Semantisiertes 3D-Mesh

Ergebnis des Projekts Digitaler Zwilling München (DZ-M) im Rahmen der Förderrichtlinie "Digitalisierung kommunaler Verkehrssysteme" des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr.

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Kombiniertes 3D-Stadtmodell mit Anzeige von semantischen Informationen.

Ableitung eines semantischen 3D-Stadtmodells aus dem fotorealistischen Mesh-Modell.

Das Mesh Modell ist eine detaillierte, fotorealistische Repräsentation der Landeshauptstadt München. Da aber keine zusätzlichen Informationen integriert werden können, muss das Mesh in semantische 3D-Objekte unterteilt werden. Gebäude stellen dabei eine besondere Herausforderung dar. Die Datenerfassung und das Aufbereitungsverfahren verursachen Unebenheiten in der Oberfläche. Daher können die Grundrissflächen der digitalen Flurkarte nicht direkt zur Unterteilung des Meshs verwendet werden. Jede Abweichung des Meshs außerhalb der festgelegten Grundrissfläche wäre als Loch sichtbar. Um dies zu vermeiden, werden die Gebäudegrundrisse um einen flexibel festzulegenden Bereich vergrößert (z.B. 2m). Der entwickelte Algorithmus erkennt angrenzende Grundrisse und verhindert Überlappungen.

Beitrag zur Digitalisierung kommunaler Verkehrssysteme

Realistische 3D-Gebäudemodelle wurden auf diesem Weg für das gesamte Stadtgebiet erzeugt und können in das semantische 3D-Stadtmodell integriert werden. Dies ermöglicht Visualisierungen mit hohem Wiedererkennungswert, was besonders in Beteiligungsverfahren einen großen Mehrwert bietet. Gebäude, mit einer besonderen Bedeutung für das Verkehrsaufkommen (z.B. Schulen oder Sehenswürdigkeiten) können direkt integriert werden.

Beitrag zur Luftreinhaltung / Sauberen Luft in der Landeshauptstadt München

Die nach diesem Verfahren erzeugten Gebäudemodelle kommen in der Öffentlichkeitsbeteiligung (z.B. Radentscheid München) zum Einsatz. Sie sorgen dafür, dass das semantische 3D-Stadtmodell verständlicher wird, indem einzelne Gebäude mit hohem Wiedererkennungswert (sog. Landmarks) fotorealistisch dargestellt werden können. Die gezeigten Szenarien zur Reduzierung des Autoverkehrs werden dadurch verständlicher.

Perspektive der Maßnahme

Der entwickelte Algorithmus kann für einzelne Teilbereiche oder das gesamte Stadtgebiet ausgeführt werden. So lassen sich die abgeleiteten Gebäudemodelle jederzeit aktualisieren, sollten neue Grundrissdaten oder ein neues Mesh-Modell vorliegen. Die Daten können stadtweit beauskunftet oder für einzelne Projektgebiete bereitgestellt werden. Realistische Gebäudemodelle lassen sich so ohne zusätzliche Aufwände erzeugen und nutzen.

Galerie

Fehlerhaft aus dem 3D-Mesh-Model abgeleitete Gebäudemodelle.

Foto: Landeshauptstadt München

Visualisierung einer fehlerhaften Ableitung von semantischen Gebäudemodellen aus dem 3D-Mesh-Modell auf Basis der Gebäudegrundrisse der digitalen Flurkarte (DFK).

Korrekt aus dem 3D-Mesh-Model abgeleitete Gebäudemodelle.

Visualisierung einer optimierten Ableitung von semantischen Gebäudemodellen aus dem 3D-Mesh-Modell auf Basis der um 2m vergrößerten Gebäudegrundrisse der digitalen Flurkarte (DFK).

Ausgangslage für die Vergrößerung der Gebäudegrundflächen.

Darstellung der Ausgangslage für die Semantisierung des 3D Meshs: Gebäudegrundrisse mit Puffer, Überlappungen und Gebäudestoßlinien.

Zwischenergebnis der Vergrößerung der Gebäudegrundflächen.

Darstellung der Zwischenergebnisse des Algorithmus zur sequenziellen Vergrößerung der Gebäudegrundrisse der digitalen Flurkarte (DFK) zur Ableitung von semantischen 3D-Gebäudemodellen aus dem 3D-Mesh-Modell.

Endergebnis der Vergrößerung der Gebäudegrundflächen.

Darstellung der sequenziell vergrößerten Gebäudegrundrisse der digitalen Flurkarte (DFK) zur Ableitung von semantischen 3D-Gebäudemodellen aus dem 3D-Mesh-Modell.

Weitere Ergebnisse des Förderprojekts

Öffentlichkeitsbeteiligung mit dem 3D-Stadtmodell

Die Visualisierungsmöglichkeiten des 3D-Stadtmodells werden genutzt, um Verfahren der Öffentlichkeitsbeteiligung zu unterstützen.

3D-Visualisierung und standardisierte Repräsentation des Lane-Models

Die standardisierte 3D-Modellierung des Straßenraums ermöglicht die Verwendung für zahlreiche Anwendungen und Visualisierungen.

Indikatorbasierte Analyse auf Basis des 3D-Stadtmodells

Vom Digitalen Zwilling abgeleitete Indikatoren erlauben die Bewertung und den Vergleich von Was-wäre-wenn-Szenarien.

Vermessungstechnische Straßenbefahrung und Inventarisierung

Der Digitale Zwilling München nutzt Panoramabilder und Inventarisierungen, zur Unterstützung der Stadtverwaltung.

Zu sehen ist die Baustellenkarte im Geoportal. Mit Hilfe von Icons bietet die Karte einen Überblick über aktuelle und geplante Baustellen und Halteverbote in München, die jeweils innerhalb der kommenden zwei bis sechs Wochen Einschränkungen beim Fahren, Gehen und Parken verursachen.

Interaktive Baustellenkarte im Münchner GeoPortal

Alle Baustellen und temporären Einschränkungen im Verkehr online auf einen Blick erkennen.

Stadtweites Lane-Model: Fahrspurgenaue Repräsentation des Straßenraums

Das Lane-Model enthält den gesamten Straßenraum Münchens fahrspurgenau in einer simulationsfähigen Datenstruktur.

Aufbau eines stadtweiten Netzes für Passpunkte

Um die Straßenbefahrung in den Digitalen Zwilling zu integrieren, werden hochgenau vermessene Passpunkte benötigt.

Der Digitale Zwilling München in Minecraft

Der Digitale Zwilling München in der Spielumgebung Minecraft bietet Möglichkeiten, um insbesondere jungen Menschen in Beteiligungs- und Planungsprozesse einzubinden.

Beispielhafte Modellierung der verkehrsbedingten Luftschadstoffbelastung durch Stickstoffoxide (NOX) der Technischen Universität München auf der Datengrundlage des Digitalen Zwilling München. Es wird die modellierte Konzentration des, durch den Verkehr ausgestoßenen Stickstoffoxids je Kubikmeter Luft dargestellt.

Modellierung verkehrsbedingter Luftschadstoffbelastung

Die Kombination verschiedener Datenquellen ermöglicht die Modellierung der verkehrsbedingten Luftschadstoffbelastung.

Drohnenflüge zur Bestandsaufnahme und Aktualisierung des Digitalen Zwillings München

Drohnengestützte Datenerfassung eignet sich, um temporäre oder bauliche Veränderungen in der Stadt kurzfristig zu erfassen und die stadtweiten Daten des DZ-M zu aktualisieren.

Mapping Bike – gebietsweise Aktualisierung des Straßenraums und Unterstützung von Drohnenflügen

Das Konzept Mapping Bike wurde in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität München (TUM) entwickelt, um straßenbauliche Veränderungen aufzunehmen und um die Drohnengestützte Datenerfassung zu ergänzen.

Zu sehen ist eine ganzheitliche 2D-Datenintegration zur Optimierung städtischer Planungsprozesse der Verkehrsinfrastruktur in Plexmap.

Eine innovative Geodatenaustauschplattform

Die Geodatenaustauschplattform ist die agile Teil-Projekt-Plattform des Digitalen Zwillings München und nutzt Plexmap für ganzheitliche 2D- und 3D-Datenintegration zur Optimierung städtischer Planungsprozesse.

Mit Hilfe von Augmented Reality (AR) zukünftige Bauvorhaben in die heutige Realität einblenden

Heute schon erleben, was morgen gebaut wird. Mit Hilfe von AR können zukünftige Bauvorhaben einfach und direkt vor Ort in die heutige Realität eingeblendet und zusammen dargestellt werden.

Übersicht Dashboard mit Auswahlmöglichkeit verschiedener Sensorwerte

Geodashboards innerhalb des Digitalen Zwillings München

Geodashboards visualisieren komplexe Geodaten des Digitalen Zwillings München und unterstützen fundierte Entscheidungen.

Co-Creation für den Digitalen Zwilling München

Der Digitale Zwilling München ist ein Paradebeispiel dafür, wie visionäre Ideen und interdisziplinäre Zusammenarbeit Städte nachhaltig positiv verändern können.

Visualisierung aus der Simulationsumgebung

Sumonity: Schnittstelle zwischen Verkehrsmodell und Game Engine für verbesserte Verkehrssimulations- erfahrungen

Eine Schnittstelle, die SUMOs Verkehrsmodellierung mit der Game Engine Unity für realistische Verkehrssimulationen kombiniert.

Das Haus der Zukunft: Digitaler Zwilling München (DZ-M)

Die konzeptionelle Darstellung des DZ-M Hauses zeigt, welche fachlichen Fähigkeiten und technische Komponenten benötigt werden, um den DZ-M zu realisieren.

Kontakt zum Projektteam

Landeshauptstadt München

Kommunalreferat

GeodatenService

digitaler.zwilling@muenchen.de