Verfeinerung eines Digitalen Geländemodells mithilfe von Eigenschaftsgebieten
Eigenschaftsgebiete werden zur Auswahl eines Kernbereichs definiert. Sie verändern die Anzahl und Einteilung der Sektoren oder die Größe der Sektorzellen beziehungsweise die Auflösung von Texturen des zu erstellenden DGM. Darüber hinaus können Eigenschaftsgebieten Sektoren für die Echtzeitanwendung optimal verschmelzen. Der Definitionsbereich des Eigenschaftsgebiets kann dabei ein Rechteck oder mit einer beliebigen Umgrenzungslinie eingeschlossener Bereich sein. Eigenschaftsgebiete können spezielle Übergänge zwischen unterschiedlichen Ausgangsdaten beispielsweise terrestrische Vermessung oder ATKIS-Daten angleichen oder nicht benötigte Bereiche im DGM ausschließen.
Ein Eigenschaftsgebiet kann als Rechteck erstellt oder als Umgrenzungslinie importiert werden.
Operation | Bedeutung | |
|---|---|---|
initialer Sektorbereich | Genau einem Eigenschaftsgebiet können Sie die Eigenschaft “initialer Sektorbereich” zuweisen. Dieses Gebiet definiert den grundlegenden Bereich des DGM inklusive des festgelegten Nullpunkts. In diesem Gebiet wird die grundlegende Sektoraufteilung durchgeführt. Ist kein initialer Sektorbereich definiert, wird dieser aus den Punkt- und Bildquellen automatisch bestimmt. Sie können also mit einem speziellen Eigenschaftsgebiet diese Automatik deaktivieren und den Bereich manuell einstellen. | |
Schneiden | Der Schnitt bildet die mathematische Schnittmenge zwischen den Sektoren und dem Eigenschaftsrechteck. Beispielsweise ist im Folgenden das Gesamtmodell mit Punkt- und Bildquellen ohne Eigenschaftsrechteck gegeben: Im Gegensatz zum Bereich der Orthophotos sind im grünen Bereich nur Punktdaten vorhanden. Bei der Generierung des DGM wird der gesamte Bereich berechnet und das Modell daher sehr groß. Durch die Operation “Schneiden” wird das Modell auf den benötigten Bereich zurechtgeschnitten. Das in der folgenden Abbildung angelegte Eigenschaftsrechteck beschneidet das Modell auf einen Bereich mit Orthophotos. Der graue Bereich wird bei der Modellgenerierung vernachlässigt. Schneiden Sie nicht benötigte Gebiete möglichst vollständig aus dem 3D-Modell heraus. Dies verringert den Speicherbedarf und erhöht später die Performance in KorFin®. | |
 Ausgangssituation für Beispiel “Schneiden” |  Ergebnis des Beispiels “Schneiden” | |
Abziehen | Die Option “Abziehen” entfernt alle betreffenden Sektoren aus dem 3D-Modell. Das Beispiel fortführend ergibt sich folgendes Ergebnis:  Ergebnis des Beispiels bei Wahl von Abziehen | |
Hinzufügen | Fügt betreffende Sektoren dem DGM wieder hinzu. Demnach erhält man bei folgender Ausgangslage folgendes Ergebnis: Als Ausgangspunkt dienen bereits geschnittene Sektoren (über ein Eigenschaftsrechteck “schneiden”). Das weitere Eigenschaftsrechteck mit der Eigenschaft “Hinzufügen” wählt dann die fehlenden Sektoren aus, fügt sie wieder hinzu und führt so zur vollständigen Auswahl aller Sektoren mit Orthophotos. Das zu erstellende 3D-Modell enthält genau den Bereich mit Orthophotos, da der graue Bereich nicht zum 3D-Modell gehört. | |
 Ausgangssituation für Beispiel “Hinzufügen” |  Ergebnis bei Beispiel “Hinzufügen” | |
Eigenschaften der Sektorzellen | Im Bereich des Eigenschaftsgebiets wird das Sektorzellennetz vergröbert oder verfeinert. Eine Verfeinerung führt zu einer detaillierten modellierten Oberfläche des zukünftigen DGM, jedoch auch zu einem höheren Rechenaufwand und zu einer Reduktion der Performance in KorFin®. Sie sollten daher Verfeinerungen mit Vorsicht definieren. Ohne Definition von Anforderungen an die Sektorzellen innerhalb von Punktdatenquellen und ohne Festlegung von Eigenschaftsgebieten zur Änderung der Sektorzellenauflösung erhalten alle Sektoren die im Grundraster festgelegten Einstellungen. Bei zusätzlichem Eigenschaftsrechteck für verfeinerte Sektoren erhält man beispielsweise folgendes Ergebnis: | |
 Ausgangssituation für Beispiel der Änderung des Sektorzellennetzes |  Ergebnis bei Verfeinerung der Sektorzellen | |
Eigenschaften der Texturierung | Im Bereich des Eigenschaftsgebiets wird die Texturauflösung vergröbert oder verfeinert. Diese Operation ist analog zur Operation “Eigenschaften der Sektorzellen”. Eine Verfeinerung führt zu einer detaillierten texturierten Oberfläche des zukünftigen DGM, jedoch auch zu einem höheren Rechenaufwand und zu einer Reduktion der Performance in KorFin®. Sie sollten daher Verfeinerungen mit Vorsicht definieren. | |
Sektorverschmelzung |  Beispiel einer Sektorverschmelzung: Links Original, Rechts verschmolzen mit maximal 2x2 Sektoren Bei der Sektorenverschmelzung handelt es sich um eine komplexe Operation zur abgestuften Detaillierung großer Modelle. Die Sektorenverschmelzung wird nur dann angewandt, wenn zusätzliche Optimierungen auf Grund von großen Modellen erforderlich werden. Sie fasst insbeondere grob texturierte Bereiche des Modells zusammenzufassen. Geben Sie folgende Optionen an, die pro Dimension verschmolzen werden können:
Dabei können Sie die zu verschmelzenden Sektoren weiter einschränken, indem Sie die Suche auf Sektoren mit gleicher Größe beziehungsweise Auflösung beschränken. Begonnen wird die Suche in der linken oberen Ecke. Zukünftige Sektoren, die nicht die maximal gewünschte Anzahl von Sektoren überdecken, werden ebenso gebildet. Der zukünftige Sektor enthält dann entweder die
Damit kann sichergestellt werden, dass auch durch eine Verschmelzung keine Daten erstellt werden, die eine geringere "Dichte" als die Ausgangssektoren aufweisen. Schließlich kann die berechnete neue Texturauflösung als Zweierpotenz aufgerundet und durch einen Maximalwert begrenzt werden. | |
teilweiser Schnitt | Einbezug kompletter oder teilweiser Sektoren. Beispielsweise ist der Ausgangspunkt ein Modell mit Punkt- und Bildquellen. Der Bereich der Punkte erstreckt sich über das gesamte Modell und die Bilder sind teilweise vorhanden. Jedes der vier verwendeten Luftbilder ist wiederum per Grundraster viermal unterteilt. Daraus ergibt sich ein Bilddatenbereich mit 4 x 4 Sektoren. Dieser aus 16 Sektoren bestehende Bereich kann mit einem Eigenschaftsrechteck versehen werden:
Der definierte Bereich eines Eigenschaftsrechtecks muss nicht exakt auf Grenzen von Punkt-, Bilddaten oder Sektoren liegen. Es können auch gerundete oder genäherte Koordinaten benutzt werden. | |
 Eigenschaftsrechteck (orangener Bereich) enthält vier komplette Sektoren |  Alle Sektoren inklusive geschnittener Randsektoren werden durch das Eigenschaftsrechteck (orangener Bereich) beeinflusst | |
Vorgehen
Legen Sie im Projektverzeichnis einen Ordner für Eigenschaftsgebiete an und speichern Sie dort alle für das Projekt benötigten Dateien.
Wählen Sie über das Hauptmenü “Import > Eigenschaftsrechteck” oder in der Symbolleiste den entsprechenden Befehl aus (“Neues Eigenschaftsrechteck erstellen…/Neues Eigenschaftsrechteck vom aktuellen Fachobjekt erstellen…”).
Vergeben Sie einen eindeutigen Namen für Ihr neu anzulegendes Eigenschaftsrechteck.
Nach der Festlegung des Definitionsbereichs weisen Sie dem Eigenschaftsrechteck genau eine Eigenschaft zu und bestimmen die Operation, die auf dem Eigenschaftsrechteck ausgeführt werden soll (siehe Beschreibung oben).
Die Eigenschaft, welche mit dem Eigenschaftsgebiet eingestellt werden soll, wird im unteren Bereich festgelegt.
Bestätigen Sie mit OK und die Sektoren werden angepasst.
Alle Sektoren, die komplett innerhalb des Eigenschaftsrechtecks liegen, werden durch das Eigenschaftsrechteck eingefangen und mit der definierten Operation bearbeitet.
Eigenschaftsrechteck
Definieren Sie danach unter “Lage” die Koordinaten des achsparallelen Eigenschaftsrechtecks. Dazu geben Sie die minimalen und maximalen X- und Y-Koordinaten in den entsprechenden Feldern ein und legen somit die Eckpunkte des Eigenschaftsrechtecks fest. Mit den Schaltflächen “Bilderausmaße!” beziehungsweise “Punkteausmaße!” können Sie den maximalen achsparallelen Bereich aller Bilder- beziehungsweise Punktquellen nutzen.
Runden Sie die Koordinaten durch Verkleinern oder Vergrößern der Koordinaten.
Das Eigenschaftsrechteck muss nicht auf einem Raster liegen. Der Bereich ist jeweils frei wählbar. Verschiedene Eigenschaftsrechtecke können sich überschneiden.
Mit “Bilderausmaße” wird das Rechteck übernommen, das alle Bilder einschließt. Mit “Punktausmaße” wird das Rechteck übernommen, das alle Punktquellen einschließt.
Eigenschaftsrechteck vom gewählten Datenobjekt
Zum Festlegen eines Eigenschaftsrechtecks kann ein achsparalleler Definitionsbereich eines konkreten Daten- oder Modellobjekts verwendet werden. Dazu verwenden Sie den Menüpunkt “Eigenschaftsrechteck vom gewählten Datenobjekt erstellen...” beziehungsweise klicken mit der Maus auf das entsprechende Symbol. Das Eigenschaftsrechteck wird immer aus dem aktuell ausgewählten Daten- oder Modellobjekt generiert.
Bevor Sie ein Eigenschaftsrechteck ableiten, müssen Sie das gewünschte Datenobjekt im Projektbaum auswählen und aktivieren.
Der Unterschied zum Menüpunkt “Eigenschaftsrechteck…” besteht lediglich darin, dass hier die Ausdehnung vom Daten- oder Modellobjekt bereits definiert ist. Wird beispielsweise ein Luftbild gewählt und von ihm ein Eigenschaftsrechteck generiert, besitzt es automatisch dessen Ausdehnung. Aus allen Datenobjekten können Eigenschaftsrechtecke sowohl von Bilddaten, als auch von Punktdaten und anderen existierenden Eigenschaftsgebieten abgeleitet werden.
Initaler Sektorbereich festlegen
Aktivieren Sie die “geometrische Operation” und wählen die Operation “initialer Sektorbereich”.
Diese Operation definiert, in welchem Gebiet Sektoren erstellt werden sollen. Gleichzeitig wird mit den Minimalwerten angegeben, ab welcher Koordinate die Sektorzellen beginnen. Sie sind somit in der Lage, Ihre Sektorzellen exakt auf Ihre Punktdaten zu verschieben. Wenn die Punkte der Sektorzelle exakt auf den Ausgangsdaten liegen, wird die Höhe der Punkte aus den Ausgangsdaten übernommen und nicht per Höhenbestimmung aus dem IDW- oder Triangulationsverfahren berechnet.
Durch Vorgabe des Koordinatenrasters beseitigt der initiale Sektorbereich auch den Versatz, der sich durch unrunde Punkt- und Bildquellen ergäbe.
Auflösung im Kernbereich verfeinern
Für das Anmelden dieses Kerngebiets wählen Sie den Menüpunkt “Import > Umgrenzungslinie anmelden”. Als Koordinatensystem wählen Sie beispielsweise ETRS89 UTM32, übernehmen die Einstellungen, wählen “Umgrenzung XY” als Format und über das Ordnersymbol die Shape-Datei. Mit “Erstellen” gelangen Sie in die Einstellungen des Eigenschaftsgebiets.
Aktivieren Sie die Eigenschaften “Texturierung”, um die Größe der Textur einzustellen.
Ausgehend von der Größe der Sektoren in den Grundeinstellungen können Sie die Auflösung hier einstellen. Wählen Sie beispielsweise eine Auflösung von 512 mal 512 Pixel und bestätigen mit OK.
Da auch alle Sektoren auf der Umgrenzungslinie diese Eigenschaft bekommen sollen, aktivieren Sie die Option “teilweiser Schnitt”.
Sie können mehrere Eigenschaftsgebiete definieren oder importieren.
Sektorinformationen
Wenn die Option “Sektorinformation anzeigen” aktiviert ist (grau hinterlegt), werden in der Statuszeile von KorFin® die Eigenschaften des Sektors unter dem Mauszeiger angezeigt.
Bewegen Sie den Mauszeiger über die Sektoren des Kerngebiets. Es werden die Eigenschaften der Zellen und Größe der Textur angezeigt; sie entsprechen Ihren Vorgaben der Eigenschaftsgebiete.
Eigenschaftsgebiete aus Umgrenzungslinien
Eine Umgrenzungslinie ist eine geschlossene Polylinie. Die so definierten Umgrenzungspolygone bilden ein Eigenschaftsgebiet.
Dabei beschreibt eine mathematisch positiv orientierte, geschlossene Umgrenzungslinie die innere Fläche. Somit schließt dieses Eigenschaftsgebiet alles ein, was innerhalb des Umgrenzungspolygons liegt. Eine mathematisch negativ orientierte, geschlossene Umgrenzungslinie beschreibt die äußere Fläche und schließt alles außerhalb des Umgrenzungspolygons ein.
Bei mathematisch positiv orientierten Umgrenzungslinien werden die Punkte entgegen des Uhrzeigersinns angegeben. Bei mathematisch negativ orientierten Umgrenzungslinien werden die Punkte im Uhrzeigersinn angegeben.
Das Einfügen eines Eigenschaftsgebiets aus einer Umgrenzungslinie rufen Sie über das Hauptmenü “Import” oder über die Schaltfläche Umgrenzungslinie importieren… (ab Version 4.7.0 - “Umgrenzungslinie anmelden…”) auf. Es erscheint folgendes Dialogfenster:
Sie können aus mehreren Formaten von Umgrenzungslinien wählen. Navigieren Sie nachfolgend zur gewünschten Datei und wählen Sie diese aus. Nach dem erfolgreichen Einlesen der Umgrenzungslinie erfolgt die Auflistung im Projektbaum und Darstellung in der Projektansicht. Sie können aus anderen Anwendungen erstellte Umgrenzungslinien verwenden oder selbst entsprechende Dateien erstellen.
Mit XY-Tupel beziehungsweise YX-Tupel legen Sie die Reihenfolge der Koordinaten fest. Als Standard ist XY zu verwenden.
Manuelles Erstellen einer Umgrenzungslinie
Starten Sie einen Texteditor und erstellen Sie eine neue TXT-Datei. In diese Datei schreiben Sie alle benötigten Eckpunkte Ihrer Umgrenzungslinie mit den entsprechenden X- und Y-Koordinaten. Wenn Eckpunkte Ihrer Umgrenzungslinie aufgenommen sind, müsste die Datei in etwa so aussehen (jede Zeile stellt ein XY-Koordinatenpaar dar):
Speichern Sie die Datei und laden Sie diese in KorFin® Model durch Klicken auf die Schaltfläche “Erstellen”. Nach Zuweisung einer Eigenschaft analog zum Eigenschaftsrechteck wird die Umgrenzungslinie im Projektbaum und in der Projektansicht dargestellt.
Eine Umgrenzungslinie definiert ein allgemeines zusammenhängendes Eigenschaftsgebiet.
Eingelesene, selbst definierte Umgrenzung (orangene Linie) zur Definition eines Eigenschaftsgebiets
Hinweis zur Extrapolation
Wenn keine Höhe für Punkte des zukünftigen DGM vorhanden sind, fällt das DGM dort auf Null. Das ist nützlich, wenn Sie die Punktquellen prüfen möchten. Wenn Sie eine Visualisierung erstellen, ist es besser, die Höhen aus nächgelegenen DGM-Punkten zu bestimmen (damit werden die “Löcher” im DGM geschlossen).
Die Option “Extrapolation” in den Arbeitsmappeneinstellungen aktiviert die nachträgliche Suche der Höhen. Durch “Sektorextrapolation” werden ganze Kacheln im Sektorbereich in der gleichen Art und Weise berechnet, auch wenn keine Höhe in der Kachel existiert.