaarden is ook beschikbaar.

3D Voorbeelddata in IMGeo-CityGML

Voor het genereren van de voorbeelddata is gebruik gemaakt van de 3D reconstructie software 3dfier. Voorbeelden van 3D CityGML 2.0 bestanden zijn terug te vinden op de Open Data pagina van de 3D GeoInformation sectie van de TU Delft. De voorbeeldbestanden zijn gegenereerd uit 2D BGT data en AHN3 data. Er zijn ook voorbeeldbestanden die voldoen aan de specificaties van IMGeo 2.1.1 ADE voor CityGML.

Tools voor het automatisch genereren van 3D IMGeo

3D reconstructie software 3dfier. De 3D GeoInformation groep (TU Delft) heeft software ontwikkeld om 2D topografische data en 3D puntenwolken op te werken naar 3D. De 2D polygonen worden op hoogte gebracht op basis van de omliggende hoogtepunten waarna alle polygonen aan elkaar gekoppeld worden met rekenregels. Deze rekenregels zorgen ervoor dat de hoogtes waar polygonen elkaar raken op elkaar aansluiten. Op sommige locaties worden verticale vlakken toegevoegd om een geheel waterdicht model te vormen. Gebouwen worden opgetrokken tot blokken zonder dakvorm (LOD1). Het doel van de software is een 3D model in LOD1 welke gebruikt kan worden voor simulaties. Meer informatie over het gebruik van 3dfier is te vinden op de ReadMe pagina.

3D Validatie

Met de validators kunt u uw 3D bestanden controleren op technisch correcte toepassing van de standaarden voor 3D geometrie en CityGML schema.

  • 3D validatie software val3dity. De software is na de 3D Pilot verder ontwikkeld door Hugo Ledoux (TU Delft) en beschikbaar als webservice. Hier kun je je eigen 3D (City)GML files uploaden en geometrisch valideren. In de About sectie vind je meer uitleg over de 3D validatie en kun je zelfs aan de slag met de achterliggende code.
  • CityGML schema validator. Een schema validatie voor CityGML bestanden is ook beschikbaar als webservice. Deze service valideert de geüploade CityGML bestanden ten opzichte van het XSD schema. In de About sectie staat meer uitleg over de validatie.

Het gebruik van PDOK WMS/TMS/WMTS services in Cesium (Virtual Globe)

Informatie uit eerste fase 3D pilot (2013)

Mogelijke beheeraanpakken voor 3D IMGeo CityGML data staan in het onderzoeksrapport Uitleg over het beheer van 3D IMGeo data. Een Snelcursus IFC voor beginners, gehouden op 15 januari 2012 voor afstemming ontwerp en constructiegegevens is eveneens beschikbaar.

Afstemming 3D omgevingsinformatie met bouwsector

De bouwsector werkt veel met 3D modellen. Deze zijn niet zomaar uitwisselbaar met de 3D omgevingsmodellen uit de GIS-wereld en vice versa. Toch is het handig om elkaars gegevens te kunnen gebruiken. Zowel voor omgevings- en milieu-analyses als voor het beheer en onderhoud van de (gebouwde) omgeving. Door geo-vriendelijke specificaties te ontwikkelen voor het Bouw Informatie Model (BIM) en BIM-vriendelijke specificaties voor 3D geo-informatie te maken, zijn data uit beide werelden makkelijker te converteren. Samen met de bouwsector verkennen we de mogelijkheden hiervoor.

    trappenhuis

    3D modellering in bouw en omgeving

    De integratie van BIM en Geo- (of GIS)-modellen wordt vaak genoemd als dé oplossing voor de 3D modellering van onze leefomgeving. Klopt dat?

    Jantien Stoter blogt erover in GIS Magazine

    kubuswoningen rotterdam

    Verwevenheid van bouw en geo

    Waar de geo-wereld probeert de werkelijkheid te modelleren in 'bits and bytes', trekt de bouw die werkelijkheid daadwerkelijk op uit blokken en beton. Zijn het echt twee werelden? Friso Penninga blogt hierover op gemeente.nu.

    Andere toepassingsvoorbeelden

    Standaarden helpen om 3D informatie onderling uit te wisselen en in verschillende softwarepakketten te kunnen gebruiken. Tijdens de 3D pilot zijn verschillende voorbeelden van toepassingen verzameld van 3D omgevingsinformatie. Zie bijvoorbeeld de volgende animaties: