3D-stadsmodeller utgående från NNHlaserdata Simon Ahlberg, FORAN Remote Sensing AB Khashayar Farmanbar, Agency9 AB Sammanfattning FORAN Remote Sensing AB arbetar sedan länge med att ur laserdata ta fram geodataunderlag i form av t ex 3D-byggnader och urban vegetation för användning i GIS, för visuell kommunikation samt för 3D-stadsmodeller. Agency9 har med CityPlanner tagit fram ett unikt koncept för interaktiv visualisering och presentation av 3D-stadsmodeller samt stadsbyggnads- och infrastrukturprojekt. Laserdata från Lantmäteriets projekt Ny Nationell Höjdmodell är relativt glesa, 0,5-1 laserpulser per kvadratmeter, vilket är tillräckligt för att kunna ta fram information om stadsmiljön såsom övergripande byggnadsgeometrier och vegetation. Detta underlag används för att skapa en realistisk 3D-stadsmodell, vilken sedan integreras i verktyg för interaktiv visuell presentation, planering och kommunikation. Bakgrund Fler och fler aktörer använder sig av 3D för kommunikation, visualisering, interaktion och presentation. I takt med teknikutvecklingen görs även 3D-information tillgänglig, både genom nya verktyg och genom det faktum att fler och fler aktörer kan erbjuda underlaget till rimliga kostnader. Vidare har mognadsgraden ökat avseende verksamhetsnyttan med dena typ av information, vilket gör att användningen av 3D kan förankras på ett annat sätt än tidigare. Regeringen beslutade 2007 att ge Lantmäteriet uppdrag att skapa en Ny Nationell Höjdmodell (NNH) för användning i bl a studier av förmodade klimateffekter. Som teknik för detta valdes flygburen laserskanning. I mitten av 2009 gjordes de första testflygningarna i ett begränsat pilotområde i Gästrikland-Hälsingland. Lantmäteriets leverabel är en digital höjdmodell (DTM), men man har även beslutat att göra själva laserpunktmolnet tillgängligt för fri användning. Detta ger möjlighet till en mängd nya tillämpningar. Lantmäteriet uppmuntrar företag och organisationer att använda pilotdata från NNH. Data från NNH-projektet har även en prisnivå som möjliggör för bred användning av data. FORAN Remote Sensing AB bedömer att det finns stor användningspotential för de laserdata som tillgängliggörs genom NNH-projektet. Med utgångspunkt i detta har FORAN Remote Sensing AB och Agency9 undersökt möjligheten att utgående endast från data tillgängliga från Lantmäteriet skapa underlag för 3D-stadsmodeller och använda dessa stadsmodeller i olika former av visualiseringar eller GIS-tillämpningar. 3D-stadsmodeller I takt med att 3D-data blir tillgängligt ägnas stora resurser på att utnyttja denna nya typ av information. Det kan röra sig om allt från att ta fram modeller av marken, för beräkning av vattenflöden till komplexa analyser omfattande många olika datakällor, inklusive 3D-data, eller för att ta fram 3D-stadsmodeller för presentation eller visuell interaktion med olika intressentgrupper.
Avsikten med detta test har varit att undersöka vilka underlag som är möjliga att producera utgående endast från data från Lantmäteriet, detta för att försöket skall kunna ses som en grundnivå.för att ytterligare öka möjligheterna är det möjligt att använda sig av lokala data, t ex kommuners primär/baskarta och mer högupplösta ortofoton. Testområde Detta försök genomfördes över ett område om 2,5km x 2,5km i Helsingborg, se illustration nedan. Figur 1: Aktuellt område i Helsingborg Underlag Markmodell Som markmodell användes den 2+-grid som tillhandahålls genom NNH-projektet. Ortofoto Ett ortofoto användes för att drapera markmodellen. Detta ortofoto tillhandahölls genom Lantmäteriet. Vektordata Vektordata som användes i försöket kommer från Lantmäteriets Tätortskarta. Enskilda träd Med användning av FORAN UrbanTree identifierades och extraherades enskilda träd. Dessa karakteriserades avseende position, storlek och utbredning. I detta försök genomfördes ingen klassning av trädslag, men även detta är möjligt med användning av tillgängliga underlag. Analysen resulterade i 170416 enskilda träd för det aktuella området.
Figur 2: Enskilda träd. 3D-byggnadsmodeller Utgående från laserdata, bilddata och vektordata från fastighetskartan extraherades och rekonstruerades 3D-modeller av byggnaderna i det aktuella området. Detta resulterade i 14100 enskilda byggnadsmodeller. Figur 3: 3D-byggnadsmodeller.
Proof of concept: Integration, visualisering Det framtagna underlaget integrerades i Agency9:s 3DMaps, ett webbaserat system för interaktiv 3D-visualisering och GIS. Figur 4: Integration i Agency9 3DMaps Användningsområden En 3D-stadsmodell har många användningsområden. Genom att använda 3D som grund i kommunikation och presentation av t ex aktuella planprojekt och infrastruktursatsningar görs informationen lättillgänglig och konkret. 3D-byggnadsmodeller och vegetation bidrar till att skapa en helhet där det som skall presenteras kan sättas i sitt sammanhang. Med full kontroll över dataunderlaget är det även möjligt att göra och illustrera förändningar utan att behöva påverka grunddata. Figur 5: Dataurval, en e-handelslösning i 3DMaps.
Sammanfattning Försöket har visat att det ur data från Lantmäteriet (NNH-data, bilddata samt vektordata) är möjligt att framställa relevanta geodataunderlag till 3D-stadsmodeller. Detta innebär att alla intressenter som befinner sig i områden som omfattas av NNH-skanningen har möjlighet att skaffa sig underlag för 3D-stadsmodeller. Fakta om författarna Simon Ahlberg är produktionsledare på FORAN Remote Sensing AB. Han har lång erfarenhet av laserskanning och analys av laserdata. Han arbetade tidigare vid Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI), inst. för lasersystem, med forskning kring användning och avancerad analys av laserdata. Khashayar Farmanbar är VD på Agency9. FORAN Remote Sensing AB är ledande specialister på avancerad analys, bearbetning och presentation av fjärranalysdata, främst från flygburen laserskanning och hyperspektrala sensorer. Sedan våren 2009 är FORAN Remote Sensing AB anlitade av Lantmäteriet som expertstöd inom arbetet med Ny Nationell Höjdmodell (NNH). Tel: 073 552 1046 Internet: www.foranrs.se Agency9 gör det möjligt för konstruktions- och infrastrukturbolag, kommuner och myndigheter att enkelt publicera och visualisera interaktiv 3D-data på internet. Produkten är unik i att stödja marknadens alla stora plattformar och webbläsare. Tel: 070 953 2168 Internet: www.agency9.com