3D-Massendaten (Punktwolke, digitale Höhenmodelle, texturierte 3D-Modelle, BIM, orthophotos) sind heute in diversen Bereichen (Vermessung, Geoinformatik, Architektur, Bauingenieurwesen, …) nicht mehr wegzudenken. Sie dienen als Datengrundlage für eine Vielzahl von Anwendungen. War Ihre Erstellung noch vor einem Jahrzehnt nur mit kostenintensiven Technologien (Airborne LiDAR und Photogrammetrie, Mobile mapping, terrestrisches Scanning) möglich, können solche Daten heutzutage in kleinerem Umfang sehr kosteneffizient mit Drohnenaufnahmen generiert werden.
Der Bedarf nach Software-Lösungen welche diese voluminösen Daten verwalten, bearbeiten und darstellen können ist dementsprechend gestiegen. Für viele potentielle Anwender von 3D-Massendaten sind jedoch die grossen Datenvolumen (für Speicherung und Lieferung), die Kosten und die Komplexität der Software-Lösungen ein Hinderungsgrund auf solche Daten zu setzen. Somit werden diese Daten von spezialisierten Anbietern häufig nur als Zwischenschritt benutzt um daraus für den Endkunden Pläne in klassischen CAD-Formaten zu erstellen. Dies hat zur Folge dass die ursprüngliche Datenqualität stark reduziert werden muss und deren Mehrwert bei dem Endresultat kaum ersichtlich ist.
Eine Möglichkeit um dieses Problem zu umgehen ist den Endkunden diese 3D-Massendaten via Webdienste zur Verfügung zu stellen. Somit entfallen die Probleme der Datenhaltung, der Datenlieferung und der Installation von spezifischer Software beim Endnutzer. Auch bieten solche Webdienste den Vorteil dass der Zugang auf die Daten jederzeit und überall via Internet möglich ist. Um das Potential solcher Webdienste aufzuzeigen erläutert dieser Artikel anhand von drei ausgewählten Anbieter (Potree, Cesium, Orbit) die Möglichkeiten der Darstellung und Bearbeitung verschiedener 3D-Datentypen.
Für die einfachere Vergleichbarkeit der Dienste wurde öffentlich zugängliche Geodaten in der Gemeinde Jussy (Punktwolken und Vektordaten bereitgestellt durch den Kanton Genf, 360°-Bilder aus Google StreetView), aufbereitet und mit den drei Diensten veröffentlicht.
Potree ist ein WebGL basierter Viewer für Punktwolken im 3D Bereich entwickelt durch die TU Wien (open source). Es erlaubt 3D Daten anzuzeigen, zu analysieren und große Datensätze öffentlich zu teilen. Potree erlaubt es die Punktwolke anhand verschiedener Kriterien einzufärben oder ein- und auszublenden. Auch kann eine Punktwolke selektiv nach Punktklasse ein- und ausgeblendet werden.
Ab Version 1.6 können auch Vektordaten (als shape oder geojson) eingelesen und als einzelne Layer angezeigt werden. Zusätzlich bietet Potree auch die Möglichkeit direkt in der Punktwolke 3D-Messungen (Punkte, Linien, Flächen) durchzuführen, Schnitte zu legen und darin zu messen und die Messungen zu exportieren.
CesiumJSist eine open source JavaScript-Bibliothek welche es erlaubt eigene Daten aus ganz verschiedenen Quellen (Punktwolken, 3D-Stadtmodelle (CityGML), Gebäudemodelle, BIM, Orthophotos) in einem virtuellen 3D-Globus einzubinden.
Zur rascheren Visualisierung der 3D-Massendaten im Web werden die Daten vorherig in das 3dtiles-Format umgewandelt. Einmal im virtuellen Globus, können die Daten visualisiert und einfache Messungen vorgenommen werden.
Der OrbitGT3DM-Publisher ist eine konstenpflichtige Lösung zum Teilen von Bildern (360°, Planar- und Oblikaufnahmen, Orthophotos), Punktwolken, Höhenmodellen, Vektordaten und 3D-Modellen (CityGML, texturierte Meshs, …). Es bietet somit die Möglichkeit jedwelche 3D-Massendaten in einer Publikation zu vereinen und dem Benutzer zur Visualisierung, zum Messen, Beschriften und Exportieren zur Verfügung zu stellen.
Die Daten werden in web-optimierte Formate umgewandelt, somit kann auch bei sehr grossen Datensätzen eine rasche Navigation und Bearbeitung im Web erfolgen.
Dank frei zur Verfügung gestellter Pluginskann die Publikation auch in eine Vielzahl von Fachapplikationen (u.A. QGIS, ArcMap, AutoCad Map, ..) eingebunden werden. Zusätzlich erlaubt eine SDK die Publikationen kundenspezifisch anzupassen und in Drittsoftware einzubinden.
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|---|---|---|---|
| Umgebung | Potree | Cesium | OrbitGt |
| Hosting | Server | Server/Cloud | Server/Cloud |
| Webtechnologie | WebGL | WebGL | HTML5/WebGL |
| Lizenz | Open Source | Core Open source [1] | Commerciale |
| Schnittstellen | |||
| API/SDK | ❌ | ✅ | ✅ |
| Plugins | ❌ | ❌ | ✅ [2] |
| Darstellbare Daten | |||
| Punktwolken | ✅ | (✅) | ✅ |
| Raster: Höhenmodelle | ❌ | ✅ | ✅ |
| Raster: Orthophotos | ✅ | ✅ | ✅ |
| Raster: Oblik- und Planarbilder | ❌ | ❌ | ✅ |
| Raster: 360°-Bilder | ❌ | ✅ | ✅ |
| Vektor: 3D-Modelle [3] | ❌ | ✅ | ✅ |
| Vektor: 3D-Geometrien 3D-[4] | ✅ | ❌ | ✅ |
| Texturierte Meshs | ❌ | ✅ | ✅ |
| Änderung der Darstellung | |||
| Projektion wechseln | ❌ | ❌ | ✅ |
| Anzeigen/Ausschalten Layer | ✅ | ❌ | ✅ |
| Anzeigen/Ausschalten nach Distanz | ❌ | ✅ | ✅ |
| Punktwolke: Einfärben nach Attribut [5] | ✅ | ❌ | ✅(nicht nach Klasse) |
| Anzeigen/Ausschalten nach Punktklasse | ✅ | ❌ | ❌ |
| Vektor: Farbe/Liniendicke ändern | ❌ | ❌ | ✅ |
| Messungen | |||
| Punktwolke: 3D-Messungen [6] | ✅ | ✅ | ✅ |
| Punktwolke: Schnitte legen | ✅ | ❌ | ✅ |
| Bilder: Stereo-Messung | ❌ | ❌ | ✅ |
| Bilder: Mono-Messung | ❌ | ❌ | ✅ |
| Exportmöglichkeiten | |||
| 3D-Messungen | ✅(JSON) | ❌ | ✅ (KML) |
| Punktwolke: Schnitte | ✅(CSV / LAS) | ❌ | ❌ |
| Anmerkungen /Snapshots | ❌ | ❌ | ✅ |
Potree eignet sich für alle Punktwolken welche ohne Zugangsrestriktionen geteilt werden sollen. Mit dem Einbinden enfacher Vektordaten können auch abgeleitete Produkte (Profile, Höhenlinien, Bruchkanten, …) in der selben Publikation dargestellt werden. Es ist somit die perfekte Lösung für Projekte aus dem Hoch- und Tiefbau. Einige Bespiele:
CesiumJS eignet sich für Projekte bei welchem der grössere 3D-Kontext (Standort auf der Erde, Sichtbarkeiten, Einbindung in Landschaft) eine grosse Rolle spielt aber keine präzisen Messungen in den 3D-Daten verlangt werden. Es ist somit das optimale Tool für Architekten, Stadtplaner oder auch für Visualiserungen für den Tourismus. Einige Bespiele:
Orbit ist ein kostenpflichtiges Tool zur Publikation von umfangreichen 3d-Datensätzen. Es eignet sich deshalb vorallem für instutionelle Anwender welche ihre Infrastruktur digital verwalten wollen und Anzahl der Benutzer genau kennen. Mit den möglichen Veknüpfung (Plugins/SDK) eignet sich Orbit auch für bestehende Daten welche mit Fachapplikationen verwaltet werden. Einige Beispiele:
