TISCHVORLAGE

Mobiles GIS-Forum in Augsburg

Am 13. Juli lädt der Runde Tisch GIS in Kooperation mit der GI Geoinformatik GmbH zum inzwischen 12. Mobilen GIS-Forum nach Augsburg ein – aktuell noch bis zum 31. Mai zum Frühbuchertarif. Das ganztägige Treffen im Bayerischen Landesamt für Umwelt nimmt unter dem Motto „Von der GNSS-basierten Datenerfassung bis zu Mobile Mapping“ erneut die gesamte Prozesskette in Augenschein, die mobile Lösungen heute schon abdecken – mit robuster Hardware, schlanken Clients bis hin zum Einsatz von Drohnen. Thematische Schwerpunkte in diesem Jahr: Straßeninfrastrukturen sowie die Forstwirtschaft.

Das Mobile GIS-Forum setzt dabei auf einen bewährten Mix aus Technologievorträgen, Praxisbeispielen aus Forst- und Straßenmanagement und einer begleitenden Fachausstellung mit 12 Ausstellern. Die Veranstaltung bietet eine gute Gelegenheit, Produktneuheiten aus den Bereichen GNSS, robuster Hardware, UAVs und Laserscannern mit den zugehörigen Softwarelösungen aus erster Hand kennenzulernen. Die Kombination von GNSS-Technologie und Airborne Laserscanning mit UAVs zur GIS-Datenerfassung eröffnet heute zudem eine weitere Quelle von hochauflösenden 3D-Geodaten, die in zahlreichen Einsatzgebieten bereits Verwendung finden. Das Mobile GIS-Forum legt seinen Schwerpunkt hierbei vor allem auf den Datenaustausch mit GIS-Systemen. Die Umsetzung einer Anwendungssoftware zur mobilen GIS-Datenerfassung wird am Beispiel des Landes Niedersachsen an Hand einer agilen Softwareentwicklungsmethodik vorgestellt. Abgerundet wird die Veranstaltung durch Beiträge des Geoinformatik-Masterstudiengangs der Universität Augsburg. Die Möglichkeit, sich noch bis zum 31. Mai zum Frühbuchertarif anzumelden, finden Sie hier.

 

Erfolgreiche Jahresbilanz und ein Wechsel im Vorstand

Die einstimmige Entlastung des Vorstands und einstimmige Ergebnisse bei Wahlen – die alljährliche Mitgliederversammlung des Runden Tisches GIS folgte seinen Vorständen, bei ihrer erfolgreichen Bilanz des Jahres 2016. Und auch ein Wechsel im Vorstand ging reibungslos über die Bühne: Dr. Klement Aringer hat nach seiner Pensionierung als Präsident des Bayerischen Landesamtes für Digitalisierung, Breitband und Vermessung auch seinen Vorstandsposten beim Runden Tisch GIS aufgegeben. Für ihn rückte mit Angelika Jais die für Landesvermessung und Geodateninfrastruktur zuständige Referatsleiterin im Bayerischen Finanzministerium nach.

Jais war nach ihrem Studium der Geodäsie an der TU München von Mitte der 80er Jahre bis 2011 an verschiedenen Dienststellen und mit unterschiedlichen Aufgaben in der Bayerischen Vermessungsverwaltung tätig, bevor sie ins Ministerium wechselte und ihre heutige Aufgabe übernahm. Beim Runden Tisch GIS ist es vor allem der Netzwerkgedanke, den die Ministerialrätin künftig pflegen will. Sie setzt dabei ganz im Sinne des Vereins auf den fruchtbringenden Austausch zwischen Wirtschaft. Wissenschaft und Behörden.
Als fruchtbringend erwiesen sich im abgelaufenen Jahr auch die Veranstaltungen des Runden Tisches GIS. Das Haushaltsjahr 2016 konnte mit einem deutlichen Plus abgeschlossen werden. Insbesondere einige Weiterbildungskurse und die Veranstaltung Geo@Aktuell mit dem Thema Koordinatentransformation sorgten im Jahr 2016 mit einem nicht vorhersehbaren Besucherrekord für gute Erlöse. Als gemeinnütziger Verein wird der Runde Tisch GIS die Mittel vollständig für den Vereinszweck einsetzen. Der Vorstand hat dabei vor allem eine verstärkte Nachwuchsförderung im Auge.
Die Mitgliederversammlung endete mit einem launigen Vortrag des Ehrenvorsitzenden Professor Matthäus Schilcher, der Dr. Klement Aringer nach immerhin rund acht Jahren im Vorstand mit einer kleinen Laudatio verabschiedete. Aringer wird dem Runden Tisch GIS als Mitglied weiterhin verbunden bleiben. Das Foto zeigt (von links): Klement Aringer, Matthäus Schilcher, Angelika Jais und Thomas H. Kolbe, Vorstandsvorsitzender des Runden Tisches GIS.

 

Wissenstransfer für den digitalen Zwilling

Die jüngste Tagung Geo@Aktuell des Runden Tisches GIS befasste sich ausführlich mit dem Konzept des Building Information Modeling (BIM). Im Mittelpunkt standen dabei  Anknüpfungspunkte und Auswirkungen auf  GIS- und Geodäsie-Prozesse.  Zahlreiche historisch gewachsenen Herangehensweisen an das Thema Bauplanung aus den Fachbereichen Architektur, Konstruktion und Geoinformatik müssen dafür gemeinsame Standards finden.

„Bevor irgendein Industrieunternehmen etwas herstellt, baut es zuvor einen digitalen Zwilling seines Produkts – nur im Bauwesen geschieht das noch nicht standardmäßig“, machte Stefan Kaufmann gleich zum Auftakt der Tagung „Geo@Aktuell“ im Bayerischen Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung das Grundprinzip und Grundproblem des Building Information Modeling (BIM) Konzepts deutlich. Der Geschäftsführer des Leonhard Obermeyer Centers der TU München war der erste von insgesamt fünf Referenten, die auf dem Treffen des Runden Tisches GIS das Verhältnis von BIM und Geoinformationen beleuchteten.
Kaufmann illustrierte seine Ausführungen unter anderem mit der digitalen Risszeichnung eines Rasierapparates, die das komplexe Zusammenspiel mehrerer hundert Bauteile bereits in einem so kleinen Alltagsgegenstand deutlich machte. Doch über die Zeichnung hinaus, ist das digitale Modell des Rasierers eben auch mit einer Semantik verknüpft. Das bedeutet, der Hersteller kann Herkunft, Zulieferer, Material, Maße, Funktion und alle weiteren notwendigen Informationen bis hinunter zur kleinsten Schraube seines Produkts jederzeit digital ablesen. Nur bei Bauwerken stecke der digitale Zwilling – das BIM-Modell – als einheitliches und komplexes Abbild der späteren Realität zumindest in Deutschland auf breiter Front noch in den Kinderschuhen.
Aber zumindest bei Bauvorhaben in der Verkehrsinfrastruktur wird BIM voraussichtlich ab 2020 hierzulande verpflichtend. Darauf wies Simon Vilgertshofer vom Lehrstuhl für Computergestützte Modellierung und Simulation der TU München hin, der in seinem Beitrag den Stufenplan des Bundesverkehrsministeriums zur BIM-Einführung vorstellte und auch kurz auf die ersten entsprechenden Pilotprojekte bei Verkehrsinvestitionen des Bundes einging. Wie auch die übrigen Referenten setzt Vilgertshofer auf die Kooperation der entsprechenden internationalen Gremien wie OGC (Open Geospatial Consortium) und BuildingSMART, um die notwendigen Standards zu entwickeln, denn die Datenintegration bleibt eine wesentliche Herausforderung. Zahlreiche historisch gewachsene Herangehensweisen an das Thema aus den Fachbereichen Architektur, Konstruktion und Geoinformatik müssen im besten Fall eine gemeinsame Sicht und Sprache entwickeln oder zumindest Anknüpfungspunkte in ihren jeweiligen Datenmodellen finden, die eine Weitergabe von Daten ermöglicht. Darauf ging unter dem Gesichtspunkt praktischer Anwendung Professor Dr. Christian Clemen von der HTW Dresden ein, der vor allem die Perspektive der Ingenieurgeodäsie bei der Bestandsdokumentation beleuchtete. Insbesondere nahm er die Herausforderungen für die Vermesser unter die Lupe, wenn sie künftig geplante und aufgemessene Modelle zusammenführen müssen.   
Dr. Andreas Donaubauer, vom Lehrstuhl für Geoinformatik der TUM befasste sich noch einmal vertieft mit der Rolle von Geoinformationen in BIM-Prozessen und machte die Möglichkeiten von integrierten BIM- und GIS-Daten an zahlreichen Anwendungsszenarien deutlich, etwa bei Strömungssimulationen oder auf dem Gebiet der Indoor-Navigation. Es blieb Professor Dr. Jörg Schaller vorbehalten, zum Abschluss der Tagung mit zahlreichen Praxisbeispielen zu demonstrieren, welche vielfältigen Möglichkeiten schon jetzt im BIM-Konzept stecken, insbesondere mit der Erweiterung um die umliegenden Geoinformationen zum jeweiligen Bauwerk. Der Mitbegründer der Esri Deutschland Group nannte dies das GeoDesign-Konzept, bei dem der Faktor Raum beispielsweise auch um den Faktor Zeit ergänzt werde. Das spielt etwa bei der Trassenplanung einer Autobahn eine Rolle, deren Bau sich in mehrere Abschnitte über Jahre erstrecken könne. Die integrierte Betrachtung aller Bauwerks- und Umgebungsdaten mache frühzeitig zum Beispiel mögliche Konflikte zwischen vorgesehenen Rodungsarbeiten und eventuellen Brutzeiten gefährdeter Tierarten im Baugebiet deutlich. Dann lasse sich die Bauplanung lange vor Baubeginn entsprechend anpassen. „Der Aufwand für die Datenintegration ist allemal geringer, als jeder Baustopp“, machte es Schaller deutlich.
Der Runde Tisch GIS wird sich als Verein, der sich den Wissenstransfer auf die Fahne geschrieben hat, zu dem Themenfeld langfristig engagieren, zumal zahlreiche Mitglieder des Runden Tisches GIS aus dem Hochschulsektor zugleich auch Mitglieder des OGC und bei BuildingSMART sind. Die Bilder zeigen Andreas Donaubauer vom Lehrstuhl für Geoinformatik der TU München (oben) und Prof. Dr. Jörg Schaller.

 

Zwei neue Leitfäden noch in diesem Jahr

Gleich zwei neue Leitfäden des Runden Tisch GIS befinden sich aktuell in der Vorbereitung und werden noch in diesem Jahr erscheinen. Den Anfang macht im Juli anlässlich des Mobilen GIS-Forums eine komplett überarbeitete und ergänzte Version 3.0 des Leitfadens Mobile GIS. Zur Intergeo im September 2017 wird danach der gemeinsam mit dem DVW entwickelte Leitfaden „Geodäsie und BIM“ die Rolle von Geodaten und Geodäten beim Building Information Modeling (BIM) beleuchten.

„Von der GNNS-basierten Datenerfassung bis zu Mobile Mapping“ ist der Titel der Version 3.0 des Leitfadens zum Mobilen GIS. Die Überarbeitung des zuletzt im Februar vorigen Jahres aktualisierten Werks ist angesichts der schnellen Entwicklung mobiler Technologien erneut notwendig geworden. Die Grundlagenkapitel zu Positionierungstechnologien (Galileo, Korrekturdienste, Indoor-Positionierung, Betriebssysteme) werden daher auf den neuesten Stand gebracht. Dies gilt ebenso für die Kataloge zu GNSS-Lösungen, robuster Hardware und mobilen Softwarelösungen. Ergänzt wird das Grundlagenkapitel durch die Vorstellung mobiler Datenerfassung mit Einsatz von UAVs. Thematisch sollen neue Branchenszenarien aufgegriffen werden: Die Land- und Forstwirtschaft und das Management von Verkehrsinfrastrukturen. Der Runde Tisch GIS möchte erfolgreiche Einsatzbeispiele aufzeigen und dadurch mobile GIS-Technologien in diesen Branchen in die Breite bringen.
Die Methode des Building Information Modeling (BIM) ist spätestens seit dem Erscheinen des aktuellen Stufenplans „Digitales Planen und Bauen“ des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) zur Einführung moderner, IT-gestützter Prozesse und Technologien bei der Planung, Bau und Betrieb von Bauwerken in aller Munde. BIM soll unter anderem eine verbesserte Visualisierung von Projektvarianten, deutlich weniger Planungsfehler und einen reibungsloseren Bauablauf bieten. Aber welche Rolle spielt dabei der Geodät? Welche Rolle spielen Geoinformationssysteme? Ändern sich die Prozesse in Hoch- und Tiefbau und welchen Einfluss hat dies auf die Ingenieurvermessung? Gibt es Seiteneffekte für das Landmanagement und welche Rolle spielen dabei die Vermessungsverwaltung und die Geodateninfrastrukturen? Diesen und weiteren Fragen wird der Runde Tisch GIS gemeinsam mit dem DVW in dem im September erscheinen Leitfaden „Geodäsie und BIM“ nachgehen.

 

3D-Landschaftsmodell: Blick auf Aufwendungen ist entscheidend

Keine statischen 3D-Daten, sondern eine Auswahl an fertig implementierten Methoden sind gefragt, um aus vorhandenen und bislang getrennt gepflegten zweidimensionalen Digitalen Landschafts- und Geländemodellen (2D-DLM und DGM) ein konsistentes 3D-DLM möglichst automatisiert zu erzeugen. Denn je nach späterer Anwendung, gibt es so unterschiedliche Anforderungen an den Detaillierungsgrad der 3D-Daten, dass diese kaum (wirtschaftlich) sinnvoll in einem einzigen Modell vorgehalten werden können. Das ist das Ergebnis der jetzt abgeschlossenen Konzeptionsphase des Projekts 3D Digitales Landschaftsmodell. Am Beispiel der Bodenseeregion konnte grundsätzlich gezeigt werden, dass es möglich ist, aus den vorhandenen Datensätzen aus Österreich Bayern und Baden-Württemberg ein grenzüberschreitendes, einheitliches 3D-DLM zu erzeugen.

Darstellung von Waldflächen als dem

Gelände folgender Volumenkörper

Einer der entscheidenden Vorteile ist damit die einfache Fortführung der Daten, da das so erzeugte 3D-Modell auf regelmäßig gepflegten amtlichen Geobasisdaten beruht. Neben der geometrischen 3D-Modellierung ging es in dem Projekt auch um die Frage, wie zusätzliche spezielle Objektarten das Modell erweitern können. Dazu zählen etwa vertikale Elemente wie zum Beispiel Mauern und Wände von Gebäuden, Brücken und weitere Bauwerke, die im bisherigen DLM nicht berücksichtigt sind. Auch ein solch erweitertes dreidimensionales Modell kann nach dem Befund des Runden Tisches GIS durch automatisierte Methoden unterstützt werden.
Entscheidend für die konkrete Umsetzung sind dabei die späteren Anwendungsfälle: Sind zum Beispiel hinsichtlich der Objektart „Brücke“ für eine Prüfung der Flugsicherheit die Maße eventuell vorhandener Aufbauten von enormer Bedeutung, ist das für ein Überflutungsszenario eher unwichtig. Bei Überschwemmungen wird eher die Frage nach genauer Lage und Gestalt der Brückenpfeiler interessant, denn dadurch würden sich beispielsweise Rückschlüsse in Strömungssimulationen ziehen lassen. Alle notwendigen Informationen in einem einzigen Modell zu vereinen oder auch je nach Anwendung verschiedene statische Modelle nebeneinander zu pflegen, bedeutet jedoch einen unverhältnismäßig hohen Aufwand. Die Lösung wäre, einen Methodensatz zu entwickeln, zu implementieren und bedarfsgerecht anzuwenden, mit dem die genannten unterschiedlichen Detailgrade aus den Basisdaten abgeleitet werden können.
Dass dies grundsätzlich möglich ist, konnte in der jetzt abgeschlossenen Konzeptionsphase gezeigt werden. Die vom Lehrstuhl für Geoinformatik an der TU München und der M.O.S.S. GmbH für den Runden Tisch GIS durchgeführte Studie hat dafür die Anforderungen von 14 Anwendungsszenarien von der Verschattungsanalyse bis zur Lärmausbreitung untersucht und zahlreiche Datensätze aus den drei Anrainerstaaten des Bodensees evaluiert. Untersucht wurde außerdem, welche Transformationsmethoden für den Übergang von 2D zu 3D in Frage kommen und welche zusätzlichen Objektarten von Interesse sind und möglichst automatisiert abgeleitet werden können.
Die für eine zweite Projektphase vorgesehene prototypische Implementierung der Methoden und testweise Transformation der Daten für ausgewählte Testgebiete lässt weitere Erkenntnisse erwarten, unter anderem zu den Themen Automatisierbarkeit, Qualität der Ergebnisdaten und lagemäßiger Übereinstimmung von DGM, DOM und 2D-DLM. Auch Fragen des Datenmanagements und der Performance der Transformationen waren jetzt noch nicht Gegenstand der Untersuchung.
Das 3D Digitale Landschaftsmodell (3D-DLM) ist ein Projekt am Runden Tisch GIS e.V. in Kooperation mit den Auftraggebern „Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV)“ in Österreich, dem „Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung Bayern (LDBV)“, dem „Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg (LGL)“ sowie dem Schweizer „Bundesamt für Landestopographie swisstopo“ als Berater.

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AUS DER LEHRWERKSTATT

Absolventen und ihre Themen

Hier stellen wir regelmäßig interessante Themen von Absolventen der Hochschulmitglieder des Runden Tisches GIS vor. Das soll zugleich die große Bandbreite möglicher Fragestellungen zeigen, die mit geographischen Daten verbunden sind. Diesmal:

Entwicklung eines Telemetriesystems zur Erfassung von Prozessdaten im Feld von Jacky Dezhi Fu; TU München – Lehrstuhl für Geoinformatik; Masterarbeit
 

In dieser Masterarbeit wird die Entwicklung eines Telemetriesystems zur Erfassung von landwirtschaftlichen Prozessdaten beschrieben und untersucht, wie diese mittels dem Framework Sensor Web Enablement (SWE) des Open Geospatial Consortium (OGC) über einen Webdienst, den Sensor Observation Service (SOS), verfügbar gemacht werden können. Es wird zum einen auf bereits vorhandene Telemetriesysteme kommerzieller Hersteller und deren Nachteile eingegangen, woraus die Motivation für die Entwicklung des vorliegenden Systems geschöpft wird. Zum anderen dient die Entwicklung und der Einsatz des Systems als Anwendungsfall eines mobilen Sensors für die SWE-Standards Observations and Measurements (O&M) und Sensor Model Language (SensorML). Es wird beschrieben, wie das Telemetriesystem als mobiles Sensorsystem mittels dieser Standards modelliert werden kann. Einen weiteren wesentlichen Bestandteil dieser Arbeit bildet die Entwicklung einer Prozesskette, um TCP-basierte Datenübertragung an einen SOS zu ermöglichen. Im Anschluss folgt die Zusammenstellung und Entwicklung des Datenloggers. In der darauffolgenden Systemevaluierung werden von einem Traktor erfasste CAN-Daten präsentiert. Abschließend wird auf den Stand aktueller Client-Anwendungen zur Darstellung von Daten mobiler Sensoren eingegangen und noch vorhandene Einschränkungen sowohl dieser Anwendungen als auch des Telemetriesystems aufgezeigt. Die Arbeit im Volltext.

 

 

 

FERNSCHREIBEN

Berlins Zukunftsorte

Für eine ansprechende und moderne Darstellung des Leitmottos „Your ideas need space to grow. Berlin's got it“ hat virtualcitySYSTEMS für das Berlin Business Location Center eine innovative Form der Präsentation raumbezogener Themen entwickelt: die virtualcitySTORY. Diese wurde auf der internationalen Immobilienmesse MIPIM im März 2017 zum ersten Mal gezeigt und stieß auf großes Nutzerinteresse.

Die Kombination aus Inhalten, Bildern und Videos, ergänzt um Ansichten aus dem 3D-Stadtmodell Berlin, ergibt ein umfassendes Bild über Ausrichtung und Standort der verschiedenen Berliner Zukunftsorte mit hohem Entwicklungspotential. Schnell und übersichtlich bietet die geführte und interaktive Tour inhaltliche und räumliche Informationen und schafft so eine völlig neue Nutzererfahrung.

Die Lösung basiert auf der performanten und flexiblen 3D-Webkartentechnologie von virtualcitySYSTEMS, über die Karteninhalte kontextsensitiv und flexibel dargestellt und gesteuert werden. So werden beim Durchblättern der einzelnen Zukunftsorte automatisch passende Kameraflüge und Perspektivwechsel im 3D-Stadtmodell ausgelöst, 3D-Gebäude dynamisch eingefärbt oder durch Planungsobjekte ausgetauscht, sowie 2D/3D-Kartenebenen ein- und ausgeblendet. Die Anwendung kann in jedem modernen Webbrowser und auf mobilen Endgeräten genutzt werden.
Mit der virtualcitySTORY können Städte ihre Geschichten und Themen modern und zielgruppengerecht im Kontext des 3D-Stadtmodells präsentieren. Durch die Verknüpfung mit einer 2D/3D-Kartendarstellung werden klassische Web- und Multimedia-Inhalte in den urbanen Kontext gesetzt und um räumliche Aspekte angereichert. Somit werden die Themen für die Nutzer intuitiv und einfach erfahrbar.
Die virtualcitySTORY eröffnet eine Vielfalt an neuen Möglichkeiten zur Nutzung des Potentials von 3D-Stadtmodellen, beispielsweise zur Unterstützung von Entscheidungsprozessen, zur Darstellung räumlicher Veränderungen in der Stadt oder zur transparenten Präsentation unterschiedlichster Sachverhalte aufbereitet für Bürger, Unternehmen oder verwaltungsinterne Fachabteilungen.