Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması ve Fotorealistik 3B Görselleştirme

Güçlü Şenyurdusev; Ahmet Özgür Doğru

doi:10.48123/rsgis.950887

TR EN

Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması ve Fotorealistik 3B Görselleştirme

Abstract

Prosedürel modelleme teknikleri kullanılarak gerekli öznitelik bilgilerini barındıran 2 boyutlu coğrafi bilgi sistemi verilerinin gerçekçi bir şekilde 3 boyutlu olarak görselleştirilebilmesi mümkündür. Prosedürel modelleme tekniğinin sağladığı önemli avantaj; vektör verilerde depolanan öznitelik verilerinin kullanılarak modelin gerekli olduğu anda yeniden türetilebilmesidir. Bu şekilde; hem kapsamlı ve detaylı bir modelin coğrafi veri tabanına depolanmasından kaynaklanan yüksek veri boyutu azalmakta, hem de doğru şekilde kodlanmış bilgisayar algoritmaları ile gerçekleştirilen model üretim süreçlerinde kişisel hataların önüne geçilebilmektedir. Ayrıca önerilen yöntem ile modeller en uygun sayıda poligon ve standart uygulanan çizim teknikleri ile oluşturulabilmektedir. Bu çalışmada 2 boyutlu ve açık kaynaklı OpenStreetMap vektör verileri, “Shuttle Radar Topography Mission” (SRTM) sayısal yükseklik model verileri ve farklı kaynaklardan sağlanan uydu görüntüleri kullanılarak 3 boyutlu kent modeli oluşturulmasına olanak sağlayan yaklaşım açıklanmış ve bu yaklaşımın faklı dünya kent merkezlerinin modellenmesinde kullanılması ile elde edilen sonuçlar paylaşılmıştır. Gerçekleştirilen çalışmada açık coğrafi bilgi sistemi verileri kullanılarak prosedürel modelleme tekniklerinin etkin bir şekilde uygulanması ve bu verilerden 3 boyutlu kent modeli üretimi sağlanmıştır. Akıllı şehir yönetimi ve karar destek çalışmalarında kullanılabilecek ve dijital ikiz uygulamalarında da belirli ölçüde kullanılabilecek modelleme teknikleri açıklanmıştır.

Keywords

3B kent modeli, Dijital ikiz, Prosedürel modelleme

Creating a Procedural 3D City Model for Smart City Applications and Photorealistic 3D Visualization

Abstract

By using procedural modeling techniques, it is possible to visualize 2D geographic information system data containing necessary attribute information in a realistic 3D manner. The important advantage of the procedural modeling technique is that it enables the regeneration of the model whenever it is needed using the attributes stored in the vector data. In this way; The high data size resulting from storing a comprehensive and detailed model in a geographic database is reduced, and personal errors can be avoided in model production processes carried out with correctly coded computer algorithms. In addition, with the proposed method, models can be created with the most appropriate number of polygons and standard drawing techniques. In this study, the approach that enables the creation of a 3D city model using 2D and open source OpenStreetMap vector data, “Shuttle Radar Topography Mission” (SRTM) digital elevation model data and satellite images obtained from different sources is explained. In this study, effective application of procedural modeling techniques was ensured by using open geographic information system data and 3D city model is produced using these data. Modeling techniques that can be used in smart city management and decision support studies and that can be used in digital twin applications to a certain extent are explained.

Keywords

3D city model, Digital twin, Procedural modeling

References

Aalbersberg, I. J., Cos Alvarez, P., Jomier, J., Marion, C., & Zudilova-Seinstra, E. (2014). Bringing 3D visualization into the online research article. Information Services & Use, 34(1-2), 27-37.
Adão, T., Magalhães, L. & Peres, E. (2016). Ontology-based procedural modelling of traversable buildings composed by arbitrary shapes. SpringerBriefs in Computer Science. Cham, Switzerland: Springer International Publishing.
Albrecht, F., & Moser, J. (2010). Potential of 3D City Models for Municipalities – The User-Oriented Case Study of Salzburg. In Geospatial Crossroads @ GI_Forum '10 (pp. 1-10). Wichmann Verlag / VDE.
Aliaga, D. G. (2012). 3D Design and modeling of smart cities from a computer graphics perspective. International Scholarly Research Network, ISRN Computer Graphics, 2012, 728913, doi: 10.5402/2012/728913.
Biljecki, F., Ledoux, H. & Stoter, J. (2016, August). Generation of multi-LOD 3D city models in CityGML with the procedural modelling engine Random3Dcity. ISPRS 1st International Conference on Smart Data and Smart Cities, 2016. Volume IV-4/W1 (pp. 51-59). Copernicus GmbH.
Brenner, C., Haala, N., & Fritsch, D. (2001). Towards fully automated 3D city model generation. In E.P. Baltsavias, A. Gruen & L. Van Gool (Eds), Automatic Extraction of Man-Made Objects from Aerial and Space Images (III), (pp. 47-57), ETH Zurich: A.A. Balkema Publishers.
Dobraja, I. (2015). Procedural 3D modeling and visualization of geotypical Bavarian rural buildings in Esri CityEngine software (Master’s thesis), Technische Universität München, Faculty of Civil, Geo and Environmental Engineering, Department of Cartography, München, Germany.
Ennafii, O., Le Bris, A., Lafarge, F., & Mallet, C. (2019, July). Scalable evaluation of 3D city models. In IGARSS 2019 - 2019 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2019. Proceedings (pp. 3400-3403). IEEE.
Erving, A., Rönnholm, P., & Nuikka, M. (2009). Data Integration from Different Sources to Create 3D Virtual Model. In F. Remondino, S. El-Hakim, & L. Gonzo (Eds.), 3D-ARCH 2009: "3D Virtual Reconstruction and Visualization of Complex Architectures", Trento, Italy, 25-28 February 2009. ISPRS Commission V - WG 4; FBK-IRST, Trento, Italy; NRC-CNRC; ETH Zurich, Switzerland.
Fan, H., Meng, L & Stilla, U. (2008). A concept for integrating time-dependent features in 3d building models. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Geoinformation Sciences, 37(2), 45-50.

Flamanc, D. & Jibrini, H. (2003). 3D city models: An operational approach using aerial images and cadastral maps. ISPRS Archives, 34(3/W8), 53-58.
Merrell, P. & Manocha, D. (2011). Model synthesis: A general procedural modeling algorithm. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 17(6), 715-728.
Moser, J., Albrecht, F., & Kosar, B. (2010). Beyond visualisation - 3D GIS analyses for virtual city models. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 38(4/W15), 143-146.
OGC (2021). Open Geospatial Consortium City Geography Markup Language (CityGML) Part 1: Conceptual Model Standard. Retrieved from http://docs.ogc.org/DRAFTS/20-010.pdf
Prandi, F., De Amicis, R., Piffer, S., Soave, M., Cadzow, S., Boix, E. G., & D’Hondt, E. (2013). Using CityGML to deploy smart-city services for urban ecosystems. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XL-4/W1, 87–92.
Prandi, F., Soave, M., Devigili, F., Andreolli, M., & De Amicis, R. (2014). Services oriented smart city platform based on 3D city model visualization. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2(4), 59-64.
Sengul, A. (2010). Extracting semantic building models from aerial stereo images and conversion to CityGML (Master's Thesis), İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Slade, J. (2018). Automatic semantic and geometric enrichment of CityGML 3D building models of varying architectural styles with HOG-based template matching (Doctoral dissertation), Cardiff University, Cardiff, UK.
Tunc, E., Karsli, F & Ayhan, E. (2004, July). 3D city reconstruction by different technologies to manage and recognize the current situation. In ISPRS Congress Istanbul 2004. Proceedings (pp. 443-448). İstanbul, Turkey.
Ünen, H. C., Yılmaz, O. M., & Güngör, O. (2013, Kasım). Özgür harita: OpenStreetMap. TMMOB Coğrafi Bilgi Sistemleri Kongresi, Ankara, Türkiye.
Weissenberg, J. (2014). Inverse Procedural Modelling and Applications (Doctoral dissertation), ETH Zürich, Switzerland.
Yastıklı, N., Çetin, Z., Üçok, U., & Koçdemir, K. H. (2017, Mayıs). Fotogrametrik Harita ve LiDAR Verileri ile 3B Kent Modeli Üretimi. TMMOB HKMO 16. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, Ankara.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Computer Software

Journal Section

Research Article

Authors

Güçlü Şenyurdusev ^* This is me
0000-0001-6216-560X
Türkiye

Ahmet Özgür Doğru
0000-0001-7415-1862
Türkiye

Publication Date

September 29, 2021

Submission Date

June 11, 2021

Acceptance Date

August 27, 2021

Published in Issue

Year 2021 Volume: 2 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.48123/rsgis.950887

IZ

https://izlik.org/JA98KA39XH

APA

Şenyurdusev, G., & Doğru, A. Ö. (2021). Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması ve Fotorealistik 3B Görselleştirme. Türk Uzaktan Algılama Ve CBS Dergisi, 2(2), 67-75. https://doi.org/10.48123/rsgis.950887

AMA

1.Şenyurdusev G, Doğru AÖ. Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması ve Fotorealistik 3B Görselleştirme. Turk J Remote Sens GIS. 2021;2(2):67-75. doi:10.48123/rsgis.950887

Chicago

Şenyurdusev, Güçlü, and Ahmet Özgür Doğru. 2021. “Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması Ve Fotorealistik 3B Görselleştirme”. Türk Uzaktan Algılama Ve CBS Dergisi 2 (2): 67-75. https://doi.org/10.48123/rsgis.950887.

EndNote

Şenyurdusev G, Doğru AÖ (September 1, 2021) Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması ve Fotorealistik 3B Görselleştirme. Türk Uzaktan Algılama ve CBS Dergisi 2 2 67–75.

IEEE

[1]G. Şenyurdusev and A. Ö. Doğru, “Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması ve Fotorealistik 3B Görselleştirme”, Turk J Remote Sens GIS, vol. 2, no. 2, pp. 67–75, Sept. 2021, doi: 10.48123/rsgis.950887.

ISNAD

Şenyurdusev, Güçlü - Doğru, Ahmet Özgür. “Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması Ve Fotorealistik 3B Görselleştirme”. Türk Uzaktan Algılama ve CBS Dergisi 2/2 (September 1, 2021): 67-75. https://doi.org/10.48123/rsgis.950887.

JAMA

1.Şenyurdusev G, Doğru AÖ. Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması ve Fotorealistik 3B Görselleştirme. Turk J Remote Sens GIS. 2021;2:67–75.

MLA

Şenyurdusev, Güçlü, and Ahmet Özgür Doğru. “Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması Ve Fotorealistik 3B Görselleştirme”. Türk Uzaktan Algılama Ve CBS Dergisi, vol. 2, no. 2, Sept. 2021, pp. 67-75, doi:10.48123/rsgis.950887.

Vancouver

1.Güçlü Şenyurdusev, Ahmet Özgür Doğru. Akıllı Şehir Uygulamaları İçin Prosedürel 3B Kent Modeli Oluşturulması ve Fotorealistik 3B Görselleştirme. Turk J Remote Sens GIS. 2021 Sep. 1;2(2):67-75. doi:10.48123/rsgis.950887

Cited By

Turistik amaçlı mekânsal sanal ortamların oluşturulması: Tarihi Yarımada Örneği

Geomatik

https://doi.org/10.29128/geomatik.1133484

Kentsel Alanlarda 3B Gölge Analizi: Artvin Çoruh Üniversitesi Örneği

Turkish Journal of Remote Sensing and GIS

https://doi.org/10.48123/rsgis.1602829

This journal is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.