Grundlagen zu 3D-Daten
Dreidimensionale GIS-Daten integrieren eine zusätzliche Dimension (einen Z-Wert) in ihre Definition (X, Y, Z). Z-Werte haben Maßeinheiten und ermöglichen das Speichern und Anzeigen von mehr Informationen als herkömmliche 2D-GIS-Daten (X, Y). Obwohl Z-Werte meist reale Höhenwerte sind (z. B. die Höhe über dem Meeresspiegel oder eine geologische Tiefe), gibt es keine Regel, die diese Methodik bestätigt. Z-Werte können Verschiedenes darstellen, z. B. chemische Konzentrationen, die Eignung einer Position für einen bestimmten Zweck oder rein repräsentative Werte für Hierarchien.
Es gibt zwei Basistypen von 3D-GIS-Daten: Feature-Daten und Oberflächendaten.
3D-Feature-Daten
Feature-Daten stellen diskontinuierliche Objekte dar, wobei die 3D-Informationen für jedes Objekt in der Geometrie des Features gespeichert werden.
Dreidimensionale Feature-Daten können potenziell viele verschiedene Z-Werte für jede X-Y-Position unterstützen. Eine vertikale Linie hat z. B. einen oberen Stützpunkt und einen unteren Stützpunkt mit jeweils derselben 2D-Koordinate aber unterschiedlichen Z-Werten. Ein anderes Beispiel für 3D-Feature-Daten wäre ein 3D-Multipatch-Gebäude, dessen Dach, innere Etagen und Fundament unterschiedliche Z-Werte für dieselbe 2D-Koordinate enthalten. Andere 3D-Feature-Daten, z. B. die 3D-Position eines Flugzeuges oder ein Wanderweg einen Berg hinauf, hätten nur einen einzelnen Z-Wert für jede X-Y-Position.
Oberflächendaten
Oberflächendaten stellen Höhenwerte über einer Fläche dar, wobei die 3D-Informationen für jede Position in dieser Fläche entweder als Zellenwerte gespeichert oder von einem triangulierten Netzwerk von 3D-Flächen berechnet werden können.
Oberflächendaten werden manchmal als 2.5D-Daten bezeichnet, da sie nur einen einzelnen Z-Wert für jede X-Y-Position unterstützen. Die Höhe über dem Meeresspiegel für die Oberfläche der Erde gibt z. B. nur einen einzelnen Wert zurück.
Wann werden GIS-Daten in 3D modelliert?
Da sich die Erstellung und das Verwalten von 3D-GIS-Daten schwieriger gestalten kann als das Erstellen und Verwalten von 2D-Daten, sollten Sie Ihre Daten nur dann in drei Dimensionen modellieren, wenn sich der zusätzliche Aufwand auch lohnt. Während einige GIS-Features, z. B. Flugzeugpositionen oder unterirdische Quellen, sich aufgrund ihrer Natur besonders dazu eignen, in 3D modelliert zu werden, können andere Daten ebenso effektiv in 2D wie in 3D dargestellt werden. Ein Straßennetz in 3D zu modellieren könnte z. B. für das Untersuchen von Verläufen nützlich scheinen, aber der zusätzliche Aufwand für die Verwaltung der Z-Werte kann die Vorteile überwiegen.
Hier einige wichtige Überlegungen, die bei der Entscheidung für das Modellieren eines 3D-Modells berücksichtigt werden sollten:
- GIS-Daten müssen nicht zwangsläufig in 3D modelliert werden, um in einer 3D-Ansicht angezeigt zu werden.
- 2D-Objekten können Höhenwerte von einer Oberfläche mithilfe von Geoverarbeitungswerkzeugen leicht bei Bedarf hinzugefügt werden.
- Wenn die Quelle der Z-Werte eine Oberfläche ist, dann bedenken Sie, wie oft sich die darunterliegende Oberfläche ändert. Je mehr sie sich ändert, desto weniger nützlich ist es, Z-Werte für Features zu speichern, die diesen entgegengesetzt erstellt wurden.
Wenn Sie einige oder alle Daten in drei Dimensionen modellieren möchten, müssen Sie sich vor allem überlegen, welche Einheiten Sie für die Z-Werte verwenden. Ein umfassendes Verständnis davon, was die Z-Werte darstellen, ist für das Bearbeiten und Verwalten dieser Werte von wesentlicher Bedeutung. X-, Y- und Z-Werte sollten nach Möglichkeit dieselbe Einheit haben. Wenn die Daten z. B. in einer (meterbasierten) UTM-Zone liegen, sollten Sie auch die Z-Werte als Meter modellieren. Dadurch können Sie auf eine intuitive Weise mit den Daten interagieren, z. B. wenn Sie 3D-Entfernungen messen oder Objekte in X-, Y- oder Z-Richtung verschieben.