2. BK2011 – Even Stangebye: Oppbygging og bruk av en 3D-modell
Contents
1 Innledning ....................................................................................................................................... 3
1.1 Kurstittel: ................................................................................................................................ 3
1.2 Kursleder: ................................................................................................................................ 3
1.3 Nivå: ........................................................................................................................................ 3
1.4 Programvare: .......................................................................................................................... 3
1.5 Sammendrag: .......................................................................................................................... 3
2 Redigering og bygging av data i ArcScene ...................................................................................... 3
2.1 Redigering: Legge til høyde på geometrien til høydekurver................................................... 3
2.2 Redigering: Rette spikes.......................................................................................................... 3
2.3 Lage terrengmodell (TIN) ........................................................................................................ 4
2.3.1 Tin terreng (brukes ved analyse)..................................................................................... 4
2.3.2 Tin terreng uten vei (brukes til å drapere ortofoto) ....................................................... 4
2.4 Legge på ortofoto.................................................................................................................... 4
2.5 Veier ........................................................................................................................................ 4
2.5.1 Bro ................................................................................................................................... 4
2.5.2 Trafikkøy.......................................................................................................................... 5
2.6 Trær ......................................................................................................................................... 5
2.6.1 Innmålt tre fra FKB .......................................................................................................... 5
2.6.2 Landmålt tre uten attributt-informasjon ........................................................................ 5
2.7 Bygninger ................................................................................................................................ 5
2.7.1 Bygninger fra FKB/Xfactor+ ............................................................................................. 5
3 Analyse i ArcGlobe .......................................................................................................................... 6
3.1 Oppstart .................................................................................................................................. 6
3.2 AR5 Trær ................................................................................................................................. 6
3.2.1 Kalkulering tetthet (Python) ........................................................................................... 6
3.2.2 Kalkulering Tetthet_daa (Python): .................................................................................. 7
3.2.3 Kalkulering Trehoyde (Python): ...................................................................................... 7
3.3 Import av 3D-objekter............................................................................................................. 7
3.4 Analyser................................................................................................................................... 7
<Dokumentnavn> | Versjon | Side 2 av 8
3. BK2011 – Even Stangebye: Oppbygging og bruk av en 3D-modell
1 Innledning
1.1 Kurstittel:
Oppbygging og bruk av en 3D-modell
1.2 Kursleder:
Even Stangebye, Geodata AS
Bjørg Pettersen, Statsbygg
1.3 Nivå:
Middels
1.4 Programvare:
ArcGlobe, ArcScene, Xfactor+. Extension 3D Analyst.
1.5 Sammendrag:
For å gjøre 3D-analyser trenger man ofte å bygge opp en 3D-modell som kan bestå av terreng,
bygninger, trær, veier og eventuelt nye objekter. I dette minikurset vil vi vise hvordan vi kan bruke
grunnkartsdata (FKB/SOSI 4.0) til å bygge opp en 3D-modell for deretter å gjøre 3D- analyser i
modellen.
Minikurset vil ta utgangspunkt i et prosjekt Statsbygg jobber med for å utvide Norsk
Bergverksmuseum på Kongsberg, og vise stegene fra grunnlagsdata (FKB, Høydekurver/DTM, nye
bygninger/objekter) via Xfactor+ til ArcGlobe med drapering av ortofoto, reising av trær og videre
dandering/tilpassing av dataene slik at det ser best mulig ut. Deretter utføres 3D-analyser som
siktlinjer og skyggeberegning.
2 Redigering og bygging av data i ArcScene
Åpne ArcScene
Klipp ut ønsket område fra Geodatas FKB-leveranse. Evnt. last ned FKB over ønsket
område/kommune fra Norge digitalt, konverter til filgeodatabase/SDE via FME.
Sjekk at data ikke har feil (spikes, hull, gal høyde)
2.1 Redigering: Legge til høyde på geometrien til høydekurver
Søk etter “attribute to z” i Search, og åpne “Feature to 3D by attribute”
Velg HOEYDE som “Height field” – kjør prosess, og kall Output dataset for “Hoydekurver_Z”
2.2 Redigering: Rette spikes
Høyreklikk på datasett som har spikes, og velg “Edit features” -> “Start editing”
Velg “Edit vertex tool”, og marker en av spike’ene – må dobbeltklikke.
Velg “Edit Sketch Properties”
Merk av elementer med gal høyde (typisk 0 eller -9999), og velg “Set selected Vertices Z value”
Legg inn en verdi som er mellom Z-verdiene over og under spiken.
Lagre endringer og avslutt 3D-editering.
<Dokumentnavn> | Versjon | Side 3 av 8
4. BK2011 – Even Stangebye: Oppbygging og bruk av en 3D-modell
2.3 Lage terrengmodell (TIN)
Må bruke tin i ArcScene, men kan brukeTerrain i ArcGlobe.
Legg til “Create TIN from features” i menyen (Customize)
Vanskelig å lage korrekte/flate veier på tin – fordel å lage tin m/u vei.
2.3.1 Tin terreng (brukes ved analyse)
Velg prosjektområde (soft cut), høydekurver_z (soft line), vannflate (hard fill value) og vannlinje
(hard line), og lag tin.
Brukes ved analyser
2.3.2 Tin terreng uten vei (brukes til å drapere ortofoto)
Lag et eget datasett “FKB_VEGFLATE_Uten_bro” ved å bruke Definition query “MEDIUM is not in
(‘L’)” på FKB_VEGFLATE.
Velg prosjektområde (soft cut), høydekurver_z (soft line), vannflate (hard fill value), vannlinje
(hard line), FKB_VEGFLATE_Uten_bro (hard erase) og prosjektområde (soft cut)).
Brukes til visualisering og drapering av ortofoto.
2.4 Legge på ortofoto
Bruk Ortofoto fra Geodata eller last ned ortofoto fra Norge i Bilder. Last ned i riktig datum.
Ofte vises bildet i en kornete oppløsning
Properties -> Rendering -> Quality enhancement for raster images. Default Ganske dårlig
oppløsning. Skru opp dersom maskinen tåler det.
Properties -> Display -> Resample during display using: Bilinear Interpolation
Properties -> Base heights -> Floating on a custom surface. Velg TIN-terreng uten vei.
Ved behov/overlappende ortofoto: Properties -> Symbology –> Display Background value RGB
0,0,0 as No color for å unngå svart kant mellom ortofoto.
2.5 Veier
Legg til FKB_VEGFLATE
Properties -> Symbology -> Søk etter 3D-struktur “Asphalt” som farge og sett Dimensions til 20.
2.5.1 Bro
Objekttypen “Bru” ligger i “FKB_BYGNANLEGGFLATE”
Properties -> Symbology. Sett farge til grå.
Properties -> Extrusion. Extrusion value = -1.5 (utvider broen 1.5 meter nedover)
Properties -> Base height -> Layer offset = -0.4 (for å senke broen under veien)
Legg til bruavgrensning_line fra “FKB_BYGNANLEGGLINJE”
Properties -> Symbology -> Symbol – Søk etter Fence og velg “Rail fence”.
Dersom gjerdet “ligger”. Properties -> Symbology -> Symbol -> Edit symbol. Kryss av på “Vertical
orientation”
<Dokumentnavn> | Versjon | Side 4 av 8
5. BK2011 – Even Stangebye: Oppbygging og bruk av en 3D-modell
Søk etter verktøy “Erase”. Velg bruavgrensning_line som input feature og FKB_VEGFLATE som
erase feature. (Fordel å lage et eget datasett fra FKB_VEGFLATE_kun_bro med Definition query
“MEDIUM is in (‘L’)”)
2.5.2 Trafikkøy
FKB_VEGFLATE inneholder bl.a. objekttypene veg og trafikkøy.
Properties -> Definition query og velg "OBJTYPE" = 'Trafikkøy'
Properties -> Extrusion. Extrusion value = 0.6 (hever trafikkøy litt over veien)
Properties -> Symbology. Sett farge til grønn.
2.6 Trær
2.6.1 Innmålt tre fra FKB
Legg til “FKB_NATURINFOPUNKT” og sett Definition query “OBJTYPE is in (‘Innmålttre’)”
Toppen av trærne er registrert dersom SOSI 4.0 (tidligere versjoner fot)
Open attribute table -> Add field. Lag feltene HOYDE_TOP, HOYDE_FOT og HOYDE_TRE som
double.
I attribute table: Høyreklikk på HOYDE_TOP, og velg “Calculate Geometry”. Velg “z-coodinate of
point”.
Søk etter verktøy “interpolate shape”. Velg TIN terreng som Input surface og
“FKB_NATURINFOPUNKT” som Input feature class. Lag ny FC “InnmaltTre_Fot”
Åpne attribute table i “InnmaltTre_Fot”. Høyreklikk på HOYDE_FOT, og velg “Calculate
Geometry”. Velg “z-coodinate of point”.
Høyreklikk på HOYDE_TRE, og velg “Field calculator”. HOYDE_TRE = [HOYDE_TOP]-
[HOYDE_FOT].
Properties -> Symbology -> Categories -> Unique values. Velg TRE_TYP. (1 = Bar, 3 = Løv).
Søk på “tree” i Symbol selector, og velg et bar- og løvtre for hhv 1 og 3.
Properties -> Symbology -> Advanced. Velg Size, og “HOYDE_TRE” som Size.
2.6.2 Landmålt tre uten attributt-informasjon
Legg til “landmalt_tre”
Velg løvtre-symbol
Properties -> Symbology -> Advanced. Velg Size, og <random> 8 – 12 meter.
2.7 Bygninger
2.7.1 Bygninger fra FKB/Xfactor+
Å bygge bygninger er en to-trinns prosess: Først lage takflater, deretter føre dette til bakken slik
at det blir bygningsvolum.
Legg til “FKB_BYGNINGLINJE_uten_veranda” og “FKB_BYGNINGLINJE_veranda”
Søk etter verktøy “Feature to polygon”, og velg “FKB_BYGNINGLINJE_uten_veranda” som input,
og kall output “3D bygninger”
Properties -> Extrusion. Extrusion value = laveste punkt i prosjektområdet, og “apply extrusion
by using it as a value that features are extruded to”
<Dokumentnavn> | Versjon | Side 5 av 8
6. BK2011 – Even Stangebye: Oppbygging og bruk av en 3D-modell
Velg verktøy “Feature to polygon”, og velg “FKB_BYGNINGLINJE_veranda” som input, og kall
output “3D bygninger_veranda”. Extrude ca -50 cm (nedover).
Xfactor+ er et avansert verktøy som leser SOSI direkte eller ESRI-formater, bygger 3D-modeller,
legger på tekstur fra Pictometrybilder og lagrer dette som Multipatch.
For å eksportere polygoner til multipatch: Bruk verktøyet “Layer 3D to Feature Class” (Dette må
gjøres dersom de skal vises i ArcGlobe, eller brukes som del av 3D-analyse)
3 Analyse i ArcGlobe
3.1 Oppstart
Imagery og Elevation brukes gratis fra ESRI (http://services.arcgisonline.com)
Man kan bruke cachede tjenester i ArcGlobe. Bruk Geocache bilder (skrus på fra 1:2000). Bruk
ESRI-cacher utover det.
ArcScene = Prosjektområde mens ArcGlobe er hele verden.
Bruk av egen TIN over prosjektområde. Rekkefølge på TIN bestemmer nøyaktighetsnivået
(øverste legger på informasjon til de under)
Polygoner blir drapert i ArcGlobe
3.2 AR5 Trær
Kan bruke Arealressurskart (AR5) fra Skog og Landskap.
Bonitet brukes i skogbruket som et uttrykk for markas evne til å produsere trevirke. Tar her ikke
hensyn til jordsmunn, høyde over havet, klima, helningsgrad osv, men kun som en illustrasjon.
Bruk modellen “3D_AR5_Tre” (Lage 3 nye felter, random trær)
3.2.1 Kalkulering tetthet (Python)
def reclass(ARTYPE, ARTRESLAG, ARSKOGBON):
if ((ARTYPE == 30) and (ARTRESLAG == 31) and (ARSKOGBON == 11 )):
return 33
elif ((ARTYPE == 30) and (ARTRESLAG == 31) and (ARSKOGBON == 12 )):
return 77
elif ((ARTYPE == 30) and (ARTRESLAG == 31) and (ARSKOGBON == 13 )):
return 132
elif ((ARTYPE == 30) and (ARTRESLAG == 31) and (ARSKOGBON == 14 )):
return 198
elif ((ARTYPE == 30) and (ARTRESLAG == 32) and (ARSKOGBON == 11 )):
return 42
elif ((ARTYPE == 30) and (ARTRESLAG == 32) and (ARSKOGBON == 14 )):
return 252
elif ((ARTYPE == 30) and (ARTRESLAG == 33) and (ARSKOGBON == 13 )):
return 156
elif ((ARTYPE == 30) and (ARTRESLAG == 33) and (ARSKOGBON == 14 )):
return 234
else:
return 0
<Dokumentnavn> | Versjon | Side 6 av 8
7. BK2011 – Even Stangebye: Oppbygging og bruk av en 3D-modell
reclass(!ARTYPE!, !ARTRESLAG!, !ARSKOGBON! )
3.2.2 Kalkulering Tetthet_daa (Python):
!SHAPE_Area!/10000 * !Tetthet!
3.2.3 Kalkulering Trehoyde (Python):
def reclass(ARSKOGBON):
if (ARSKOGBON == 11 ):
return 3
elif (ARSKOGBON == 12 ):
return 7
elif (ARSKOGBON == 13 ):
return 12
elif (ARSKOGBON == 14 ):
return 18
else:
return 0
reclass(!ARSKOGBON!)
Properties –> Globe General. Kan justere “Out beyond” ifht hvor langt data skal vises.
3.3 Import av 3D-objekter
Import av 3D-objekter og IFC (via Xfactor+ eller FME), og verktøyet “Import 3D files”
Det er lurt å dele bygningsområder opp i kvartaler slik at disse individuelt kan skrus av og på.
3.4 Analyser
En enkel visualisering i ArcGlobe (uten bruk av verktøy) kan være å trykke med venstre
museknapp på et punkt man ønsker å se mot, og deretter sette et observasjonspunk, som er det
stedet man ønsker å se fra (Set Observer i verktøy linja tools)
For å få en ide om hvilke analyser som kan gjøres i 3D, sjekk alle verktøy som ligger i Tool-boksen
“3D Analyst Tools”.
Mye brukt er “Construct Sight Lines”, “Intersect 3D Line With Multipatch”, “Skyline”, “Skyline
Barrier”, “Line of Sight”, “Hillshade” og “Viewshed”.
Under er en modell som bruker “Construct Sight Lines” og “Intersect 3D Line With Multipatch”
for å vise hva man ikke lenger kan se fra et punkt mot en område (midtlinje elva) dersom det
kommer en ny bygning (Multipatch) imellom.
<Dokumentnavn> | Versjon | Side 7 av 8
8. BK2011 – Even Stangebye: Oppbygging og bruk av en 3D-modell
<Dokumentnavn> | Versjon | Side 8 av 8
