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Graphical Abstraction and Progressive Transmission in Internet-based 3D-Geoinformationsystems

Coors, Volker :
Graphical Abstraction and Progressive Transmission in Internet-based 3D-Geoinformationsystems.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2003)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Graphical Abstraction and Progressive Transmission in Internet-based 3D-Geoinformationsystems
Language: English
Abstract:

In summary, the aim of this research thesis is to fill a gap left by existing 3D GIS: the generation of a meaningful, interactive, three-dimensional presentation of a selected database, especially in terms of the graphical abstraction and progressive transfer in a heterogeneous network environment. The intention here is to expand the concept of an openly distributed GIS infrastructure of the OpenGIS Consortium (OGC) [BüMc96] to three-dimensional geodata. In contrast to previous work such as [Lang99], the main goal is not to depict a virtual landscape and/or an urban region as photorealistically as possible. Rather, the visual processing of the database should strive to support the user’s information needs. In contrast to computer-graphics rendering, in which a geometric model is depicted on a two-dimensional surface in proper perspective, the goal of the visualization is to transmit information to the user [Fole92]. Apart from the actual rendering, this process also requires a selection procedure that decides which elements of a scene contribute to the information content. This kind of visualization is called graphical abstraction. In a heterogeneous network environment, the problem of resource-adaptive data transfer and visualization is second to the graphical abstraction problem. The question is not only how to suitably describe the selected data, but also how to develop an adequate data transfer that presents the viewer with an initial visual result as quickly as possible. Additional data can be transferred later. This progressive data transfer is crucial for the use of 3D data on the Internet [Ross98]. Core concepts and components of the 3D geodata server developed within this thesis are the development of a query-oriented data model for efficient analysis of topological relations in three-dimensional spatial data, and a method for evaluating the relevance of single feature based on a user specific query. Based on this, a method to generate a graphical abstraction of the query result is developed. In order to compress the resulting model, a compression technique for triangle meshes for progressive transmission is invented. These concepts are proofed by a prototypical implementation within a 3D geodata server.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht in der Entwicklung eines umfassenden Konzepts zur Generierung einer aussagekräftigen interaktiven dreidimensionalen Präsentation eines ausgewählten raumbezogenen Datenbestandes unter spezieller Berücksichtigung der graphischen Abstraktion und progressiver Übertragung in einer heterogenen Netzwerkumgebung. Dabei wird das Konzept einer offenen verteilten GIS-Infrastruktur des OpenGIS Consortiums (OGC) [BüMc96] um dreidimensionale Geodaten erweitert werden. Hierzu wird ein 3D-Geodatenserver konzipiert und entwickelt. Im Gegensatz zu vorangegangenen Arbeiten wie [Lang99] liegt der Schwerpunkt nicht auf einer möglichst photorealisistischen Darstellung einer virtuellen Landschaft bzw. urbanen Region. Die visuelle Aufbereitung eines Datenbestandes soll vielmehr das Informationsziel des Benutzers möglichst gut unterstützen. Bestandteil eines solchen Prozesses ist nicht nur das eigentliche Rendering, sondern auch ein Selektionsprozess, der entscheidet, welche Bestandteile der Szene zum Informationsgehalt beitragen. Diese Art der Visualisierung wird graphische Abstraktion genannt. In einer heterogenen Netzwerkumgebung kommt neben dieser graphischen Abstraktion noch die Problematik der ressourcen-adaptiven Datenübertragung und Visualisierung hinzu. Es stellt sich dann nicht nur die Frage nach einer geeigneten Darstellung eines ausgewählten Datenbestandes, sondern auch nach einer adäquaten Übertragung der Daten, die dem Benutzer in möglichst kurzer Zeit ein erstes visuelles Ergebnis präsentiert. Zusätzliche Daten können nachträglich übertragen werden. Diese progressive Übertragung der Daten ist für die Nutzung von 3D-Informationen im Internet entscheidend [Ross98]. Kernbestandteile des in der vorliegenden Arbeit entwickelten 3D-Geodatenservers bilden ein Query-Datenmodells zur effizienten Analyse topologischer Beziehungen dreidimensionaler raumbezogener Daten, eine Methode zur Bewertung der Relevanz einzelner Features bezogen auf eine benutzerspezifische Anfrage und darauf aufbauend die Generierung einer graphischen Abstraktion des Anfrageergebnisses, die Entwicklung eines Kompressionsverfahrens für Dreiecksnetze zur progressiven Übertragung dreidimensionaler Modelle in einer Netzwerkumgebung und die prototypische Realisierung dieser Konzepte innerhalb eines 3D-Geodatenservers.German
Uncontrolled Keywords: 3D-GIS, Grafische Abstraktion, progessive Datenübertragung
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
3D-GIS, Grafische Abstraktion, progessive DatenübertragungGerman
3D-GIS, graphical abstraction, progressive streamingEnglish
Classification DDC: 000 Allgemeines, Informatik, Informationswissenschaft > 004 Informatik
Divisions: Fachbereich Informatik
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:21
Last Modified: 07 Dec 2012 11:49
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000387
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-3875
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Encarnação, José; Prof. Dr.-Ing., Dr. E.h. Dr. h.c. mult and Rossignac, Prof. PhD Jarek
Advisors: Encarnação, José; Prof. Dr.-Ing., Dr. E.h. Dr. h.c. mult
Refereed: 29 January 2003
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/387
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