Master-Arbeit Lukas Rothengass

Generierung und Evaluierung dreidimensionaler Landschaftsmodelle für eine CFD-Windsimulation

Master-Arbeit, Vermessung, HFT Stuttgart, SS 2018

Gutachter: Herr Prof. Coors, HFT Stuttgart und Frau Dr. Wild-Pfeiffer, Landesamt für Geoinformation und Landwentwicklung Baden-Württemberg (LGL BW)

Generiertes 3D-DLM Stuttgart-Stöckach

Generiertes 3D-DLM Stuttgart-Stöckach

Zusammenfassung

Durch 3D-Landschaftsmodelle (3D-DLM) werden 3D-Stadtmodelle um weitere Objekte wie z.B. Vegetation, Gewässer oder Straßen erweitert. Dadurch werden bestehende Anwendungen verbessert und neue kommen hinzu.

Zunächst werden Einführungen in die digitalen Landschaftsmodelle und die CFD-Windsimulation gegeben. Für den speziellen Anwendungsfall der CFD-Windsimulation werden Kriterien aufgestellt, welche die 3D-DLM erfüllen müssen, um für die Windsi-mulation bestmöglich geeignet zu sein. Es wird ein Workflow entwickelt, mit dem 3D-DLM aus verschiedenen Datensätzen erzeugt und geprüft werden können. Dabei kommen hauptsächlich die Programme Feature Manipulation Engine (FME) von Safe Software und der 3dfier der TU Delft zum Einsatz. Als Ausgangsdaten stehen u.a. das ATKIS-Basis-DLM, OpenStreetMap- und LiDAR-Daten zur Verfügung. Die erzeugten 3D-DLM aus verschiedenen Datensätzen werden bewertet und miteinander verglichen, auch im Hinblick auf unterschiedliche Anwendungen.

Es zeigt sich, dass die mit 3dfier erzeugten 3D-DLM nicht den speziellen Anforderungen der CFD-Simulationssoftware ANSYS Academic entsprechen. Deshalb werden eigene Workflows zur Erstellung der zusätzlich benötigten Objektklassen entwickelt. Somit können neben den bereits in der CFD-Windsimulation eingesetzten Objektklassen Ge-bäude und Terrain auch die Objektklassen Vegetation und über Rauhigkeitsflächen auch andere Objektklassen wie z.B. Gewässer berücksichtigt werden. Zur künftigen Vorgehensweise bei der Erstellung neuer Testgebiete für die CFD-Windsimulation wird ein entsprechender Plan vorgestellt.

Als andere Anwendung der 3D-DLM erfolgt die Visualisierung in einer Webanwendung. Zuvor werden die 3dfier-Objekte in die 3DCity-Datenbank importiert, z.T. gegen ande-re Objekte ausgetauscht und die 3D-DLM mit der CityDoctor-Software überprüft.

Als Ausblick wird zusammengefasst, welche Möglichkeiten die Software novaFACTORY zur Erstellung von 3D-DLM bietet und welche weiteren Elemente des 3D-DLM, die im 3dfier nicht berücksichtigt sind, damit erstellt werden können.

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Windfeldsimulation mit und ohne Berücksichtigung der Vegetation

Windfeldsimulation mit und ohne Berücksichtigung der Vegetation

Weiterführende Links:

https://github.com/tudelft3d/3dfier

https://www.3dcitydb.org/3dcitydb/3dcitydbhomepage/

https://www.citydoctor.eu/index.php/startseite.html?language=de

https://rundertischgis.de/projektarbeit/3d-digitales-landschaftsmodell.html