Bachelor thesis, Alessandro Florio Developed at Fondazione Graphitech, Trento, Italy University of Trento, Italy, 2012

1. Corso di Laurea in INFORMATICA
Rappresentazione di modelli urbani
CityGML su un globo virtuale
Relatore: Prof. Nicola Conci
Correlatori: Raffaele De Amicis,
Daniele Magliocchetti
Laureando: Alessandro Florio
matricola 140245
Trento, 14 settembre 2012

2. Contesto
Ultima generazione di UIM1
3D:
●
creata da accurate informazioni geospaziali
●
utilizzata per creare servizi per:
- miglior pianificazione urbana
- miglior gestione della città
- protezione ambientale
- consumo energetico (es. pannelli solari)
Requisiti: modello urbano 3D contestualizzato
nel suo ambiente
1: Urban Information Model

3. Problema
CityGML:
●
miglior rappresentazione di aree urbane
●
application schema per GML (GIS
object oriented)‑
●
modello general-purpose ricco di dettagli→
MA: i visualizzatori attualmente presenti
●
renderizzano gli oggetti come
una qualunque scena 3D
(no contestualizzazione)
●
non permettono estensioni

4. Soluzione
CityGML World Wind
citygml4ww

5. Struttura di citygml4ww
1) lettura del dataset CityGML
2) parsing oggetti CityGML classi WorldWind→
3) ottimizzazione per un aumento delle
performance
4) rendering del modello urbano nel globo
virtuale

6. Lettura del dataset CityGML
CityGML: basato su XML
→ documento ben formato
→ rappresentabile tramite struttura ad albero
<?xmlversion="1.0" encoding="UTF-8"?>
<CityModel xmlns="http://www.citygml.org/citygml/1/0/0">
<gml:name>Cologne</gml:name>
<gml:boundedBy> <!-- bounding box della città -->
<gml:Envelope srsName="urn:ogc:def:crs,crs:EPSG:6.12:31466">
<gml:pos> 5659800.0 2561800.0 15.9 </gml:pos>
<gml:pos> 5662200.0 2564200.0 95.7 </gml:pos>
</gml:Envelope>
</gml:boundedBy>
<cityObjectMember> … </cityObjectMember>
........................................
<cityObjectMember> … </cityObjectMember>
</CityModel>
DOM1
tree
1: Document Object Model, modello ad oggetti del documento

7. Lettura del dataset CityGML
In una lista vengono salvati i “bldg:Building”
Non viene considerato:
●
arredamento interno degli edifici
●
arredo urbano

8. Parsing CityGML WW→
Edificio CityGML: insieme di “gml:Polygon”
CityGMLBuilding:
● 3 liste di Polygon (3 diversi LOD)
●
Bounding Box
●
pianta

9. Parsing CityGML WW→
Un edificio è rappresentabile tramite 5 LOD:

10. Parsing CityGML WW→
Extra feature: moltiplicazione di dataset studio→
delle performance in caso di città enormi
Prima ottimizzazione: condivisione di poligoni e
liste

11. Ottimizzazione
Gli edifici vengono aggregati in BVH1
:
●
create ricorsivamente aggregando oggetti
geometrici in base alla loro posizione
●
utilizzate
- nel frustum culling: pruning
- per rappresentare solo un nodo
invece che tutti i suoi figli
1: Bounding Volume Hierarchy

12. Ottimizzazione
Vengono calcolati gli
inviluppi convessi
degli isolati e quindi
dei quartieri.
I quartieri vengono
inseriti in un
RenderableLayer.
La città viene divisa in quartieri (0,001° lon.,
0,0005° lat.) e ogni quartiere viene diviso in 4
isolati (2 lon. x 2 lat.).

13. Rendering
Ad ogni cambiamento della scena:
∀ quartiere q
if (q is in frustum)
if (dist(eye,q) > qTreshold)
render(q)
else isolato i q∀ ∈
if (i is in frustum)
if (dist(eye,i) > iTreshold)
render(i)
else edificio b i∀ ∈
if (b is in frustum)
render(b.getLOD(dist(eye,b)))

14. Demo

15. Applicazioni
Esportazione per il simulatore di GEPSUS1
,
realizzato dalla Fondazione GraphiTech con
partner internazionali per il Ministero della
Difesa del Montenegro.
1: Geographical Information Processing for Environmental Pollution-Related
Security within Urban Scale Environments

16. Applicazioni
Il progetto i-SCOPE1
, coordinato dalla
Fondazione GraphiTech, analizza e studia:
●
mobilità di persone anziane o disabili
●
inquinamento acustico e simulazione
●
installazione di pannelli solari
Richiede la consapevolezza di:
●
morfologia del territorio
●
posizione e ingombro degli edifici
1: Interoperable Smart City services through an Open Platform for urban Ecosystems

17. Conclusioni
citygml4ww :
●
legge, analizza e converte modelli urbani
CityGML
●
è il primo strumento che li contestualizza in
un ambiente tridimensionale
●
ottimizza la visualizzazione per:
- ridurre le risorse richieste
- aumentare le performance del rendering
●
è estensibile

18. Domande?