Von der Herausforderung der Erstellung eines «Streaming Services
3D-Terrain» , 3D-Objekte und Benutzerführung in 3D bis zu den Einsatzmöglichkeiten des Geoportals für die individuelle Nutzung:
3D-Geodaten und deren Eigenschaften visualisieren, 3D-Daten von der Datenbank in den Webviewer – Präsentiert werden die Neuerungen, die für 2016 geplant sind
La création d'un service de terrain 3D, la création d'un service pour les objets 3D, le développement d'une interface conviviale pour la navigation dans l'espace ou la présentation et la manipulation d'objets 3D: autant de défis que nous allons vous présenter lors de ce colloque, avec bien sûr également toutes les nouveautés de map.geo.admin.ch
1. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
3D und map.geo.admin.ch : making of
La 3D dans map.geo.admin.ch: le making of
KOGIS & TOPO
Kolloquium Colloque swisstopo 29.04.2016
3. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Grundlagen I principes I
GeoIG Art. 1 Zweck: LGéo Art. 1 But :
Dieses Gesetz bezweckt, dass Geodaten über das Gebiet
der Schweizerischen Eidgenossenschaft den Behörden
von Bund, Kantonen und Gemeinden sowie der
Wirtschaft, der Gesellschaft und der Wissenschaft für eine
breite Nutzung, nachhaltig, aktuell, rasch, einfach, in
der erforderlichen Qualität und zu angemessenen
Kosten zur Verfügung stehen
La présente loi vise à ce que les autorités fédérales,
cantonales et communales, les milieux économiques, la
population et les milieux scientifiques disposent
rapidement, simplement et durablement de
géodonnées mises à jour, au niveau de qualité requis et
d’un coût approprié, couvrant le territoire de la
Confédération suisse en vue d’une large utilisation.
4. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Grundlagen II principes II
geo.admin.ch ist est
das Geoportal aller Bundestellen
Le géoportail de tous les offices fédéraux
Wird est
durch swisstopo als Leistungserbringer (ServiceProvider)
betrieben
géré par swisstopo en tant que prestataire de service
(Service Provider)
5. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Inhalt contenu
• Rückblick rétrospective
• 3D making of
• Ausblick perspective
15. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
3D virtuell 3D virtuel
map.geo.admin.ch
3D virtuel
16. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
map.geo.admin.ch und 3D ?
map.geo.admin.ch et la 3D ?
17. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Making of 3D Web … von den Entwicklern erklärt
le making of 3D Web … présenté par les développeurs
20. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
X Y Z: LiDAR Beschaffungen
X Y Z: Acquisition LiDAR
21. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
LiDAR-Daten
Données LiDAR
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
22. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
X Y Z: Luftbildern + Autokorrelation
X Y Z: Images aériennes + autocorrélation
23. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Autokorrelation
Autocorrélation
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
24. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Bruchkanten
Lignes de rupture
LIDAR Data 2001 + Bruckanten 2012
2‘378‘243‘406 Points
913'859 Lignes de rupture
53'980 Kilometers
25. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Bruchkanten
Lignes de rupture
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
26. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Unser Kundenprodukt swissALTI3D
Notre produit client swissALTI3D
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
27. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Point X Y Z
+
Lignes de rupture
Wie geht es weiter...
Et pour la suite...
Production du MNT pour le visualiseur 3D
Notre produit extern:
swissALTI 3D
Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
31. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Objekte, die mit Hilfe von swissALTI3D erfasst
werden können
Objets pouvant être saisis à l’aide de
swissALTI3D
Erfassung swissTLM3D
saisie swissTLM3D
33. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Strassen Routes
Flüsse Rivières
Seen Lacs
… …
Erfassung swissTLM3D
saisie swissTLM3D
Objekte auf dem Boden: 2.5D
Objets sur le terrain: 2.5D
Qualität von swissALTI3D muss in Ordnung sein.
Qualité de swissALTI3D doit être parfaite.
Kontrollblick in 3D
Contrôle en 3D
verlassen Objekte das Terrain 3D!!
si les objets quittent le terrain 3D!!
34. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Objekte, die nicht mit Hilfe von swissALTI3D
erfasst werden können
Objets ne pouvant pas être saisis à l’aide de
swissALTI3D
Erfassung swissTLM3D
saisie swissTLM3D
36. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Gebäude Bâtiments
Bäume Arbres
Seilbahnen Téléphériques
… …
Erfassung swissTLM3D
saisie swissTLM3D
Objekte nicht auf dem Boden
Objets pas sur le terrain
Auswertung ohne swissALTI3D
Saisie sans aide de swissALTI3D
3D
3D
37. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Jedes Objekt verfügt über Attribute.
Chaque objet a des attributs.
Objektart / type d’objet
Dachüberstand / avant-toit
Nutzung / utilisation
Name / nom
Erfassung swissTLM3D
saisie swissTLM3D
55. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Höhendienst, Wie ?
Service de terrain, Comment?
Verfügbar?
A disposition?
~ 1.5 TB
Terabytes of 2.5D
triangles
?
Welche Ansatz / Strategie ?
Quelle approche et stratégie
utiliser?
Welche Formate gibt es?
Quels formats sont à
disposition?
56. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Strategie?
Stratégie?
Nutzung des Profils TMS ( Tile Map Service)
Utilisation du profile TMS (Tile Map Service)
Eigenschaften
Caractéristiques:
Open Source Standard (OGC compliant)
Standard Open-Source (OGC compatible)
Geodätisches Koordinatensystem (WGS84 : Länge und Breitengrade, in KML genutzt)
Système de coordonnées géodésiques (WGS84: Longitudes et Latitudes, also used in
KML files…)
Basierend auf dem 2D WMTS (Web Map tile service) Standard
Standard développé à l’origine pour la 2D pour le WMTS (Web Map Tile Service)
Beschreibt die Aufteilung des Raumes abhängig von der Auflösung Zoom Niveau)
Décris le découpage de l’espace géographique en fonction de la résolution (ou niveau de
zoom)
Adressierung tile
Adresse d’une tuile
{Zoom}/{X}/{Y}
57. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Zoom 0
Zoom 17
Nb tuiles 0
Nb tuiles
5’536’224
x 4
par
niveau
Modèle altimétrique
et niveaux de détail
DHM25:
Filtre Altimétrique à
256 mètres Zoom 8
Zoom 11
Nb tuiles
19
BL:
Filtre Altimétrique à
64 mètres
DHM25:
Modèle numérique de terrain
à 25 mètres (grille régulière)
BL:
Modèle dérivé des points
LIDAR avec lignes de
ruptures
Nb tuiles
798
BL:
Filtre Altimétrique à
0.5 mètres
map.geo.admin.ch
Die Tiling Strategie?
La stratégie de tuilage?
58. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Datenformat?
Format des données?
[1]: http://blog.thematicmapping.org/2014/10/3d-terrains-with-cesium.html
Heightmap Quantized-Mesh
Regelmässiges Gitter
Maillage régulier uniquement
Schlechte Darstellung von
Bruchkanten
Mauvaise représentation des
lignes de ruptures
Unterstützt unregelmässige Gitter
Support pour les maillages irréguliers
Flache Zonen- > weniger Dreiecke
Hügeliger Zonen -> mehr Dreiecke
Zones plates => moins de triangles
Zones accidentées => plus de triangles
Sehr guter Darstellung von Bruchkanten
Excellente représentation des lignes de
ruptures
[1] [1]
59. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
«Quantized-Mesh»?
«Quantized-Mesh»?
Prinzip:
Principe:
Die einzigartigen Eigenschaften eines unregelemässigen Dreieck-Gitter ausnützen um Bandbreitennutzung zu
reduzieren
Utiliser les caractéristiques uniques d’un maillage irrégulier de triangles afin de limiter l’usage de la bande
passant
Eigenschaften:
Caractéristiques:
Wir arbeiten nur mit Dreiecken.
Nous travaillons uniquement avec des triangles.
Mehrere Dreiecke teilen sich die gleichen Koordinaten
Plusieurs triangles partagent les mêmes coordonnées.
Wir kennen die Grösse einer Kachel.
Nous connaissons l’étendue d’une tuile.
1
2
Triangle 1
Triangle 2
32’767
0 32’767
0
Coordinates
quantization
X, Y
Min
X, Y
Min
60. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
«Quantized-Mesh» Datenstruktur? I
«Quantized-Mesh» structure des données? I
Darstellunge Dreieck 1 & 2 in GeoJSON
Représentation du Triangle 1 et 2 en
GeoJSON
[{
type: Feature,
geometry: {
type: Polygon,
coordinates:
[[[31.351227273247478, 38.08185684148686, 215.9789151932048], [35.85376364749596, 45.0,
206.3408660888672], [39.9093445291757, 45.0, 212.1094958474486], [31.351227273247478,
38.08185684148686, 215.9789151932048]]] }
},
{
type: Feature,
geometry: {
type: Polygon,
coordinates:
[[[35.85376364749596, 45.0, 206.3408660888672], [31.351227273247478, 38.08185684148686,
215.9789151932048], [[21.146312171926024, 45.0, 282.2915329718519], [35.85376364749596, 45.0,
206.3408660888672]]] }
}]
1
2
Triangle 1
Triangle 2
61. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
«Quantized-Mesh» Datenstruktur? II
«Quantized-Mesh» structure des données? II
Teilweise Darstellung Dreieck 1 & 2 in quantized-
mesh
Représentation partielle des Triangles 1 et 2 en
quantized-mesh
1
2
Triangle 1
Triangle 2
{
X: [21075, 25034, 28600, 12102, 11969, 7907, 7625],
Y: [26684, 32767, 32767, 32767, 32767, 32767 ],
Z: [543, 0, 325, 4279, 4359, 4913],
IndexData: [0, 1, 2, 1, 0, 3]
}
Modern data encoding
techniques to further
reduce the size
Convert to a binary file Store in file system
Create an optimized
data structure for each
tile
62. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
~ 1.5 TB
Terabytes 2.5D triangles
~ 15 GB
Gigabytes 2.5D triangles
Komprimierung
Compression
100X
DEMO a single tile
DEMO map.geo.admin.ch wireframe
«Quantized-Mesh»?
«Quantized-Mesh»?
64. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
3D GeoServices
Terrain Service:
Service Terrain:
Ein RESTful Implementierung des Quantized Mesh terrain service
Une implémentation REST du service terrain Quantized Mesh
WMTS Service in WGS84
Service WMTS en WGS84:
Alle 300+ existierenden Datensätze sind als Kacheln in WGS84 verfügbar
Tous les jeux de données sont disponibles comme tuiles en WGS84
Verfügbarkeit und Nutzungsbedingungen
Disponibilité et conditions d’utilisation
Die 3D Service stehen in gleicher Qualität und unter denselben Konditionen wie die 2D Services zur
Verfügung
Les services 3D sont disponibles aux mêmes conditions que les services 2D
65. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Systemarchitektur
Architecture du système
Tiles CH03 Tiles WGS84
2D Map 3D World
Reprojection
Terrain 3D
66. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Das Unbekannte
L’inconnue
Hochrechnungen:
Calculs préliminaires:
10 3D Nutzer konnten gleichen Datenverkehr erzeugen wie 650 2D Benutzer
10 utilisateurs 3D provoquent du transfert de données comme 650 utilisateurs 2D
Hochrechnung: Kosten von > 1 Million CHF / Monat
Calculs préliminaires: coûts de > 1 million CHF par mois
Aber wieviele Benutzer werden wir haben?
Combien d’ utilisateurs vont-ils utiliser la 3D?
Entscheid zur Veröffentlichung einer Alpha
Décision pour la publication d’un Alpha
67. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Data Transfer To Client
~ 1.5 TB
Terabytes of 2.5D triangles
~ 15 GB
Gigabytes of 2.5D triangles
Compression
100X
~ 1 - 5 MB
Megabytes of 2.5D triangles
Reduction
3000X
69. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Schritte Etapes
• Darstellen von 3D Daten in einem
WebBrowser
• Afficher des données 3D dans un
navigateur web.
• Integration der Lösung in
map.geo.admin.ch
• Intégrer la solution dans map.geo.admin.ch
70. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Darstellen von 3D Daten in
einem WebBrowser
Afficher des données 3D dans
un navigateur web
71. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Darst. 3D: Anforderungen
Aff. 3D: Prérequis
• Unterstützung Standard Webdienste ( Terrain, WMS, WMTS)
• Support des web services standard ( Terrain, WMS, WMTS)
• Unterstützung Standardformate Vektor
• Support des formats vecteurs standard (KML, GeoJSON)
• Unterstützung Mobilgeräte
• Support mobile
• Open Source Software
• Kein Plugin
• Pas de plugin
73. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Darst. 3D: Cesium
Aff. 3D: Cesium
• Cesium ist eine Javascript-Bibliothek für die Pluginfreie
Darstelllung von 3D-Globen in einem Web-Browser
• Cesium est une library Javascript pour créer des globes 3d
dans un navigateur web sans plugin additionel.
• Cesium benutzt WebGL
• Cesium utilise WebGL.
• Cesium ist Open Source mit einer Apache 2.0 Lizenz
• Cesium est Open Source et utilise la licence Apache 2.0
74. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Darst. 3D: Erstellen eines Globus mit
Cesium
Aff. 3D: Créer un globe avec Cesium
Demo
75. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Darst. 3D: Probleme
Aff. 3D: Problème
• Beim Start wird ein Panorama von über 900
http Abfragen und 20MB Daten gemacht
• A l’ouverture d’un panorama 900 requêtes
http et 20 Mo de données téléchargées.
76. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Darst. 3D: Lösungen
Aff. 3D: Solutions
• Limitierung des Detaillierungsgrad
• limitations des niveaux de détails
• Limitierung des Terrain auf den Perimeter
der Schweiz
• limitation du terrain à l’étendue à la Suisse
• Einsatz von «Nebel»
• utilisation du «brouillard»
77. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Darst. 3D: Resultat
Aff. 3D: Résultat
Anzahl http Anfragen
Nb requêtes http
Datentransfer
Données téléchargées
Reduzierung um +70% der benötigten Bandbreite
Réduction de plus de 70% du traffic internet
900 270
20 Mo 5Mo
78. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Integration in
Intégration dans
map.geo.admin.ch
82. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Ausblick perspective 2016
• 3D Viewing & Dienste
– BETA: Gebäude/ Brücken
– V1: Namen / Wald
• Vectortiling
• Visualisation et service 3D
– BETA: bâtiments/ ponts
– V1: noms / fôret
• Tuilage vectoriel
83. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Phasen und Meilensteine
Phases et jalons
Initialisierung Konzept Realisierung Einführung
Projekt-
Initialisierungs-
auftrag
Projekt-
freigabe
Phasen-
freigabe
Phasen-
freigabe
Betriebs-
aufnahme
Projekt-
abschluss
Steuerung
Variantenwahl Agile
Entwicklung
Systemarchitektur
Vor-
Abnahme
16.12.15 PREVIEW
(2.5D)
BETA
(3D)
Führung und Ausführung
01.2015 21.4.2015 05.2015 11.2015 7.2016 Q4.2016
84. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
3D-Visualisierungsmodell
modèle de visualisation 3D
85. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Danke für ihre Aufmerksamkeit
Merci pour votre attention
www.geo.admin.ch
map.geo.admin.ch
info@geo.admin.ch
Twitter: @swiss_geoportal
www.swisstopo.admin.ch
geodata@swisstopo.ch
86. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Danke für ihre Aufmerksamkeit
Merci pour votre attention
Screencast :
https://youtu.be/RCiVV_hDU6g?t=842
Präsentation :
http://www.slideshare.net/swiss_geoportal
http://www.swisstopo.admin.ch/internet/swiss
topo/de/home/docu/Kolloquien.html
87. Bundesamt für Landestopografie swisstopo
KOGIS & TOPO : geo.admin.ch 3D
Kolloquium Colloque : 13.5.2016
Unfallfotodienst der Kantonspolizei
Service des photos d’accidents de la
police cantonale de Zurich
-> Annulliert / annullé
Merci bien pour ces informations David. Si j’ai bien compris, map.geo.admin.ch n’est disponible qu’en 2D jusqu’à maintenant.
Comment est-ce que je fais pour représenter des données 3D ?
Les données 3D font déjà partie intégrante des besoins en géodonnées de l’économie et du public.
Unverzichtbar für die Monitoringprogramme der Bundesverwaltung
Mit GIS und 3D gibt es Antworten für Fragestellungen, die bisher unbeantwortet blieben
3D wird der Standard sein.
1.1/4 Weltumrundung, 4mal durch die Erde auf die Chatham Island in Neuseeland und wieder zurück
Weiterentwicklung von qualitativ hochstehenden 2D und 3D-Visualisierungen für verschiedene Plattformen.
3D-Geometriemodell + 3D-Darstellungsmodell = 3D-Visualisierungsmodell
3D-Darstellung vom Produkt swissTLM3D
Beispiel in Langenthal