Aufbereitung, Analyse und Vergleich von digitalen Gebäudemodellen auf unterschiedlichen Detailebenen

Abstract

In Deutschland sind im Jahr 2020 erstmalig für alle Bundesländer 3D-Gebäudemodelle in den Detaillierungsstufen LoD1 und LoD2 verfügbar. Durch einen Standard der Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder (AdV) ist für die einzelnen Länder vorgegeben, wie sie diese Daten strukturieren sollen, um sie dann in dem Dateiformat CityGML zu speichern. Hierdurch soll gewährleistet sein, dass die Daten in allen Bundesländern vergleichbar sind, was für eine Bundesländergrenzen überschreitende Analyse der Daten notwendig ist. Das Datenformat CityGML ist jedoch nicht ohne Vorverarbeitung in GIS-Software wie ESRI (ArcGIS) oder QGIS verarbeitbar. Deshalb wird in dieser Arbeit eine Prozessierungsmöglichkeit mittels der Feature Manipulation Engine (FME) vorgestellt, mit welcher sich die Daten in ein verarbeitbares Format umwandeln lassen und gleichzeitig Parameter der dreidimensionalen Objekte berechnen lassen. Trotz des Standards der AdV sind in den Daten Unterschiede zwischen den LoD1- und LoD2-Daten vorhanden, welche sich von den Unterschieden durch den unterschiedlichen Detaillierungsgrad unterscheiden. Diese werden in der vorliegenden Arbeit in LoD1- und LoD2-Daten der vier Bundesländer Berlin, Brandenburg, Nordrhein-Westfalen und Thüringen in einem jeweils 400km2 großen Gebiet genauer analysiert. Für den Fehler, welcher für die meisten Abweichungen zwischen LoD1 und LoD2 verantwortlich ist, wird ein Lösungsweg vorgestellt. Dieser beachtet bei der Datenprozessierung nicht die Solid Geometrie der Objekte in LoD2, sondern die Objektart GroundSurface. Bei der Umwandlung der dreidimensionalen Daten in zweidimensionale Daten wird also nicht das Gebäude mit seinem Volumenkörper der Solid Geometrie auf die Ebene projiziert, sondern die meistens vorhandene Grundfläche wird als zweidimensionale Darstellung des Gebäudes gewählt. Zudem gibt es in den Daten je nach Bundesland andere Fehler, also Daten, welche nicht mit anderen Bundesländern vergleichbar sind. Diese Fehler werden dargestellt und im Kontext der Datenprozessierung quantifiziert. Ziel der Arbeit ist es zum einen anzugeben, wo Unterschiede und Fehler in den LoD1- und LoD2-Daten existieren und zum anderen diese, wenn möglich, zu quantifizieren und Lösungsmöglichkeiten hierfür aufzuzeigen.