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Datenbereitstellung für 3D Web
Services und map.geo.admin.ch
Dérivation de données pour Service
Web 3D et map.geo.admin.ch
6. April 2018 / Natan MichelettiKolloquium: Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
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1. Terrain
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
1. Terrain
swissALTI3D
DHM25
swissTLM3D
- Laser Punkte
- Bruchkanten
- Abgeleitete Bruchkanten (TLM_STRASSEN, TLM_OEV)
- Raster
- Im Ausland
Polylinie 3D
Bruchkanten
• Breite: Attribut OBJEKTART
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
1. Terrain
swissALTI3D
DHM25
swissTLM3D
- Laser Punkte
- Bruchkanten
- Abgeleitete Bruchkanten (TLM_STRASSEN, TLM_OEV)
- Raster
- Im Ausland
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
1. TerrainZiele der Ableitung:
1) DTM und TLM sind kohärent.
2) Strassen und Öffentlicher Verkehr sind flach.
3) 9 Pyramiden Stufen (zooming performance).
~ 1.5 TB
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2. Buildings
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
2. Buildings
swissTLM3D CityGRIDswissBUILDINGS3D
- KML
- COLLADA
- WGS84
- Wände
- Volumen- Dächer
- Grundriss
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
2. Buildings
Insgesamt > 2.5 Millionen Objekte
KML COLLADA
<Model><altitudeMode>absolute</altitudeMode><Location><longitude>7.44719359936197</longitude><latitude>47.4859680013401</latitude><altitude>0</altitude></Location><Link><href>models/model_21.dae</href></Link></Model>
…
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
2. Buildings
Ab Sommer 2018: Flächendeckend in 3D Viewer
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3. Vegetation
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
- Raster Daten
- Raster Daten
Im TLM Wald:
- Lokale Maxima
- Baum Höhen
- Höhe Klassifizierung
- 3D Darstellung
Ausserhalb
TLM Wald:
- Baum Höhen
3. Vegetation
swissTLM3D
swissALTI3D
DOM (Vegetation)
- Einzelbaum
- Baum-Gebüschreihe
- Wald, Wald Offen
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3. Vegetation
Ausserhalb TLM Wald:
- Baum HöhenIm TLM Wald:
- Lokale Maxima
- Baum Höhen
DOM
DTM
Extraktion Baumwipfel als Punkt:
1. Berechnen des Unterschieds:
Digitale Oberflächenmodell – swissALTI3D
2. Maximal identifizieren (5m × 5m «moving window»)
3. Lokale Maxima mit minimaler Höhe (4 m) auswählen
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6. April 2018
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3. VegetationKML COLLADA
Insgesamt 80 Millionen Bäumen
Instance Modelling: Performanz
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4. Names
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
4. Names
swissNAMES3D
ZOOMLEVEL0 ORT EINWOHNERZAHL > 100'000 + Sélection
ZOOMLEVEL1 ORT EINWOHNERZAHL > 100'000 + Sélection
ALPINER GIPFEL Sélection
ZOOMLEVEL2 ORT EINWOHNERZAHL > 100'000 + Sélection
ALPINER GIPFEL Sélection
SEEN Sélection
ZOOMLEVEL3 ORT EINWOHNERZAHL > 100'000 + Sélection
ALPINER GIPGEL Sélection
SEEN Sélection
ZOOMLEVEL4 ORT EINWOHNERZAHL > 2'000
ALPINER GILFEL
STRASSEN PASS Sélection
SEEN > 6'000'000
ZOOMLEVEL5 ORT EINWOHNERZAHL > 100
ALPINER GIPFEL
STRASSEN PASS Sélection
SEEN > 1'000'000
ZOOMLEVEL6 ORT EINWOHNERZAHL > 50
ALPINER GIPFEL
HAUPTGIPFEL
GIPFEL
HAUPTHUEGEL
STRASSEN PASS
SEEN > 10'000
ZOOMLEVEL7 ORT
ALPINER GIPFEL
HAUPTGIPFEL
GIPFEL
HAUPTHUEGEL
STRASSEN PASS
SEEN
SelektionKML
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5. swissTLM-Map
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5. swissTLM-Map
swissALTI3D
swissTLM3D
swissNAMES3D
swissBOUNDARIES3D
2D Darstellung in ArcMap
Aufbau der Symbole mit dem Style Manager
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
5. swissTLM-Map
Exporte als .PNG
Farbig, Schwarz–Weiss
Für 3D, nicht dargestellt:
Höhenkurven, Grundrisse,
Brücken,
Tunnel,
Bäume,
Namen.
ArcGIS server
ArcMap
Seit 11.03.2014 offizielles Produkt von swisstopo
Offline Lieferung auf Anfrage ([email protected])
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6. April 2018
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map.geo.admin.ch 3D
Roadmap 2018
Online in Viewer Themen
Sommer 2018 Nachführung: Terrain
Sommer 2018 Nachführung: Vegetation
Sommer 2018 Nachführung: Selektion von swissNAMES3D
Sommer 2018 Nachführung: swissTLM-Map 3D
Sommer 2018 Neu: swissBUILDINGS3D 2.0 ganze Schweiz
Sommer 2018 Neu: Brücken, Uebrige Bahn
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6. Brücken
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
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6. Brücken
swissTLM3D
- TLM_STRASSE
- TLM_EISENBAHN
• Achsen (Polylinien) in Volumen umwandeln
• swissTLM-Map Symbologie übernehmen
KML
+
COLLADA
Polylinien
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
6. BrückenTLM Strassen und Eisenbahnen• Achsen (Polylinien) in Volumen umwandeln
• swissTLM-Map Symbologie übernehmen
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
6. BrückenTLM Strassen und Eisenbahnen• Achsen (Polylinien) in Volumen umwandeln
• swissTLM-Map Symbologie übernehmen
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7. Uebrige Bahn
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
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7. Uebrige BahnswissTLM3D Feature Class
OBJEKTART:
• Luftseilbahn, Gondelbahn, Sesselbahn, Skilift (2m)
• Transportseil, Foerderband (1m)
KML
+
COLLADA
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
map.geo.admin.ch 3D
Roadmap 2018
Online in Viewer Themen
Sommer 2018 Nachführung: Terrain
Sommer 2018 Nachführung: Vegetation
Sommer 2018 Nachführung: Selektion von swissNAMES3D
Sommer 2018 Nachführung: swissTLM-Map 3D
Sommer 2018 Neu: swissBUILDINGS3D 2.0 ganze Schweiz
Sommer 2018 Neu: Brücken, uebrige Bahn
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Web Services und
map.geo.admin.ch
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
Service Web 3D et map.geo.admin.ch
6. April 2018 / Loïc Gasser, Olivier TerralKolloquium: Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
Herausforderung
• 100 Millionen 3D-Objekte
• 1.5 TB Terraindaten
• Heterogene und/oder spärliche Daten
• OGC evaluierte Standards
• Sichtbar auf https://map.geo.admin.ch
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
Daten und Dienste
Terrain Service
• swissALTI3D
3DTiles Service
• swissTLM3D
• swissBUILDINGS3D
• swissNAMES3D
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Terrain Service
• Kachelschema: OGC TMS (Tile Map Service)
• Format: Quantized-mesh
• Used to encode TIN data
• Binary tiles, served gzipped
• Encoder/Decoder
• https://github.com/loicgasser/quantized-mesh-tile
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
Anwendungsfall: Terrain
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles
• Open Standard (OGC Review)
• Open Source Implementierung in Cesium
• Streaming von 3D-Inhalten, einschließlich Gebäude,
Bäume, Punktwolken und Vektordaten..
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Räumliche Datenstrukturen
• Quadtrees (4 children-Kacheln)
• Octrees (8 children-Kacheln)
• K-d trees (2-n children-Kacheln)
• Grids
Ziel:
• Erstellen einer ausgewogenen Unterteilung für
spärliche/heterogene 3D-Datenmodelle
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Räumliche Datenstrukturen
non-uniform loose
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Wie?
Hierarchical Level of Detail (HLOD) verwenden.
{"boundingVolume": {"region": [
-1.2419052957251926, ...]
},"geometricError": 43.88464075650763,"refine" : "ADD","content": {"boundingVolume": {
"region": [-1.2418882438584018, ...
]},"url": "2/0/0.b3dm"
},"children": [...]
}
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Tilesets und HLOD
Ist die View innerhalb des Hüllkörpers der Kachel?
Geometric Error[Meter]
Screen Space Error
(SSE in Pixel)
Geometric Error + Auflösung der View
Children-Kachelndarstellen
→Verfeinerung
Nicht genug detailliert
hinzufügen
ersetzen
Modelle genugdetailliert
Die Parent-Modellebeibehalten und neue
hinzufügen
Alle Modelle mit neuenersetzen
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Verfeinerung durch Hinzufügen
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Formate
● gltf (GL Transmission Format)
● komprimiert
● Schnelle Entschlüsselung
● Abhängig vom Datensatz:
○ Instanced 3d model .i3dm
○ Batched 3d model .b3dm
○ Vector .vctr
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Formate
Instanced 3D models (.i3dm)
• Optimierte Wiedergabe einer Vielzahl von 3D-
Objekten des gleichen Modells
• Eigenschaften in einem Pro-Instanz-Modell
abgelegt; Das gleiche Modell kann verschiedene
Instanzen referenzieren.
• Beispiele:
• Bäume
• Ampeln
• Stehleuchten
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
Anwendungsfall: Bäume
78 Millionen Bäume43 Go
85 316 Kacheln1.5 Go
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Formate
Batched 3D models (.b3dm)
• Heterogene 3D-Modelle
• Eigenschaften pro Modell und pro Feature
• Beispiele:
• Gebäude
• Brücken
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6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
Anwendungsfall: Gebäude
1.5 Millionen Gebäude40 Go
15 000 Kacheln2.8 Go
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Formate
Vector (.vctr)
• Punkte, Polylinien und Polygone
• Soll KML ersetzen
• Beispiele:
• Labels
• Landsgrenzen
• Kantonsgrenzen
• Strassennetz
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
Anwendungsfall: Labels
138 Kacheln1.2 Mo
5 000 Punkte6 Mo
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Clientseitiges Styling
• Ermöglicht feature-spezifisches Styling aufgrundder Feature-Eigenschaften
• Definiert in JSON-Dateien und Regeln
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Eine andere Dimension – 3D Web-Geodienste
6. April 2018
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D Tiles: Clientseitiges Styling