Segeberg 1600 – Eine Reise in die Vergangenheit durch virtuelle Realität
Das Projekt beinhaltet eine historisch getreue Rekonstruktion der Städte Segeberg und Gieschenhagen, um diese als immersives Erlebnis mittels eines Virtual Reality Systems (z. Bsp. mit der VR Brille HTC Vive) begehen, erkunden und erleben zu können. Interessierte sollen durch eigene virtuelle Begehung der historischen Städte um 1600 eine Vorstellung von dem Leben in dieser Zeit und in diesem Ort bekommen. Die Rekonstruktion der historischen Stadtlandschaft erfolgte aufgrund historischer Karten und Quellen sowie durch wissenschaftliche Unterstützung eines Historikers. Für die Navigation in dem virtuellen Modell wurde die Teleportation programmiert, die über die Controller gesteuert wird. Die VR-Applikation wurde bereits signifikant überarbeitet und wird heute als „Segeberg 1644 – Schicksalsjahr einer Stadt“ bei verschieden Anlässen in Bad Segeberg präsentiert.
Nutzung vom Building Information Modeling (BIM) in Planung, Bau und Betrieb von Gebäuden
In dem an der HCU neu gegründeten BIM-Laboratorium für die Metropolregion Hamburg wird in diesem Projekt die digitale Verwaltung der Informationen und Daten von Bauwerken weiterentwickelt. Bei der BIM-Implementierung werden Bauten miteinander vernetzt und es werden kooperative sowie praxisnahe Möglichkeiten erarbeitet sowie die digitalen Prozesse und Strategien für die Planung, den Bau und Betrieb von Gebäuden genutzt. Mit BIM als neue Planungsmethode wird ein Gesamtprojekt mit allen für die sachgerechte Beurteilung seitens der Betrachter notwendigen Plänen bis hin zur Generierung der Beschreibungen der für die Ausführung notwendigen Leistungen der Handwerker entwickelt. Damit ist das BIM-Laboratorium ein Hotspot für die Digitalisierung im Bauen, Planen und Betreiben von Gebäuden der Metropolregion Hamburg.
Bildbasierte Verfahren zur Innenrohrvermessung
Neigungen oder Biegungen von Rohren und Leitungskanälen treten bei der Rohrverlegung oder durch Setzungen und Bewegungen des Untergrundes auf. Für eine genaue Planung bei Umbauten, zur Wartung oder bei Reparaturen ist in Bauwerken die genaue Lage von Leitungen zu bestimmen. Dazu soll in diesem Projekt der Einsatz von Tiefenbildkameras in Kombination mit inertialen Navigationssystemen untersucht werden. Die Tiefenbildkamera erzeugt beim Durchfahren des Rohres 3D-Bilder von der Innenwand, die durch das Navigationssystem orientiert werden, so dass Punktwolken vom Rohr entstehen. Die Anwendung von Filtern und Algorithmen steigert die Modellgenauigkeit. Durch den Einsatz von Odometern am Zugseil wird die Messgenauigkeit weiter gesteigert. Im Rahmen des Projekts wird die notwendige Hardware beschafft und ein funktionsfähiges Messsystem entwickelt, das die Messwerte der Sensoren synchronisiert, filtert und fusioniert. Dadurch entsteht eine hochgenaue 3D-Punktwolke des Rohres. Die Entwicklung basiert auf dem Robot Operating System (ROS).
Stade 1620 – Eine historische Stadt in der virtuellen Realität
Bei diesem Projekt geht es um die historisch getreue Rekonstruktion der Stadt Stade, um die Stadt als immersives Erlebnis mittels eines Virtual Reality Systems begehen, erkunden und erleben zu können. Das historische Stadtmodell der Stadt Stade aus dem Jahr 1620 steht im Stader Rathaus und wurde durch photogrammetrische Verfahren aufgenommen, u daraus eine 3D-Punktwolke für die Rekonstruktion der Gebäude zu generieren. Die Gebäude wurden modelliert und fotorealistisch texturiert. In dem interaktiven virtuellen 3D-Modell wurden Informationstafeln und 360 Grad Panoramen aus der heutigen Zeit eingebaut, um den Informationsgehalt und die Orientierung für die Nutzer attraktiv zu gestalten. Seit Fertigstellung der Applikation wird das VR-Modell in dem Museum Schwedenspeicher der interessierten Öffentlichkeit präsentiert.
Yeha – Die Rekonstruktion einer historischen Stätte in Afrika in der virtuellen Realität
In Yeha (Äthiopien) wird seit vielen Jahren der antike Kulturraum durch die Zusammenarbeit zwischen dem Deutschen Archäologischem Institut und der HafenCity Universität Hamburg rekonstruiert, wobei alle Fundstücke und die durchgeführten Grabungen durch photogrammetrische Verfahren und durch terrestrisches Laserscanning dreidimensional dokumentiert werden. Die in den letzten 10 Jahren ausgegrabenen, antiken, räumlichen Strukturen wurden in diesem Projekt in einem Computermodell erfasst, so dass der Grabungsort mit einem Virtual-Reality-System visualisiert werden kann. Die antike Geländefläche wurde ebenfalls rekonstruiert, so dass sich in Kombination mit den antiken Gebäudestrukturen in der dreidimensionalen Visualisierung neue Analysemöglichkeiten ergeben. Einige monumentale Bauten sind bereits durch Bauforscher rekonstruiert worden und wurden zusätzlich im 3D-Modell integriert. Räumliche Beziehungen können aus der Perspektive einer Person im 3D-Modell nachvollzogen werden und bieten einen neuen Blickwinkel auf Aspekte der antiken Stadtplanung. Das Projekt ist ein Beispiel dafür, wie interaktive, virtuelle 3D-Modelle als neues archäologisches Visualisierungs- und Analysetool eingesetzt werden können.
Untersuchungen zur aufgaben-spezifischen Gestaltung von Equal Area Cartogram Maps (EACM)
Übliche Darstellungen von flächenbezogenen relativen Quantitäten in thematischen Karten haben den Nachteil, dass bei gleicher Farbgebung größere Flächen dominanter wahrgenommen werden und es somit zu Fehlinterpretationen kommt. Auch für Signaturen- oder Diagrammkarten stellen kleine Bezugsflächen ein Problem dar. Eine Alternative zur korrekten Darstellung geographischer Größe und Form bieten die EACM. Diese stellen jede Bezugsfläche gleich groß dar, wobei unterschiedliche geometrische Formen zur Darstellung der Regionen eingesetzt werden. In dem Projekt wird als Open Source-Produkt ein Software-Tool entwickelt, das für einen gegebenen Datensatz mit geographischen Regionen EACMs im Quadrat- oder Hexagon-Format erzeugt. In einer Nutzerstudie werden Aufgaben für die Nutzung der EACMs ausgewählt, Kartenbeispiele generiert und eine web-basierte Studie konzipiert und implementiert. Ziel ist es, für die multipolygonale Beschreibung eines Raumes und eine konkrete Kartennutzungsaufgabe einen Satz an optimalen Verzerrungs-Metriken auszuwählen bzw. anzupassen, damit die Verzerrungen objektiv hinreichend beschrieben werden können. Hierbei wird auf geometrische, topologische und thematische Verzerrungen eingegangen, wobei globale und lokale Maße vorzusehen sind.
Untersuchungen zur aufgaben-spezifischen Gestaltung von Equal Area Cartogram Maps(EACM) – Folgeprojekt
Kartogramme, die für alle Bezugseinheiten dieselbe Größe und Form verwenden (EACM), haben den Nachteil geometrischer und topologischer Verzerrungen. Dies erschwert die Wiedererkennung bei der Suche bestimmter Regionen und verzerrt bzw. verfälscht räumliche Muster. In diesem Projekt sollen Bezugsflächenkarten entwickelt werden, die Kompromisslösungen zwischen der strengen grundrisstreuen bzw. grundrissähnlichen Wiedergabe und der EACM darstellen. Dazu sollen raster- und auch vektorbasierte Verfahren für die Kompromisskarten entwickelt werden.
Visualisierung der Unsicherheiten aus der Interpolation von Punktedaten
Messungen mit Raumbezug erfolgen häufig punkthaft und werden für eine bessere Interpretierbarkeit in die Fläche interpoliert. Die Messungen sowie die Interpolationen enthalten Unsicherheiten, so dass fehlerhafte Interpretationen oder Entscheidungen erzeugt werden können. In dem Projekt werden Visualisierungsmöglichkeiten identifiziert und auf Gebrauchstauglichkeit getestet, um Unsicherheiten von Punktinterpolationen genauer darzustellen. Bei der Visualisierung werden übergeordnete Designs, räumliche Eingrenzungen und visuelle Variable untersucht, wobei Punktdichten, die Unsicherheit der Punktwerte, der Maßstab, die Anzahl der Punkte und die Datenskala berücksichtigt werden. Dabei werden verschiedene Interpolationsmethoden mit unterschiedlichen Parametereinstellungen angewandt. Weiterhin wird analysiert, in wie weit sich die für die statistische Darstellungen geeigneten Interpolationen und Visulisierungen auch für multi-temporale Darstellungen eignen.