Virtuelle Stadtmodelle: Gebäudemodelle in der Stadtplanung

Gebäudemodelle werden nicht nur in der Gebäude-, sondern auch in der Stadtplanung eingesetzt. Indem IFC Modelle in so genannte CityGML Modelle konvertiert werden, lässt sich die Lücke zwischen CAAD (Computer Aided Architectural Design) Systemen und GIS (Geographic Information System) schließen. Der neue IFCExplorer des Forschungszentrums Karlsruhe macht es möglich.

CityGML und IFCExplorer

Mit CityGML strebt das Open Geospatial Consortium (OGC) die Standardisierung von 3D Stadtmodellen an. Das OGC ist eine internationale Non-Profit-Organisation, die speziell im Bereich Geoinformationssysteme Standards für raumbezogene Daten und Dienste entwickelt. Der IFCExplorer kann IFC Gebäudemodelle in CityGML konforme Modelle mit vier Detaillierungsstufen (LoD) konvertieren. Die Objekte des IFC Modells werden bei der Konvertierung so weit wie möglich in entsprechende Objekte von CityGML überführt.

Anwendung in der Praxis

Zu den ersten Anwendern des IFCExplorers gehört die Architekturwerkstatt der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung Berlin. Deren Ziel ist es, mit Hilfe der IFC-Schnittstelle CityGML Datensätze von CAD-Gebäudemodellen herzustellen, um sie über eine CityGML-3D-Datenbank verfügbar zu machen.

Abbildung mit freundlicher Genehmigung der Architekturwerkstatt der Senatsverwaltung der Stadtentwicklung Berlin

Konvertierung von IFC in CityGML

Um die hoch detaillierten IFC Gebäudemodelle in der Stadtplanung nutzen zu können, werden diese – mit Hilfe des IFCExplorers vom Forschungszentrum Karlsruhe - in CityGML konforme Modelle mit den entsprechenden Levels of Detail konvertiert. Wird ein LoD 1 (Klötzchenmodell) benötigt, analysiert die Software den Grundriss und erzeugt eine entsprechende Extrusion bis auf Firsthöhe. Dabei können unterschiedliche Stockwerkgrundrisse berücksichtigt werden. Alle anderen LoD werden aus den entsprechenden IFC Gebäudeelementen ohne geometrische Transformationen abgeleitet. Die IFC Attribute werden bei der Konvertierung in CityGML Attribute konvertiert. Zur Identifikation der Elemente werden die eindeutigen IFC Identifikatoren in CityGML Identifikatoren umgesetzt.

Fazit

Gebäudemodelle können nicht mehr nur in der Gebäudeplanung genutzt, sondern auch in unterschiedlichen Detaillierungsstufen in der Stadtplanung eingesetzt werden.

Detaillierte Informationen und Kontakt: Karl-Heinz.Haefele@iai.fzk.de

Hintergrund

Gebäudemodelle, BIM und IFC

Mit den IFC (Industrie Foundation Classes) hat der IAI e.V. ein intelligentes Gebäudemodell – ein Building Information Model (BIM) – etabliert. Dieses bildet einzelne Gebäude und kleinere Gebäudegruppen in hoher Detaillierung ab. Das IFC Gebäude besteht aus einer Gebäudestruktur (z.B. Stockwerken) und Gebäudeelemente (z.B. Wänden, Decken, Dächer), die als parametrisierte Volumengeometrie beschrieben sein können.

Stadtmodelle, CityGML und Level of Details

Stadtmodelle (CityGML Modelle) beinhalten in der Regel eine größere Menge von Gebäuden. Dafür hat das Open Geospatial Consortium vier Detaillierungsstufen, die sogenannten LoD (Levels of Detail) definiert. Diese reichen von einfachen Klötzchenmodellen bis hin zum Modell mit detaillierten Innenräumen. Das CityGML Modell ist ebenso wie das IFC Modell ein semantisches Modell und unterscheidet bei Gebäuden ab dem LoD 2 zwischen Wänden, Dächern usw., die als Flächen repräsentiert werden. Zusätzlich zu den Gebäuden bietet das Modell die Möglichkeit zum Beispiel Gelände, Wasser-, Transport- und Vegetationsobjekte abzubilden.