Auf Features basierende Höhen in 3D

Dieses Thema enthält eine Einführung in das Konzept von Basishöhen in einer 3D-Anzeigeumgebung.

Die korrekte Definition der Basishöhe von GIS-Features in 3D ist entscheidend, um als Ergebnis eine informative 3D-Ansicht mit exakter Darstellung zu erhalten. Nicht alle Features kennen jedoch ihre Position in 3D-Raum, was ihre analytischen und Bearbeitungsfunktionen einschränken kann. Glücklicherweise unterstützt die Erweiterung "ArcGIS 3D Analyst" zahlreiche Methoden, mit denen Sie die Höhenquelle von Features für die Anzeige in ArcGlobe und ArcScene angeben können.

Die drei Hauptelemente zum Definieren von Feature-Höhen in 3D sind:

• Höhen von einer Oberfläche
• Höhen einzelner Features
• Kartografische Layer-Versätze

Diese Elemente können einzeln verwendet oder additiv kombiniert werden. Diese Szenarien werden nachfolgend näher beschrieben. Zudem hilft Ihnen die Benutzeroberfläche bei der Auswahl, da sie mögliche Kombinationen anzeigt:

Der Grafik in der unteren rechten Ecke des Dialogfeldes können Sie die aktuellen Basishöheneinstellungen des Layers entnehmen.

Die Position des ausgefüllten quadratischen Feldes stellt die verschiedenen Optionen dar. Die obersten beiden Optionen (a und b) und die untersten beiden (e und f) sind sowohl in ArcGlobe als auch in ArcScene verfügbar. Die beiden mittleren Optionen (c und d) sind nur in ArcGlobe vorhanden.

Die Grafik wird automatisch aktualisiert, wenn Änderungen an den Layer-Eigenschaften vorgenommen werden. Sie erhalten so ein dynamisches und visuelles Feedback, das Ihnen einen besseren Eindruck von der Anzeige der 3D-Ansicht vermittelt.

Höhen von einer Oberfläche

Alle Oberflächenfunktionen, z. B. Höhe, atmosphärische oder geologische Layer, verfügen über einen einzelnen Höhenwert für jede XY-Position. Diese Werte sind bestens als Basishöhen für andere Feature-Layer – z. B. einen Strukturen-Layer – geeignet und können bequem übernommen werden.

Es gibt zwei Methoden für das Verknüpfen eines Feature-Layers mit einer Oberfläche. Sie können einen Feature-Layer verweisen auf:

Einen Oberflächentyp	Einen Anwendungsfall
Eine bestimmte Oberfläche	Diese Option wird sowohl in ArcGlobe als auch in ArcScene unterstützt. Zu ihrer Verwendung muss der Feature-Layer auf eine einzelne, spezifische Oberfläche verweisen. Diese Methode ist nützlich für kleinere Ausdehnungen, wo eine einzelne Höhenquelle existiert und gestapelte Oberflächen (z. B. in Geologie) vorhanden sind.
Freigegebene Globusoberfläche (der Boden)	Diese Option wird nur in ArcGlobe unterstützt. Der Feature-Layer kann so als Layer klassifiziert werden, der auf der Oberfläche des Globus drapiert wird. ArcGlobe definiert die Oberfläche automatisch mithilfe von anderen Layern im Dokument. Diese Methode ist besonders nützlich für größere Ausdehnungen, wo mehrere Datenquellen zum Höhenmodell beitragen.

Beispiele für Layer, die meist eine Oberfläche zur Definition ihrer Basishöhe (Z-Werte) nutzen, sind Bäume, Straßenausstattung, Spazierwege und Parkgrenzen.

Die Basishöhen von Straßenausstattungs- und Vegetations-Features werden auf eine Oberfläche bezogen, sodass sie drapiert angezeigt werden.

Höhen einzelner Features

Einige GIS-Features kennen bereits ihre Position im 3D-Raum. Das heißt, jedes Feature enthält einen spezifischen, repräsentativen Höhenwert.

Es gibt zwei Methoden zur Integration Feature-spezifischer Höhen in die Anzeige; beide sind in ArcGlobe und ArcScene verfügbar. Informationen zu Feature-Höhen können entweder in die Quelldaten eingebettet oder als Feature-Attribut zur Verfügung gestellt werden. Dies wird in der folgenden Tabelle genauer beschrieben.

Feature-Höhentyp:	Anwendungsfall
Eingebettet in der Geometrie des Features	Diese Option erfordert, dass die Quelldaten Z-Werte enthalten. Jeder Stützpunkt in den Geometrien des Features muss Werte für X, Y und Z enthalten. Die Methode ist nützlich bei Daten, die in 3D aufgezeichnet wurden, z. B. GPS-Positionen. Tipp: Es ist wichtig, dass das Koordinatensystem oder zumindest die Maßeinheiten der Z-Einheiten für diesen Datentyp angegeben wird. Bei gut definierten Daten stimmen die Einheiten der X-, Y- und Z-Achsen überein. Zum Beispiel sollten bei einem meterbasierten UTM-Dataset auch die Z-Werte in Meter ausgedrückt werden.
Verfügbar als Feature-Attribut(e)	Für diese Option ist erforderlich, dass das Feature über ein oder mehrere Attribute verfügt, mit denen ein Höhenwert berechnet werden kann. Diese Methode ist nützlich, wenn Höhe ein wichtiges Attribut im Datenmodell ist, z. B. die Höhe eines Flugzeuges. Ein gutes Verständnis der in diesem Attributfeld dargestellten Einheiten ist unbedingt erforderlich. Zudem werden komplexe Ausdrücke unterstützt, z. B. das Multiplizieren einer Anzahl von Stockwerken mit einem konstanten Multiplikator. Tipp: Komplexe Ausdrücke werden gut in 3D angezeigt. Die vertikale Bearbeitung von Features, die mit komplexen Höhenausdrücken gerendert wurden, kann jedoch schwierig sein, besonders wenn mehrere Attributfelder verwendet werden.

Beispiele für Layer, die normalerweise eigene Z-Werte (Höhen) definieren, sind Flugzeuge, seismische Punkte, Flugbahnen und Bohrlöcher.

Die Höhen (Z-Werte) der gelben Flugbahn sind innerhalb ihrer Feature-Geometrie eingebettet.

Kartografischer Layer-Versatz

Manchmal kann es visuell wirksam sein, in 3D einen vertikalen Versatz auf die Höhen der Features anzuwenden. Diese Option wird sowohl in ArcGlobe als auch in ArcScene als Layer-Versatzeigenschaft unterstützt, wenn alle Features im Layer um denselben, konstanten Wert nach oben oder unten verschoben werden.

Diese Methode wird normalerweise aus kartografischen Gründen eingesetzt, wenn die tatsächliche 3D-Position eines Features die Anzeige innerhalb der 3D-Ansicht erschwert. So könnte es z. B. nützlich sein, die Position wichtiger Landmarks schwebend über einem Stadtbild anzuzeigen, anstatt sie auf ihrer tatsächlichen 3D-Position de facto zu verbergen.

Beispiele für Layer, die von kartografischen Layer-Versätzen profitieren können, sind etwa Feuerwachensymbole, Schulbezirksnamen und Hubschrauberlandeplätze.

Die Feuerwachensymbole werden mit einem standardisierten kartografischen Layer-Versatz über dem Stadtbild angezeigt.

Einstellungskombinationen

Es gibt einige Fälle, in denen Kombinationen von Basishöheneinstellungen erforderlich sind. Legen Sie in diesen Fällen die Basishöhenelemente getrennt im Dialogfeld "Layer-Eigenschaften" fest. Beim Rendern des Layers wird automatisch eine Kombination erzeugt.

Im Folgenden sehen Sie einige Beispiele, wie Kombinationen von Z-Werten auf Features angewendet werden können.

Feature:	Ideale Kombination:
Locators für U-Bahn-Stationen	Absolute Tiefen mit einem kartografischen Layer-Versatz
Überwachungskamera	Drapiert auf einer Oberfläche mit Versatz auf Feature-Basis
Locators für Überwachungskameras	Drapiert auf einer Oberfläche mit Versatz auf Feature-Basis und kartografischem Layer-Versatz

Die Objekte "Überwachungskamera" verwenden Versätze von der Höhenoberfläche auf Feature-Basis.

Weitere spezifische Themen zur Arbeit mit Basishöhen in 3D Analyst sind:

Festlegen von Basishöhen für Features in ArcGlobe

Festlegen von Basishöhen für Raster-Layer in ArcGlobe

Festlegen von Basishöhen für Features in ArcScene

Festlegen von Basishöhen für Raster-Layer in ArcScene

Optionen für das Festlegen der Höhe (Z-Wert) zur 3D-Bearbeitung

Richtlinien für die Bearbeitung von Features mit Basishöheneigenschaften in 3D