Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2744
Main Title: Virtual 3D City Models in Urban Land Management - Technologies and Applications
Translated Title: Virtuelle 3D-Stadtmodelle im urbanen Landmanagement - Technik und Anwendungen
Author(s): Ross, Lutz
Advisor(s): Kleinschmit, Birgit
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät VI - Planen Bauen Umwelt
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Unsere Gesellschaft sieht sich einer Reihe von Herausforderungen und Umwälzungen gegenüber zu denen unter anderem Urbanisierung, Klimawandel, demographischer Wandel, Globalisierung, die Transformation einer vorwiegend verbrauchsorientierten in eine energieeffiziente und nachhaltige Wirtschaft und andere mehr zählen. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen und Umwälzungen unter Einbeziehung der Bürger und der in der Nachhaltigkeitstrias formulierten ökologisch, ökonomisch und sozial Interes-sen und Ziele wird die Entwicklung nachhaltiger Methoden des Landmanagements und von "Good Governance"-Konzepten gefordert. Vor diesem Hintergrund untersucht die vorliegend Dissertation die Möglichkeiten Aufgaben und Prozesse des urbanen Landmanagements durch den Einsatz virtueller 3D-Stadtmodelle zu unterstützen. Dabei werden sowohl die technologischen Aspekte virtueller 3D-Stadmodelle untersucht, als auch solche, die sich auf konkrete Anwendungen, Nutzer und organisatorische Herausforderungen beziehen. Die Arbeit zeigt, dass die technologischen Fortschritte zur Erfassung, Prozessierung und Visualisierung virtueller 3D-Stadmodelle einen Reifegrad erreicht haben, der es ermöglicht großflächige und komplexe virtuelle 3D-Stadtmodelle zu erstellen. Darüber hinaus können nahezu beliebige (raumbezogene) Daten integriert und über das Internet bereitgestellt werden. Diese technischen Möglichkeiten ermöglichen die Realisierung innovativer 3D Informationssysteme, die im urbanen Landmanagement unter anderem zur Vermarktung und Stand-ortförderung, als Medium zur Kommunikation von Plänen und Projekten oder auch zur Darstellung von Szenarien und zur visuellen Exploration von Analyseresultaten eingesetzt werden (können). Die Nutzung virtueller 3D-Stadtmodelle als Grundlage für die Entwicklung innovativer 3D Informationssysteme zur Präsentation und Exploration raumbezogener Daten und Konzepte ist jedoch nur ein Aspekt der Nutzung. Weitere diskutierte Nutzungsmöglichkeiten umfassen 3D-Analysen und Simulationen, E-Kollaborationsanwendungen und Gebäude-, Anlagen- und Infrastrukturmanagement. Insbesondere 3D-Analysen konnten als Argument und Antreiber für die Entwicklung und den Einsatz von 3D-Stadtmodellen identifiziert werden, weil sie die Beschreibung und Bewertung dreidimensionaler Phänomene und Prozesse, wie beispielsweise Lärm, Luftqualität und Überflutungen, ermöglichen. Beide Nutzugsmöglichkeiten, als Präsentations- und Explorationsmedium wie auch als Grundlage für 3D-Analysen und Simulationen, können das Verständnis für räumliche und funktionale Zusammenhänge fördern,. E-Kollaborationsanwendungen hingegen könnten insbesondere den effektiven Informationsaustausch zwischen Behörden und Bürgern wie auch der Wirtschaft fördern. Tatsächlich wird in der Dissertation argumentiert, dass durch die Einführung digitaler Geschäftsprozesse in den raumplanenden Disziplinen eine kontinuierliche Nutzung und Fortführung erst richtig ermöglicht wird. Zugleich wird aufgezeigt, das die fundamentalen technischen Bausteine zur Verwirklichung von E-Kollaborationsanwendungen auf der Basis service-orientierter Architekturen durch Datenstandards, Visualisierungsdienste, Prozessierungsdienste und Transaktionsdienste vorhanden sind. Erste Beispiele aus der Wissenschaft zeigen, wie diese zu prototypischen E-Beteiligungs- und E-Kollaborationsanwendungen kombiniert werden können. Die wesentlichen Hürden zur Überführung der Technologie in die Praxis wird entsprechend in organisatorischen und rechtlichen Maßnahmen gesehen. Wesentlich für eine erfolgreiche und langfristige Nutzung wäre die Formulierung von Satzungen und Verordnungen, die eine Verpflichtung von Planern nach sich ziehen, Planungsinformationen in definierten und abgestimmten Standards bereitzustellen. Solche Verpflichtungen ermöglichen eine kontinuierlichen Aktualisierung und Verbesserung der Datenbasis, weil detaillierte Informationen über Gebäude und Infrastrukturen, die regelmäßig in Planungs- und Konstruktionsprozessen erfasst werden, direkt integriert werden können. Auf diese Art und Weise könnten aktuelle 3D-Stadtmodelle, die in der Regel die Stadt abbilden wie sie von außen beobachtet werden kann, kontinuierlich verbessert werden. Daraus folgt wiederum die Möglichkeit sie auch als Nutzerinterface für Aufgaben des Gebäude-, Anlagen- und Infrastrukturmanagements zu erschließen. Die Ergebnisse und Beobachtungen, die in dieser Dissertation dargelegt werden, resultieren schließlich in der zusammenfassenden Feststellung, das virtuelle 3D-Stadtmodelle eine wertvolle Ergänzung zu bestehenden Methoden und Techniken im urbanen Landmanagement sind. Ihre Nutzung durch Kommunen und Verwaltungen und die Realisierung der benötigten Infrastruktur sollten stärker gefördert werden.
Humanity is facing major challenges and transformations such as urbanization, climate change, demographic change, globalization, transformation of consumption-oriented economies towards energy-efficient and sustainable economies, and so forth. To cope with the change and transformation processes and to better integrate citizens as well as the aims formulated by the Rio Declaration on Environment and Development there is an increasing need for sustainable urban land management and good governance concepts. In the context of this background the thesis examines the question which tasks, processes, and workflows can be supported through utilizing virtual 3D city models in urban land management. The examination focuses as well on technology-related aspects of virtual 3D city models as on applications, users, and organizational issues. It shows that technologies and methods to acquire, process, and visualize 3D geo data has reached a level of maturity that makes it feasible to set-up large and complex virtual 3D city models. Even more it has become possible to integrate almost arbitrary (spatial) data and integrate such enhanced models into the information layers of the internet. These abilities provide the opportunity to create innovative 3D Information Systems that can be utilized in urban land management for city promotion and marketing, as intuitive interface to urban planning information and to visually communicate future scenarios or analyses results. Yet the use of virtual 3D city models as fundament for 3D Information Systems that enable the presentation and exploration of spatial information within the virtual city, is only one out of four function of use identified in this thesis. Further func-tions of use are 3D analyses and simulation, e-collaboration applications, and infrastruc-ture and facility management. In fact, 3D analyses is identified as being an important argument and driver for the utilization of 3D city models in environmental planning, because 3D analyses functionalities support the assessment of three-dimensional processes and phenomena such as noise, air quality, or floods. While the use as presentation and communication media and for 3D analyses and simulations fosters spatial and functional understanding of space and spatial processes, the third function of use, e-collaboration, could foster an efficient information flow between governmental bodies and citizens as well as the private sector. Indeed it is argued in this thesis that through the adoption of digital business processes in the spatial planning domains a continuous update and use of virtual 3D city models will be possible. Fundamental building blocks for implementing e-collaboration platforms as service-oriented architectures such as data standards, portrayal services, processing services, and transaction services are beginning to emerge and have been successfully combined in prototypic e-participation and e-collaboration applications. However, their successful transition into practice requires organizational and legal measures that pledge planning professional to submit planning information in defined and agreed standards. This would provide the opportunity to increase the information value of 3D city models because detailed information about buildings and infrastructure elements that are required during the planning and construction phases could be directly integrated into 3D city models. This way 3D city models that contemporary mainly represent the city as it is observed could be significantly enhanced during their lifecycle. This will make it possible to use them for supporting infrastructure and facility management. The results and observations presented in this thesis cumulate in the conclusions that virtual 3D city models provide a valuable complement to existing tools and methods in urban land management and that their utilization and adoption within municipalities and administrations should be fostered.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-29030
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3041
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2744
Exam Date: 8-Dec-2010
Issue Date: 22-Feb-2011
Date Available: 22-Feb-2011
DDC Class: 710 Städtebau, Raumplanung, Landschaftsgestaltung
Subject(s): 3D-Stadtmodelle
CityGML
Landmanagement
Stadtplanung
Umweltplanung
3D City Models
City planning
CityGML
Environmental planning
Land management
Creative Commons License: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/
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