3D City Database

3D City Database (3DCityDB) ist ein Open-Source-Programmpaket zur effizienten Speicherung, Verwaltung und Visualisierung von CityGML-basierten 3D-Stadtmodellen. Es kann unter www.3dcitydb.org kostenlos heruntergeladen werden und besteht aus einem Datenbankschema für um räumliche Datentypen erweiterte relationale Datenbanken, wobei derzeit Oracle Spatial und PostGIS unterstützt werden. Zudem wird eine Java-basierte Client-Anwendung zum Einlesen und Ausgeben beliebig großer CityGML-Dateien, zum Erzeugen von 3D-Visualisierungsmodellen in KML, COLLADA und glTF sowie zum Export von Daten in einfache Tabellenstrukturen wie Microsoft Excel oder Google Spreadsheets mitgeliefert. Die 3DCityDB spielt in zahlreichen Projekten des Lehrstuhls für Geoinformatik eine wichtige Rolle und ist darüberhinaus weltweit in zahlreichen Städten und in Deutschland bei fast allen Landesvermessungsämtern bzw. -betrieben im professionellen Einsatz.

Aktuelles

Stellen Sie sich vor, Sie könnten eine 3D-Geodatenbank für virtuelle 3D-Stadtmodelle im Handumdrehen – mit einem einzigen Befehlsaufruf – in nahezu jeder Laufzeitumgebung installieren und betriebsfähig…

Der Lehrstuhl für Geoinformatik hat auf der 12. internationalen Konferenz 3D GeoInfo 2017 an der University of Melbourne abgeräumt: Den Best Paper Award gab es für den gemeinsam von Filip Biljecki (TU Delft /…

Albert Godfrind und Hans Viehmann von der Fa. ORACLE haben heute den Lehrstuhl für Geoinformatik zu einem gemeinsamen Workshop mit dem Entwicklerteam der Open Source 3D-Geodatenbank 3DCityDB besucht. Albert…

Am 27. und 28. September 2016 haben Kanishk Chaturvedi und Zhihang Yao auf Einladung von Prof. Jantien Stoter im Rahmen des Workshops 3DViz 2016 an der TU Delft einen zweitägigen Kurs über die 3DCityDB und…

Der Lehrstuhl für Geoinformatik der Technischen Universität München hat heute, gemeinsam mit seinen Entwicklungspartnern virtualcitySYSTEMS und M.O.S.S., die neue Version 3.3 der 3DCityDB veröffentlicht. Die…

Our team at the Chair of Geoinformatics of Technische Universität München (TUM) has created and published a virtual 3D city model of New York City (NYC) that can freely be download from our project homepage. Also…

Der vom Lehrstuhl für Geoinformatik entwickelte 3DCityDB Webclient wird nun als Showcase auf der Homepage von Cesium präsentiert. Für weitere Informationen und Details sehen Sie die Webseite unter dem folgenden…

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Projektbeschreibung

Die Bedeutung von 3D-Stadtmodellen und 3D-Landschaftsmodellen auf der Basis von CityGML nimmt kontinuierlich zu. Heutzutage verfügen viele Kommunen und Landesvermessungsämter über komplexe CityGML-basierte Datenbestände, die effizient gespeichert und verwaltet werden müssen. Eine zunehmende Anzahl von datenführenden Stellen und Lösungsanbietern im Bereich der 3D-Geodaten setzt dazu die Open Source Datenbanklösung 3D City Database (3DCityDB) ein.

Die 3DCityDB wurde seit 2003 zunächst am Institut für Geodäsie und Geoinformatik der Universität Bonn und später am Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik der TU Berlin unter der Leitung von Prof. Dr. Thomas H. Kolbe entwickelt. Das Open Source Projekt umfasst ein Datenbankschema zur Implementierung eines CityGML-konformen Datenmodells auf der Basis von Oracle Spatial und seit 2012 auch auf Basis von PostgreSQL / PostGIS und einen Java-basierten Importer/Exporter zum effizienten Datenimport und -export. Neben CityGML-Import und -Export wird der Export in den Formaten KML, COLLADA und glTF für die Visualisierung beliebig großer Teile des 3D-Modells in Geoinformationssystemen wie ArcGIS, Google Earth oder Cesium WebGL Digital Globe unterstützt. Mit dem Spreadsheet-Generator können zudem sehr einfach Tabellen mit thematischen Daten aus den CityGML-Objekten in der Geodatenbank extrahiert werden.

Seit 2012 werden die 3DCityDB und ihre Anwendungen am Lehrstuhl für Geoinformatik der TU München in Kooperation mit den Firmen virtualcitySYSTEMS GmbH und M.O.S.S Computer Grafik Systeme GmbH weiterentwickelt. Beide Firmen setzen die 3DCityDB als Bestandteil ihrer Produkte ein. Die Zusammenarbeit ist durch eine im Jahr 2013 abgeschlossene Kooperationsvereinbarung geregelt, die dafür sorgt, dass Verbesserungen und Neuentwicklungen allen Beteiligten, aber insbesondere auch dem internationalen Nutzerkreis unmittelbar zugutekommen. Mit der Veröffentlichung der 3DCityDB Version 3.3 wurde die Open Source Lizenz von der LGPL3 auf Apache 2.0 umgestellt, was die Verwendung mit Produkten Dritter weiter vereinfacht. Ziel der freien Bereitstellung der 3DCityDB ist nicht zuletzt die Förderung der Nutzung des CityGML-Standards, der ein wesentliches Forschungsthema des Lehrstuhls für Geoinformatik darstellt.

Wir setzen die 3DCityDB auch in der Lehre ein - z.B. in studentischen Projekten und Abschlussarbeiten. Studierende lernen dabei Grundlagen zur 3D-Stadtmodellierung, zur Abbildung von komplexen objektorientierten Datenmodellen auf relationale Datenmodelle mit räumlichen Datentypen, zum Umgang mit sehr großen Geodatenmengen sowie Aspekte der 3D-Geovisualisierung. Diese Themen werden im Detail in der umfassenden Dokumentation erläutert, die Bestandteil des 3DCityDB-Programmpakets ist. Die Dokumentation sowie verschiedene Online-Kurse und -Tutorien sind über die 3DCityDB-Homepage zugänglich.

Lernmaterialien

Die ausführliche und aktuelle Dokumentation zur 3DCityDB erläutert die zugrunde liegende Abbildung des CityGML-Datenmodells auf das relationale Schema mit räumlichen Datentypen, die verschiedenen Software-Werkzeuge (Importer/Exporter, 3D-Webclient) und ihre Benutzung.

Zur aktuellen Version 3.3 der 3DCityDB haben die beiden Mitarbeiter Zhihang Yao und Kanishk Chaturvedi einen Einführungskurs erstellt. Dieser besteht aus zwei umfangreichen Präsentationen, die in die Browser-basierte 3D-Geovisualisierung und das Arbeiten mit CityGML mit der 3DCityDB einführen, sowie einem Hands-On-Tutorium, das schrittweise vom Herunterladen und Installieren der Software über das Importieren von CityGML-Modellen bis zum Export und der 3D-Visualisierung im Webbrowser durchgearbeitet werden kann. Die Kursmaterialien werden hier unter der Creative Commons Lizenz CC BY-NC-SA 3.0 bereitgestellt:

Browser based 3D Geovisualization (PDF-Präsentation mit 86 Folien, 4,1 MB).
Working with Semantic 3D City Models - Tools based on CityGML and 3DCityDB (PDF-Präsentation mit 27 Folien, 4,2 MB)
3D City Database for CityGML - A Hands-on Tutorial for Beginners (PDF-Dokument mit 99 Seiten, 11,4 MB)

Am 27. und 28. September 2016 haben Kanishk Chaturvedi und Zhihang Yao auf Einladung von Prof. Jantien Stoter, Leiterin der 3D Geoinformation Group an der TU Delft, im Rahmen des Workshops 3DViz 2016 an der TU Delft einen zweitägigen Kurs über die 3DCityDB und Browser-basierte 3D-Geovisualisierung gehalten. Die Präsentationen wurden aufgezeichnet und können über die Workshop-Webseite abgespielt werden.

Von links nach rechts: Prof. Jantien Stoter, Kanishk Chaturvedi, Zhihang Yao

Workshop-Teilnehmer bei praktischen Übungen.

Docker Images

Die einzelnen Komponenten der 3DCityDB stehen auch als Images für die Virtualisierungstechnologie Docker zur Verfügung. Damit ist es möglich, eine 3DCityDB mit einem einzigen Befehlsaufruf in nahezu jeder Laufzeitumgebung zu installieren und betriebsfähig konfigurieren.

Was ist Docker?

Docker ist eine weit verbreitete Virtualisierungstechnologie, die es ermöglicht, eine Anwendung mit allen ihren benötigten Ressourcen in eine standardisierte Einheit zu packen – den Docker Container. Software, die auf diese Weise gekapselt wurde, ist ohne weitere Anpassungen in Linux, Windows, macOS und den meisten Clouddiensten ausführbar. Dabei sind Docker-Container im Vergleich zu herkömmlichen Virtualisierungsumgebungen, bei denen ein ganzes Betriebssystem emuliert wird, leichtgewichtig, da sie lediglich die Anwendung und alle von ihr benötigten Tools, Programmbibliotheken und Dateien enthalten.

Erste Schritte

Der Docker Container für die 3DCityDB baut auf dem Open Source Datenbanksystem PostgreSQL und der PostGIS Erweiterung für räumliche Daten auf. Das Image ist frei über DockerHub verfügbar und kann ab sofort heruntergeladen und genutzt werden. Eine ausführliche Dokumentation sowie der Quellcode sind auf der GitHub Seite zum Projekt abrufbar. Alles was benötigt wird, ist eine Docker Installation auf Ihrem System. Die aufwändige Installation eines Datenbankservers, seine Konfiguration, die Installation einer Datenbankerweiterung für räumliche Daten sowie das Aufsetzen des 3DCityDB-Datenmodells gehören der Vergangenheit an.

Weitere Images

Neben dem Docker Image für die 3DCityDB, stehen auch Docker Images für den 3DCityDB Web-Feature-Service (WFS) und den 3DCityDB 3D-Web-Map-Client zur Verfügung.

Um die einzelnen Dienste orchestriert auszuführen, stehen Docker Compose Dateien bereit. So kann z.B. mit einem einzigen Befehlsaufruf eine 3DCityDB erstellt werden, die mit einem 3DCityDB WFS verlinkt ist, der die Daten aus der Datenbank über eine standardisierte Web-Schnittstelle zugänglich macht.

Dokumentation und Downloads

Image	Dokumentation, Quellcode	Image download	Build status
3DCityDB	GitHub	DockerHub	Travis CI
3DCityDB WFS	GitHub	DockerHub	Travis CI
3DCityDB Web Map	GitHub	DockerHub
Compose	GitHub

Ansprechpartner

M.Sc. Son H. Nguyen

Projektleiter

Prof. Thomas H. Kolbe

Projektmitwirkende

M.Sc. Son H. Nguyen

M.Sc. Kanishk Chaturvedi

Dr. Andreas Donaubauer

Prof. Thomas H. Kolbe

M.Sc. Bruno Willenborg

Projektpartner

Publikationen

2021

Beil, Christof; Kutzner, Tatjana; Schwab, Benedikt; Willenborg, Bruno; Gawronski, Alexander; Kolbe, Thomas H.: Integration of 3D point clouds with semantic 3D city models – Providing semantic information beyond classification. Proceedings of the 16th International 3D GeoInfo Conference 2021 ( ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences ), 2021 mehr… BibTeX

2020

Beil, Christof; Kolbe, Thomas H.: Combined modelling of multiple transportation infrastructure within 3D city models and its implementation in CityGML 3.0. Proceedings of the 15th International 3D GeoInfo Conference 2020 ( ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences ), ISPRS , 2020 mehr… BibTeX
Beil, Christof; Ruhdorfer, Roland; Coduro, Theresa; Kolbe, Thomas H.: Detailed Streetspace Modelling for Multiple Applications: Discussions on the Proposed CityGML 3.0 Transportation Model. ISPRS International Journal of Geo-Information 9 (10), 2020, 603 mehr… BibTeX
Besinger, Leander: Solarpotentialanalyse auf Basis von 3D-Stadtmodellen – Performance und Ergebnisqualität. Bachelorarbeit, 2020 mehr… BibTeX
Harter, H.; Willenborg, B.; Lang, W.; Kolbe, T. H.: Life Cycle Assessment of Technical Building Services of Large Residential Building Stocks using Semantic 3D City Models. ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences VI-4/W1-2020, 2020, 85-92 mehr… BibTeX
Hijazi, Ihab H.; Krauth, Tobias; Donaubauer, Andreas; Kolbe, Thomas H.: 3DCityDB4BIM: A System Architecture for Linking BIM Server and 3DCityDB for BIM-GIS-Integration. Proceedings of the XXIV ISPRS Congress (ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences), Copernicus GmbH, 2020, 195-202 mehr… BibTeX

2019

Bolduan, Tobias: A new approach for integrating BIM and GIS based on Model View Definition and Profiling Geospatial Application Schemas. Masterarbeit, 2019 mehr… BibTeX

2018

Chaturvedi, Kanishk; Matheus, Andreas; Nguyen, Son H.; Kolbe, Thomas H.: Securing Spatial Data Infrastructures in the Context of Smart Cities. 2018 International Conference on CYBERWORLDS (CW 2018), 2018, 403-408 mehr… BibTeX
Nguyen, Son H.; Yao, Zhihang; Kolbe, Thomas H.: Spatio-Semantic Comparison of Large 3D City Models in CityGML Using a Graph Database. gis.Science (3/2018), 2018, 85-100 mehr… BibTeX
Yao, Zhihang; Kolbe, Thomas H.: A new Approach to Model Transformation using Graph Transformation System. PFGK18 - Photogrammetrie - Fernerkundung - Geoinformatik - Kartographie, 37. Jahrestagung in München 2018 (Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation (DGPF) e.V. 27), Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation e.V., 2018, 831-834 mehr… BibTeX
Yao, Zhihang; Nagel, Claus; Kunde, Felix; Hudra, György; Willkomm, Philipp; Donaubauer, Andreas; Adolphi, Thomas; Kolbe, Thomas H.: 3DCityDB - a 3D geodatabase solution for the management, analysis, and visualization of semantic 3D city models based on CityGML. Open Geospatial Data, Software and Standards 3 (5), 2018, 1-26 mehr… BibTeX

2017

Moshrefzadeh, Mandana; Chaturvedi, Kanishk; Hijazi, Ihab; Donaubauer, Andreas; Kolbe, Thomas H.: Integrating and Managing the Information for Smart Sustainable Districts - The Smart District Data Infrastructure (SDDI). In: Kolbe, Thomas H.; Bill, Ralf; Donaubauer, Andreas (Hrsg.): Geoinformationssysteme 2017 – Beiträge zur 4. Münchner GI-Runde. . Wichmann Verlag , 2017 mehr… BibTeX
Baghdoust, Amir: Visualizing dynamic spatial height information in a dam monitoring context. Masterarbeit, 2017 mehr… BibTeX
Beil, Christof: Detaillierte Repräsentation des Straßenraums in 3D-Stadtmodellen. Masterarbeit, 2017 mehr… BibTeX
Beil, Christof; Kolbe, Thomas H.: CityGML and the streets of New York - A proposal for detailed street space modelling. Proceedings of the 12th International 3D GeoInfo Conference 2017 (ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences), ISPRS, 2017, 9-16 mehr… BibTeX
Deigele, Wolfgang: Effizientes Management und 3D-Visualisierung von großen DGM in einem räumlichen Datenbanksystem. Bachelorarbeit, 2017 mehr… BibTeX
Egger, Franziska: 3D-Stadtmodelle nach CityGML-Standard als Planungsinstrument für BIM-Infrastrukturprojekte am Beispiel der U4-Netzerweiterung auf die Horner Geest in Hamburg. Studienarbeit, 2017 mehr… BibTeX
Kluger, Niklas: Erweiterung eines Open Source 3D-Webclients zur interaktiven Darstellung von zeitabhängigen Gebäudetexturen. Bachelorarbeit, 2017 mehr… BibTeX
Nguyen, Son H.: Spatio-semantic Comparison of 3D City Models in CityGML using a Graph Database. Masterarbeit, 2017 mehr… BibTeX
Ruhdorfer, Roland: Kopplung von Verkehrssimulation und semantischen 3D-Stadtmodellen in CityGML. Masterarbeit, 2017 mehr… BibTeX
Yao, Zhihang; Kolbe, Thomas H.: Dynamically Extending Spatial Databases to support CityGML Application Domain Extensions using Graph Transformations. Kulturelles Erbe erfassen und bewahren - Von der Dokumentation zum virtuellen Rundgang, 37. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der DGPF (Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation (DGPF) e.V.), Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation e.V., 2017, 316-331 mehr… BibTeX

2016

Hotschek, Alexander: Nutzung von Smartphone-Sensoren zur Navigation in der Kartenansicht eines 3D-Webclients. Bachelorarbeit, 2016 mehr… BibTeX
Kausika, Bhavya; Moshrefzadeh, Mandana; Kolbe, Thomas H.; van Sark, Wilfried: 3D Solar Potential Modelling and Analysis: A case study for the city of Utrecht. 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, EUPVSEC 2016, 2016 mehr… BibTeX
Moshrefzadeh, Mandana; Kolbe, Thomas H.: Smart Data Infrastructure for Smart and Sustainable Cities. 13th International Conference on Design & Decision Support Systems in Architecture and Urban Planning , 2016DDSS 2016 mehr… BibTeX
Willenborg, Bruno; Sindram, Maximilian; Kolbe, Thomas H.: Semantic 3D City Models Serving as Information Hub for 3D Field Based Simulations. Lösungen für eine Welt im Wandel, 3-Ländertagung der SGPF, DGPF und OVG in Bern, 2016Dreiländertagung der DGPF, der OVG und der SGPF mehr… BibTeX
Yao, Zhihang; Chaturvedi, Kanishk; Kolbe, Thomas H.: Browser-basierte Visualisierung großer 3D-Stadtmodelle durch Erweiterung des Cesium Web Globe. Geoinformationssysteme 2016 - Beiträge zur 3. Münchner GI-Runde, Wichmann Verlag, 2016, 77-89 mehr… BibTeX

2015

Burger, Barbara: Erzeugung eines semantischen 3D-Stadtmodells der Stadt New York auf der Basis von Open Data - DGM, Straßen und Zonierung. Masterarbeit, 2015 mehr… BibTeX
Cantzler, Berit: Erzeugung eines semantischen 3D-Stadtmodells der Stadt New York auf der Basis von Open Data - DGM, Gebäude, Flurstücke, Gewässer, Parks und Bäume. Masterarbeit, 2015 mehr… BibTeX
Chaturvedi, Kanishk; Yao, Zhihang; Kolbe, Thomas H.: Web-based Exploration of and Interaction with Large and Deeply Structured Semantic 3D City Models using HTML5 and WebGL. Bridging Scales - Skalenübergreifende Nah- und Fernerkundungsmethoden, 35. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der DGPF, Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation e.V., 2015 mehr… BibTeX
Willenborg, Bruno: Simulation of Explosions in Urban Space and Result Analysis Based on CityGML City Models and a Cloud Based 3D Web Client. Masterarbeit, 2015 mehr… BibTeX
Zahn, Wolfgang: Sonneneinstrahlungsanalyse auf und Informationsanreicherung von großen 3D-Stadtmodellen im CityGML-Schema. Masterarbeit, 2015 mehr… BibTeX

2014

Yao, Zhihang; Kolbe, Thomas H.: Cloud-basierter Webclient für kollaboratives Arbeiten auf semantischen 3D-Stadtmodellen. Geoinformationen öffnen das Tor zur Welt, 34. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der DGPF (Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation e.V.), Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation e.V., 2014 mehr… BibTeX
Yao, Zhihang; Sindram, Maximilian; Kaden, Robert; Kolbe, Thomas H.: Cloud-basierter 3D-Webclient zur kollaborativen Planung energetischer Maßnahmen am Beispiel von Berlin und London. In: Kolbe, Thomas H.; Bill, Ralf; Donaubauer, Andreas (Hrsg.): Geoinformationssysteme 2014. Wichmann, 2014 mehr… BibTeX

2013

Kaden, Robert; Nagel, Claus; Herreruela, Javier; Kolbe, Thomas H.: Kopplung von 3D-Stadtmodellen mit Cloud-Diensten. Neue Horizonte für Geodateninfrastrukturen – Open GeoData, Mobility, 3D-Stadt, 2013 mehr… BibTeX
Kunde, F.; Nagel, Claus; Herrerruela, Javier; Ross, L.; Kolbe, Thomas H.: 3D-Stadtmodelle in PostGIS mit der 3D City Database. Tagungsband der FOSSGIS-Konferenz, 2013 mehr… BibTeX

2012

Herreruela, Javier; Nagel, Claus; Kolbe, Thomas H.: Value-added Services for 3D City Models using Cloud Computing. Geoinformatik 2012 "Mobilität und Umwelt", Konferenzband zur Tagung Geoinformatik 2012 vom 28.-30.3.2012 in Braunschweig (Berichte aus der Geoinformatik), Shaker, 2012 mehr… BibTeX

2010

Carrión, Daniel; Lorenz, Alexandra; Kolbe, Thomas H.: Estimation of the energetic rehabilitation state of buildings for the city of Berlin using a 3D city model represented in CityGML. ISPRS Conference: International Conference on 3D Geoinformation. XXXVIII-4, ISPRS, 2010 mehr… BibTeX

2009

Stadler, Alexandra; Nagel, Claus; König, Gerhard; Kolbe, Thomas H.: Making interoperability persistent : A 3D geo database based on CityGML – 11. In: Lee, Jiyeong; Zlatanova, Sisi (Hrsg.): 3D Geo-Information Sciences. Springer, 2009, 175-192 mehr… BibTeX

2005

Gröger, Gerhard; Kolbe, Thomas H.; Schmittwilken, Jörg; Stroh, Viktor; Plümer, Lutz: Integrating Versions, History, and Levels-of-Detail within a 3D Geodatabase. International Workshop on Next Generation 3D City Models (EuroSDR Publications 49), European Spatial Data Research (EuroSDR), 2005, 35-40 mehr… BibTeX