Seit dem 1. März 2021 verfolgt die Schweiz die “Open Government Data (OGD)”-Strategie und im Sinne dieser Neuerung stehen alle amtlichen Geodaten und Produkte zur Freien Verfügung bereit und können online kostenlos bezogen werden. Im Umfang dieser Reform wurde am 1. April auch der swissBUILDINGS3D 2.0 Vektordatensatz der Öffentlichkeit frei zugänglich gemacht und kann online über die Webseite des Bundesamts für Landestopografie swisstopo heruntergeladen werden.
Was ist neu am swissBuildings3D 2.0 Datensatz?
Der swissBUILDINGS3D 2.0 Datensatz stellt alle permanent vorhandenen Gebäude als 3D-Objekte dar; mit detaillierten Dachformen, Dachüberständen, Fassaden und Grundrissen. Der Datensatz deckt das gesamte Gebiet der Schweiz, sowie des Fürstentums Liechtenstein ab. In diesem Bereich gehört die Schweiz definitiv zu den Pionieren: als einer der ersten Staaten, hat die Schweiz ein 3D-Gebäudemodell erstellt, dass einen Überblick über das gesamte Landesgebiet bietet.
Das Besondere: die Gebäude werden mit einer hohen Präzision dargestellt und weisen eine Genauigkeit von +/- 30cm bis 50cm in allen drei Dimensionen (Lage und Höhe) auf. Für die Erfassung der Gebäude im Siedlungsraum gelten die Mindestmasse von 8m x 3m. Kleinere Gebäude werden in der Regel im Datensatz nicht erfasst. Ausnahmen werden bei einzelnen isolierten Gebäude abseits vom Siedlungsgebiet gemacht. Diese werden dann in der Regel auch mit kleineren Grundmassen im Datensatz erfasst.
Worin besteht der Unterschied zwischen dem 2.0 Datensatz und seinem Vorgänger dem 1.0?
Im Gegensatz zu seinem Vorgängermodell, dem swissBUILDINGS3D 1.0 welches noch als Klötzchenmodell dargestellt wurde, ist das erneuerte swissBUILDINGS3D 2.0 Modell sehr viel differenzierter. Es stellt die einzelnen Gebäude nicht mehr nur als generalisierte Grundrisse dar, sondern an Hand von 3D Messungen. Die fast präzise Genauigkeit innerhalb der 3 verschiedenen Dimensionen, die weitflächige Abdeckung des Einzugsgebietes sowie die fast akkurat realitätsgetreue Wiedergabe der Gebäude machen dieses neue Modell, zu einem äusserst bedeutenden und hochwertigen Basisdatensatz für diverse Anwendungen.
Die swissBUILDINGS3D 2.0 Vektordaten unterliegen einem Nachführungszyklus von 6 Jahren und werden demnach alle 6 Jahre komplett aktualisiert. Die Erfassung der Daten verläuft vollautomatisch (Grundriss und Fassade), einzig die Form der Dächer wird manuell ergänzt.
Wie entstehen 3D-Vektordaten?
Grundlage des Datensatzes bilden die aktuellen digitalen Luftbildstreifen von swisstopo. Die Luftbilder werden von Satelliten oder Flugzeugen aufgenommen und sind eine Momentaufnahme der darunterliegenden Landschaft. Diese Luftbilder dienen dann als Basis für die geometrische Weiterverarbeitung in ein 3D-Modell. Dabei gibt es eine Unterscheidung zwischen Orthofotos und 3D-Luftbildstreifen.
Orthofotos sind massstabsgetreue und verzerrungsfreie Abbildungen der Landschaft, welche für präzise Koordinaten-, Flächen- und Distanzberechnungen verwendet werden können. Sie weisen eine hohe Auflösung und eine generell hohe Aktualität auf.
3D-Luftbildstreifen hingegen bilden normalerweise einzelne Teilgebiete ab, wobei die Landschaft streifenförmig aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen wird. Daraus kann dann die genaue Position jedes Punktes respektive Gebäudes bestimmt werden.
Diese Daten eignen sich dann für eine Weiterverarbeitung zu einem 3D-Datensatz. Um eine möglichst hohe Genauigkeit beim swissBUILDINGS3D 2.0 Datensatz zu erhalten, wurde hier auf eine fotogrammetrische Erfassungsmethode zurückgegriffen, die auf Stereoluftbildern basiert.
Anhand dieser Messungen wird nun die exakte Lage unzähliger Objekte in der Schweiz bestimmt. Mit Hilfe von Punkten, Linien und Flächen, können nun die topographischen Objekte in einer Attributtabelle festgehalten werden.
Ein Beispiel: für Punktdaten reichen die X-, Y-, und Z-Koordinaten um die genaue Position zu bestimmen – Linien und Flächen sind etwas aufwändiger und datenintensiver. Weitere zusätzliche Attribute, z.B. beschreibende, metrische oder administrative Attribut, ermöglichen eine noch genauere Beschreibung der Objekte.
Verarbeitung der Daten
Die Daten werden mit den Attributen in Datenbanken abgespeichert. Hierdurch können Abfragen an die Daten schnell und einfach durchgeführt werden. Um die 3D-Gebäudedaten besser zu verarbeiten, wurden die Gebäudekörper in ihre einzelnen Elemente aufgeteilt (Grundriss, Wände, Dächer). Diesen Elementen werden dann wiederum neue Attribute zugewiesen oder berechnet. Dadurch wird die Verarbeitung der Daten und zugleich spezifische Abfragen für die Weiterverarbeitung ermöglicht.
Anwendungsbereiche von 3D-Geodaten
3D-Geodaten sind aus dem heutigen digitalen Leben kaum mehr wegzudenken und finden bereits jetzt schon viele Einsatzmöglichkeiten in verschiedensten Fachgebieten. Nachfolgend eine Auflistung wozu diese präzisen und realitätsgetreuen Darstellungen angewendet können:
- 3D-Gebäudemodell können als wichtige Grundlage für Planungs- und Visualisierung Prozesse dienen.
- Durch hochaufgelöste 3D-Visualisierungen sind Sie bereits wichtiger Bestandteil in den Bereichen Mobilität, Navigation und Planung.
- Aufgrund der präzisen Daten zur Höhe des Gebäudes, sowie der Neigung und Ausrichtung des Daches, können wichtige Parameter wie Gebäudevolumen, Wohn/- und Verkaufsfläche, Sichtbarkeit und Schattenwurf abgeleitet werden.
Auch marketingtechnisch eröffnen sich mit diesen Daten komplett neue Möglichkeiten. Hier einige Beispiele:
- Aufgrund von Wohnfläche und Gebäudevolumen können Rückschlüsse auf die Kaufkraft der Bewohner gezogen werden. Während Gebäude mit einem hohem Gebäudevolumen eine grössere Kaufkraft suggerieren, zeigen Gebäude mit kleinerem Gebäudevolumen und mehreren Bewohnern auf, dass die Kaufkraft der Bewohner hier eher gering ist. Auf den Verkauf bezogen, können mittels dieser Daten die ungefähren Verkaufsflächen von einzelnen Läden berechnet werden.
- 3D-Gebäudedaten ermöglichen auch eine Verfeinerung der Lagebeurteilung von Immobilien: Anhand der genauen Höhe des Gebäudes und des Grundrisses, kann der Schattenwurf des Gebäudes zu jederzeit Tageszeit modelliert werden. Zudem können auch Fragestellungen wie: “Hat man im 8 Stock des Gebäudes Sicht auf den See?” mit einer Sichtbarkeitsanalyse beantwortet werden.
Gebäude mit Seeblick
Ein weiterer interessanter Anwendungsbereich ist die Solarenergie. Die Daten zur Neigung und Ausrichtung der Dachflächen ermöglichen eine differenzierte Solarpotenzialanalyse. Damit lassen sich Gebäude mit einer hohen Affinität für Solaranlagen identifizieren und die Eigentümer können so gezielt bearbeitet werden.
Gebäude mit Solaranlage
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