Ableitung von korrekten OSM-Raumen, -Wanden und -Turen aus IFC-Gebaudemodellen (fossgis2024)

Published: March 21, 2024, 10:45 a.m.

In diesem Paper diskutieren wir die Ableitung von Inneraumdaten im Format OSM-SIT aus digitalen Geb\xe4ubemodellen im Format IFC. Dabei zeigen wir insbesondere Probleme und L\xf6sungsans\xe4tze hinsichtlich der Topologie und Geometrie von R\xe4umen, Raumgrenzen und -verbindungen zwischen R\xe4umen innerhalb eines Geschosses.\n\nTypische Funktionen, die GIS f\xfcr urbane Au\xdfenr\xe4ume erf\xfcllt, wie die Lokalisierung von Zielen und Barrieren sowie die Navigation dahin oder darum herum, sind auch im Inneren von Geb\xe4uden relevant. Darum werden geor\xe4umliche Datenbanken, Karten- und Routingservices f\xfcr Innenraumanwendungen angereichert und erweitert, z.B. in OpenStreetMap mit SIT. Um den damit verbundenen Aufwand zu reduzieren und Daten mit h\xf6herer Qualit\xe4t zu erzeugen, untersuchen wir, wie Innenraumdaten u.a. f\xfcr OSM automatisiert aus digitalen Geb\xe4udemodellen im Format IFC abgeleitet werden k\xf6nnen. Diese Geb\xe4udemodelle liegen im Rahmen der Planung von Neubauten regelm\xe4\xdfig vor und werden zunehmend auch im Zuge von Umbauma\xdfnahmen f\xfcr Bestandsgeb\xe4ude angefertigt. Daf\xfcr implementieren wir quelloffene Konvertierungsroutinen (https://bauinformatik.github.io/levelout). Unsere bisherigen Ergebnisse beschr\xe4nken sich auf grundlegende Elemente und unterliegen gezielten Einschr\xe4nkungen. Beispielsweise betrachten wir keine vertikalen Verbindungen zwischen Geschossen, sogenannte vertikale Erschlie\xdfung, wie Treppenh\xe4user und Aufz\xfcge.\n\nInnerhalb eines einzelnen Geschosses extrahieren wir eine topologische Struktur aus R\xe4umen, raumbegrenzenden Elementen und den die Raumbegrenzungen durchbrechenden Verbindungen zwischen den R\xe4umen - das hei\xdft R\xe4ume, W\xe4nde und T\xfcren bzw. \xd6ffnungen - sowie die zugeh\xf6rigen Geometrien. Sowohl die Topologie wie auch die Geometrie k\xf6nnen in IFC in verschiedenen Formen vorliegen. Wir setzen f\xfcr unsere aktuelle Implementierung eine explizite Topologie in den IFC-Daten voraus, beziehen die Geometrie der Raumbegrenzungen jedoch aus den regelm\xe4\xdfig enthaltenen 3D-Festk\xf6rpergeometrien f\xfcr R\xe4ume, W\xe4nde und \xd6ffnungen. Damit erhalten wir ein "dickwandiges" Geometriemodell, bei dem aus dem Volumen der W\xe4nde zwei Segmente der Raumbegrenzungen mit dem Abstand der Wanddicke resultieren, die nicht mehr topologisch Verbunden sind. Die in OSM \xfcbliche implizite Repr\xe4sentation der Topologie \xfcber die Geometrie (durch gemeinsame Polygonsegmente) ist auf dieser Basis nicht m\xf6glich und somit auch keine Ableitung von Routinggraph\nen.\n\nIn diesem Paper stellen wir verschiedene geometrische und topologische Repr\xe4sentationsm\xf6glichkeiten in IFC vor, stellen sie den Modellierungsprinzipien von OSM gegen\xfcber und diskutieren ihr Potential der f\xfcr die automatische Ableitung. Wir zeigen eine gegen\xfcber der ersten Proof-of-Concept-Implementierung deutlich verbesserten Algorithmus und die damit erzeugte OSM-Struktur, die weiterhin auf den "dickwandigen" Modell beruht, aber die Oberfl\xe4chen in den \xd6ffnungsbereichen zu einer "d\xfcnnwandigen" Raumgrenze verschmilzt und damit die Voraussetzungen erf\xfcllt, OSM-Routinggraphen abzuleiten.\nWeiterhin stellen wir eine alternative Konvertierungsm\xf6glichkeit vor, die auf der 2D-Achsenrepr\xe4sentation von W\xe4nden basiert und demonstrieren ihre Vor- und Nachteile.\nWir fassen auch den Stand der Wissenschaft und Technik, insbesondere zu Raumgeometrie und -topologie sowie Space Boundaries in digitalen Geb\xe4udemodellen im IFC-Format und in anderen Formaten wie IndoorGML zusammen.\nabout this event: https://pretalx.com/fossgis2024/talk/LXGXQJ/