3D-Sondermodell in der Speicherstadt © Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung, Hamburg

Hamburg in allen Dimensionen

3D-Gebäudemodelle

Die 3D-Darstellung von Gebäuden und Bauwerken ist ein Tätigkeitsfeld der Geodäsie. Ganz Hamburg liegt in unterschiedlichen Detaillierungsstufen in dreidimensionaler Darstellung vor. Der Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung erstellt diese Modelle. Vom einfachen Klötzchenmodell über die Darstellung mit Standarddachformen bis zu texturierten Abbildungen sind unterschiedliche Darstellungen möglich. Der Level of Detail (LoD) gibt an, in welchem Detaillierungsgrad 3D-Modelle vorhanden sind.

Für die Produktion der Modelle werden Gebäudegrundrisse, Hauskoordinaten, digitale Oberflächen- oder Geländemodelle sowie Luftbilder als Datenquellen, bzw. Eingangsdaten genutzt.

Die Digitalen Modelle werden auch im Hamburger Transparenzportal (www.transparenz.hamburg.de) bereitgestellt. Schau doch mal hinein!

© Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung, Hamburg

Sichtachsanalysen

Mit Hilfe von Sichtachsanalysen werden aus der Fußgängerperspektive die Lage, Höhe und die Wirkung von geplanten Gebäuden oder Bauwerken visualisiert.

Fiktives Beispiel: Wie hoch darf ein Gebäude werden, um die Turmuhr nicht zu verdecken?

Insbesondere bei der Planung des Elbtowers waren diese Sichtachsanalysen sehr wichtig für die Landesplanung, um Höhe und Lage des Gebäudes zu fixieren.

© Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung, Hamburg

Schatten- und Sonnenstandsimulationen

Auch Schattensimulationen, bzw. Sonnenstandsimulationen werden erstellt. Die Visualisierungen verdeutlichen den Schattenwurf eines geplanten Bauwerkes zu einem bestimmten Tageszeitpunkt.

In diesem Beispielbild sieht man links die Schatten der existierenden Gebäude und rechts von einem geplanten Neubau. Würde dieser so gebaut werden, ist leicht zu erkennen, dass das kleinere Haus daneben vollständig in seinem Schatten verschwindet.

Größtenteils werden die Schattensimulationen nicht als Einzelbilder sondern als kurze Filme erstellt. In diesen wird der Sonnenverlauf über den ganzen Tag in kurzen Filmsequenzen gerafft dargestellt. Der Vorteil eines Films im Gegensatz zum Einzelbild ist, dass man zu jeder Uhrzeit des Tages die Auswirkungen der Schatten durch Anhalten des Films sehen kann.



© Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung, Hamburg

Visualisierungen und Animationen

Auch Visualisierungen und Animationen von besonderen Orten (Sportstadien, Museen…) können mit einer 3D-Grafiksoftware erstellt werden.

Eine hochauflösende Animation mit detaillierten realitätsnahen 3D-Modellen erfordert sehr hohen Rechenaufwand. Daher werden in diesen Fällen mehrere PCs zu einer sogenannten Renderfarm zusammengeschaltet, um erheblich Zeit zu sparen. Auf jedem einzelnen Computer werden separate Ausschnitte als Einzelbilder gerendert. Nach Fertigstellung werden diese Bilder mit einer Filmbearbeitungssoftware zu einem Film zusammengestellt.

360°-Panorama im Atrium des LGV  © Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung, Hamburg

Panoramen und virtuelle Touren

Auch die Erstellung von 360°-Panoramen und virtuellen Touren erfordern geodätische Grundlagen. Dafür werden von einem Standpunkt aus mit einem speziellen Adapter, der auf einem Foto-Stativ befestigt wird, einzelne überlappende Fotoaufnahmen gemacht. Diese Fotos werden so aufgenommen, dass eine komplette Rundumsicht, also 360°, und zusätzlich der Himmel und der Boden abgedeckt ist.

Aus den Aufnahmen wird mithilfe einer speziellen Software ein 360°-Panorama gerechnet.

Aus den entstandenen 360°-Panoramen können sogenannte virtuelle Touren erstellt werden, sodass man die Räume virtuell betrachten kann. Innerhalb einer solchen Tour, kann man zwischen verschiedenen Standpunkten wechseln, zusätzlichen Infotexte bzw. Videos, Bilder oder Musik einbauen und auch geplante Objekte einfügen, und so die Wirkung neuer Bauwerke in ein bestehendes System zu visualisieren.

Eine weitere Umsetzung einer virtuellen Tour ist die Variante eines Splitscreens. Dabei werden zwei 360°-Ansichten nebeneinander dargestellt um somit verschiedene Zustände miteinander vergleichbar zu machen. Dadurch kann zum Beispiel die Neubauplanung mit dem aktuellen Zustand verglichen werden. Ebenfalls ist es möglich, dadurch Aufnahmen zu verschiedenen Jahreszeiten oder aus verschiedenen Jahren miteinander zu vergleichen. Damit kann zum Beispiel der Baufortschritt innerhalb eines gewissen Zeitraums veranschaulicht werden.

Ein paar Beispiele für virtuelle Touren sind hier zu finden:

https://www.hamburg.de/bsw/geodatendienstleistungen/virtuelle-tour/

http://lgv-3d.de/Panoramen/Planung_Strandkai/

http://lgv-3d.de/Panoramen/HafenCitySplitTour201803/06_Marco-Polo-Terrassen.html


Virtual Reality Anwendung mit dem Hamburger Stadtmodell  © Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung, Hamburg

Virtual Reality

Die Anwendung virtual Reality ist dir sicher durch Computerspiele bekannt. Durch Virtual Reality (virtuelle Realität) wird eine vollständig digitale Welt erstellt, in der verschiedenste digitale Inhalte darstellbar sind, die nicht zwingend einen Bezug zur realen Welt haben.

Die Umsetzung geschieht über VR-Brillen. Mit Hilfe von Controller und Sensoren kann sich der Betrachter in der virtuellen Welt frei bewegen. Die eigenen Bewegungen (drehen, hoch und runter schauen) werden direkt in die Anwendung übertragen.

Es ist möglich in 3D über die Stadt zu fliegen, sich im Fußgängermodus umzusehen und von einem Ort zum anderen zu springen.

AR-Anwendung des Hamburger Michels  © Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung, Hamburg

Augmented Reality

Eine andere Art der Visualisierung bietet Augmented Reality (AR) bzw. erweiterte Realität. Hier wird die reale Welt um digitale/virtuelle Inhalte erweitert. Dies kann in Form von 3D-Modellen, Videos, Bildern, Texten oder Animationen geschehen.

Mit Hilfe einer kleinen AR-App lässt sich zum Beispiel ein auf einem ausgedruckten Bild dargestelltes Bauwerk als 3D-Animation bewundern.

Bei dem haptischen Stadtmodell der Freien und Hansestadt Hamburg, welches im Foyer der Behörde für Stadtentwicklung und Wohnen ausgestellt ist, findet die AR App „Stadtmodell Digital“ Anwendung. Hier lassen sich für verschiedenen Standorte der Stadt 360°-Panoramen abrufen und bestaunen.

Hast du Interesse, an dieser App?

Sie ist sowohl für Smartphones mit iOS, als auch mit Android verfügbar.