DE69508395T2 - Verfahren und system zum erzeugen einer integrierten multimediabeschreibung eines ortes - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer durch Multimediabilder erzeugten, integrierten Beschreibung eines Gebietes, zusätzlich ein System zum Durchführen dieses Verfahrens. Unter Multimediabildern wird hierbei eine Kombination aus (fotografischen) Aufzeichnungen, perspektivischen Zeichnungen und Karten verstanden.
• Die Sammlung und Anzeige von zuverlässigen Daten, die ein Gebiet kennzeichnen, ist für eine breite Vielfalt von Anwendungen von großer Bedeutung. Dies könnte für Zwecke sein wie Landschaftsarchitektur oder -bau, wie beispielsweise die Gestaltung von Wohnkomplexen oder Grüngürteln, die Vorbereitung von Bauprojekten und dgl. Es kann auch für administrative Anwendungen wichtig sein, zuverlässige und realistische Daten und Bilder zur Verfügung zu haben, um beispielsweise die Höhe der Vermögenssteuer festlegen zu können.
• Bei existierenden Verfahren werden die topographischen Daten, die für diesen Zweck erforderlich sind, "auf dem Feld", gesammelt. Hierfür werden Abstände und horizontale Richtungen von unterschiedlichen Standpunkten aus, im allgemeinen unter Verwendung eines sog. "Theodolit", in Übereinstimmung mit bestimmten, sichtbaren Punkten im Gebiet, bestimmt, aus welchen Daten dann Karten erstellt werden können. Diesselben Karten werden dann oft durch Höhendaten ergänzt, die durch Messungen unter Verwendung von Nivellierinstrumenten, erhalten worden waren. Weil alle Vermessungen im Freien stattfinden, besteht eine große Wahrscheinlichkeit von Verzögerung als Ergebnis von Wetterbedingungen u. dgl. Die so gesammelten Meßdaten werden in der Praxis nicht mit optischen Beobachtungen kombiniert.
• Bei einem weiteren, bekannten Verfahren, wie in der europäischen Patentveröffentlichung EP-A-0391498 beschrieben, werden topographische Daten gesammelt, indem von einem Fahrzeug aus an bestimmten Standpunkten mit einem sog. "Fischauge"-Objektiv fotografische Aufzeichnungen gemacht werden, aus welchen die gewünschten Daten durch Umwandlung und Messung bestimmt werden können. Dies bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die erforderliche Ausrüstung sehr teuer ist und die Umwandlung der erforderlichen Daten aus den "Fischauge"-Aufzeichnungen zeit- und arbeitsaufwendig ist. Zusätzlich sind genaue Höhenmessungen bei diesen Verfahren nur möglich, wenn das beobachtete Gebiet ausreichend leicht identifizierbare Punkte enthält. Dieses Verfahren ist daher in der Praxis nur in ausreichend bebauten Gebieten verwendbar.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zum Darstellen eines Gebietes zu schaffen. Dies wird gemäß der Erfindung erzielt, indem von wenigstens einem präzise bestimmten Standpunkt im Gebiet aus die Distanz und die Richtung einer Vielzahl von Punkten gemessen und aufgezeichnet werden, die das Gebiet charakterisieren, praktisch simultan eine Aufzeichnung des Gebietes von dem Standpunkt aus gemacht wird und ein perspektivisches Bild des Gebietes aus den aufgezeichneten Abständen und Richtungen, entsprechend der Aufzeichnung ausgebildet wird, und die Aufzeichnung mit dem perspektivischen Bild kombiniert wird. Durch miteinander Kombinieren der Aufzeichnungen und einer klei nen Menge von Daten, die durch Messungen im Freien erhalten worden sind, wird ein genaues Bild, das im folgenden als "toposkopisch" bezeichnet wird, des Gebietes mit relativ geringer Anstrengung gebildet, welches Bild sich darüberhinaus selbst für weitere Verarbeitung eignet. So können neue Elemente in das perspektivische Bild eingefügt werden, das wenn es mit der Aufzeichnung kombiniert wird, so betrachtet werden kann, als ob man an "Ort und Stelle" ist. Auf diese Art und Weise können die Wirkungen von Änderungen eines bestehenden Gebietes auf einfache Art und Weise visualisiert werden. Weitere Messungen können ebenfalls in den Aufzeichnungen mit vergleichsweise großer Genauigkeit durchgeführt werden, wobei die Menge der Feldarbeit begrenzt bleibt. Das Kombinieren von Aufzeichnungen und Messungen stellt darüberhinaus sicher, daß die erzielten Ergebnisse zuverlässig sind, da die Messungen unter Bezugnahme auf die Aufzeichnungen und die Aufzeichnungen unter Bezugnahme auf die Messungen überprüft werden können.
• Vorzugsweise angewendete Varianten des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 7 beschrieben.
• Die Erfindung betrifft auch ein System zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Ein derartiges System ist gemäß der Erfindung mit Mitteln zum Messen des Abstandes und der Richtung von wenigstens einem präzise bestimmten Standort aus zu einer Vielzahl von sichtbaren Punkten, Mitteln zum Aufzeichnen der Meßdaten, Mitteln zum praktisch simultanen Durchführen einer Aufzeichnung des Gebietes vom Standort aus, und Mitteln zum Bilden aus den aufgezeichneten Meßdaten eines perspektivischen Bildes des Bereiches entsprechend der Aufzeichnungen, so daß die Aufzeichnung mit dem perspektivischen Bild kombiniert ist.
• Bevorzugte Ausführungsformen des Systems gemäß der Erfindung bilden den Hauptgegenstand der abhängigen Patentansprüche 9 bis 16.
• Die Erfindung wird nun basierend auf einer Ausführungsform beschrieben, wobei auf die anhängenden Figuren Bezug genommen wird, in welchen zeigt:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Meßanordnung zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung;
• Fig. 2 eine Aufzeichnung, die mit dieser Meßanordnung hergestellt worden ist;
• Fig. 3 ein perspektivisches Bild, das der Aufzeichnung zugeordnet ist;
• Fig. 4 ein Meßgitter zur Verwendung bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 5 die schematische Messung in der Aufzeichnung;
• Fig. 6 ein Flußdiagramm des Verfahrens gemäß der Erfindung; und
• Fig. 7 die schematische Struktur eines Programms zum Verarbeiten der toposkopischen Daten.
• Von einer Anzahl von Punkten mit bekannten Koordinaten, beispielsweise Punkten von einer sog. "Standdreiecksvermessung" ausgehend kann ein Rahmenwerk von Meßpunkten 1 beispielsweise durch eine sog. "Traverse" (Fig. 1) gelegt werden, die zeitweilig durch Platten und Pflöcke markiert sind. Dieses Rahmenwerk bildet die Basis aller anderen Messungen, so daß die Genauigkeit und Zuverlässigkeit signifikanter als die der Messungen von separaten Objekten und Detailpunkten ist. Die Arbeit wird mit einer geschlossenen Traverse oder mit einer offenen Traverse durchgeführt. Alle Arten von Messungen werden jedoch von einem bestimmten Standpunkt aus hintereinander durchgeführt. Wenn sie beendet sind, werden die Messungen des Rahmenwerkes automatisch eingestellt. Die Einstellung bezieht sich auf Winkelmessungen, Abstandsmessungen und Höhenmessungen. Die Abstandsbe stimmungen des Rahmenwerkes und der Detailpunkte finden optisch statt.
• Es wird sowohl eine kontinuierliche Nivellierung als auch eine Oberflächennivellierung verwendet. Bei der Messung der Höhendifferenzen der Meßpunkte sollte eine Nivellierstange 3 zwischen den Meßpunkten 1 angeordnet sein. Dies bringt jedoch sehr viel extra Arbeit mit sich, so daß die Nivellierungsstange 3 vorzugsweise immer an dem folgenden Meßpunkt plaziert wird. Ganze Abstände und Höhendifferenzen zwischen den Meßpunkten 1 können somit direkt bestimmt werden. Dies ist ausreichend genau, wenn ein Nivellierinstrument 2 mit eingebautem Kompensator verwendet wird. Die Oberflächennivellierung erfolgt von einem Meßpunkt aus zu Detailpunkten in dem umgebenden Terrain. Dadurch kann beispielsweise der Verlauf einer Straße 4 gemessen werden oder es können Umrißlinien konstruiert werden. Dies ist verglichen mit dem in der EP-A-0391498 beschriebenen Verfahren, mit welchem keine Oberflächennivellierung durchgeführt werden kann, weil Detailpunkte nicht immer klar auf den Fotos zu ersehen sind, ein Vorteil.
• Wie vorstehend angegeben, wird bei der Durchführung der Messungen ein Nivellierinstrument 2 verwendet. Die Kante kann mit einem Mikroskop auf 1/100 gon (9 · 10&supmin;³º) abgelesen werden. Die Vorrichtung hat weiterhin einen guten Bildbetrachter, der beispielsweise um das 33-fache vergrößert. An dem Nivellierungsinstrument 2 ist eine Kamera 5 befestigt. Diese Kamera ist feststehend zu dem Bildbetrachter des Nivellierungsinstrumentes 2 unter Verwendung eines Adapters ausgerichtet. Ein möglicher Standardfehler kann mittels eines geeigneten Computerprogramms korrigiert werden, wenn die perspektivischen Bilder gemacht werden. Die Horizontalrichtung der Kamera 5 ist einstellbar.
• Diese Anordnung ermöglicht das Erzeugen von perspektivischen Bildern 7 (Fig. 3) auf Augenhöhe mittels eines Computer- und Zeichenprogramms, wobei diese Perspektiven präzise mit den gemachten Aufzeichnungen 8 (Fig. 2) übereinstimmen. Einerseits bilden diese Perspektiven 7 eine visuelle Kontrolle bezüglich der Korrektheit der Messungen, wodurch die Notwendigkeit von Kontrollmessungen reduziert wird. Andererseits bildet die Kombination von Perspektiven 7 und Bildern 8 eine gute Basis für eine fotorealistische Visualisation von räumlichen Gestaltungen in einem bestehenden Gebiet. Die Aufzeichnung und das perspektivische Bild werden hierbei zusammen in ein Graphikprogramm eingegeben und weiter bearbeitet. Dieses Verfahren kann auch als Designhilfe verwendet werden. Nachdem ein Design in eine Karte eingezeichnet worden ist, kann die Reihe von perspektivischen Bildern wiederum hergestellt werden, um zu sehen, wie das Design in dem bestehenden Gebiet aussieht. Dies kann bereits bis zu einem gewissen Ausmaß schon gesehen werden, wenn das perspektivische Bild gedruckt auf Transparentpapier auf das Foto gelegt wird, ohne daß irgendeine Art von Graphikprogrammen verwendet wird.
• Für das Aufzeichnen der Meßdaten im Feld können spezielle Formen verwendet werden. Das Eingeben und Verarbeiten derselben kann unter Verwendung des Computers stattfinden. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Daten direkt in einen Computer einzugeben, beispielsweise in einen tragbaren Computer 6. Dies hat den weiteren Vorteil, daß die Daten an Ort und Stelle bearbeitet und überprüft werden können, wodurch eine sofortige Wiederholung von möglicherweise inkorrekt ausgeführten Messungen erfolgen kann.
• Es werden drei Programme verwendet, um die Meßdaten zu bearbeiten. Ein erstes Programm offeriert die Option des Eingebens und Speicherns der Horizontalwinkelmessungen, Abstände und Zusatzdaten. Hierbei wird eine Unterscheidung gemacht zwischen Objekten, Höhenpunkten und Meßpunkten. Dieses Programm zeichnet auch auf, von welchem Meßpunkt und in welcher Richtung Fotos aufgenommen worden sind. Das zweite Programm stellt die Rahmenwerkdaten ein, macht eine Fehleranalyse, berechnet aus den Meßdaten die Orte der gemessenen Objekte und stellt sicher, daß die Karte automatisch gezeichnet wird. Die Bäume werden hierbei direkt im Maßstab bezogen auf die Daten, welche die Kronenform, Bodenhöhe und individuelle Höhe betreffen, gezeichnet. Die graphische Bearbeitung kann beispielsweise in einem zweidimensionalen CAD-Programm stattfinden, das speziell für diesen Zweck angepaßt ist. Aus den Kartendaten berechnet ein drittes Programm perspektivische Bilder 7 aus Augenhöhe, die genau den gemachten Aufzeichnungen 8 entsprechen. Durch Zugreifen auf eine Datenbank mit Daten der Aufzeichnungen kann dieses Programm auch vollständig automatisch arbeiten. Der Horizont 9 ist genau in der Mitte des perspektivischen Bildes gezogen. Die perspektivischen Bilder können von dem zweidimensionalen CAD-Programm gezeichnet und automatisch auf Transparentpapier gedruckt werden.
• Die Bodenhöhen müssen nicht immer im Feld gemessen werden, da sie auch bestimmt werden können, indem die Transparente auf das Foto gelegt werden. Wenn das untere Ende 15 eines Baums 10 auf die Höhe des am nächsten liegenden Meßpunktes gezeichnet wird, und dies nicht mit dem Stamm 15' des zugehörigen Baumes 10' in der Aufzeichnung 8 entspricht, kann die korrekte Höhe mit einem sog. Makro berechnet werden. Hierbei muß der Baum dann nur in der bekannten Karte angezeigt, die relevante perspektivische Zeichnung identifiziert werden, und es muß der Abstand des unteren Endes des Baums zur unteren Kante der Zeichnung eingegeben werden. Das Makro berechnet dann den korrekten Höhenwert. Eine derartige Bestimmung der Bodenhöhe ist weniger genau als im Fall einer Feldmessung, aber da üblicherweise um einen Baum herum keine Erdarbeiten ausgeführt werden müssen, ist eine geringere Genauigkeit an diesem Ort akzeptabel. Darüberhinaus kann an der Position eines Baums oder anderen Objektes während der Feldmessungen keine Nivellierungsstange angeordnet werden, sondern nur in der Nähe desselben, so daß in diesen Fällen die Ablesung ebenfalls nicht sehr genau ist.
• Die Bestimmung der Höhe eines Objektes (beispielsweise eines Baumes oder Wohnblockes) in dem Foto kann auf ähnliche Art und Weise wie vorstehend beschrieben in einem Makro ausgeführt werden. Die Genauigkeit hängt von dem Abstand des Beobachters vom Objekt ab und wird von mehreren Zentimetern bis zu mehreren Dezimetern variieren. Dies ist mehr als adäquat für die meisten Anwendungen, da die Höhen der Bäume sich mit der Zeit verändern und die Höhen von Gebäuden nur für Schattenberechnungen und aus visuellen Aspekten heraus bedeutend sind.
• Das Verfahren eignet sich insbesondere dafür, einer bestehenden Karte von beispielsweise einem Park eine dritte Dimension hinzuzufügen. In dem zweidimensionalen CAD-Programm wird dann eine Reihe von Höhenpunkten entlang den Wegen auf der Karte plaziert, die in dem perpektivischen Bild gedruckt werden. Die tatsächlichen Punkte können in dem Foto auf die vorstehend beschriebene Art und Weise gemessen werden.
• Es ist auch möglich, den Ort eines Punktes im Foto auf der Karte zu bestimmen, indem auf einem Foto gemessen wird, vorausgesetzt, die Höhe ist bekannt. Hierbei ist es notwendig, die Teilungsmarkierung abzulesen und den Abstand zur unteren Kante des perspektivischen Rahmens plus den Namen der Perspektive in ein Makro einzugeben. Dieses Verfahren ist insbesondere von Interesse, weil es möglich macht, das Foto zu gestalten und dann das Ergebnis in die Karte zu rückzuübersetzen, indem in der Kombination aus Foto/Perspektive gemessen wird.
• Die Orte von Objekten, die in den Aufzeichnungen gut zu sehen sind, wie beispielsweise Bäume, können ebenfalls nachträglich unter Verwendung des sog. Vorwärtsschnittes (Fig. 5) bestimmt werden. Zu diesem Zweck wird über jedes perspektivische Bild 7 ein nichtlinearer Gradmesser (protractor) 12 gedruckt, dessen Mitte präzise mit der Blickrichtung übereinstimmt. Mit einer speziell entwickelten Hilfe 13 (Fig. 4), die ebenfalls auf ein Transparentpapier gedruckt ist, ist es möglich, die Richtung des Betrachters zum Baum abzulesen. Die Genauigkeit, die hier bei sog. Polaroidfotos erzielt werden kann, geht bis zu 1/20º, bedingt durch die Verwendung eines Nonius-Typs. Die Genauigkeit ist dadurch nicht geringer als bei einer Messung im Feld. Wenn der relevante Baum auch in einem dritten Foto dargestellt ist, wirkt dies mit dem zugehörigen perspektivischen Bild als eine Kontrolle.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nochmals schematisch in der Fig. 6 gezeigt. Als erster Schritt (Block 16) werden die Messungen auf dem Feld durchgeführt. Dabei wird wenigstens eine Aufzeichnung auch von jedem Meßpunkt gemacht (Block 17). Die Meßdaten werden darauffolgend in ein verarbeitendes Programm (Block 18) eingegeben, worauf auf der Basis derselben eine oder mehrere perspektivische Zeichnungen erzeugt werden (Block 19). Diese perspektivischen Zeichnungen werden jeweils mit zugehörigen Aufzeichnungen (Block 20) verglichen, worauf für den Fall, daß Unterschiede bestimmt wurden, der tatsächliche Ort und die Höhe durch Messung in der Aufzeichnung bestimmt werden (Block 21), worauf das System zum Block 18 zurückkehrt, wo die so gemessenen Daten in das Verarbeitungsprogramm eingegeben werden. Wenn keine oder keine signifikanten Abweichungen detektiert werden, können die Aufzeichnungen weiter verwen det werden, um ergänzende Messungen durchzuführen (Block 22). Änderungen können auch beispielsweise in den Aufzeichnungen oder perspektivischen Zeichnungen durchgeführt werden, beispielsweise können neue Objekte eingezeichnet werden, deren Position, Ort und Dimensionen dann durch Messen in den Aufzeichnungen bestimmt werden können, und können in das Vetarbeitungsprogramm als weitere Meßdaten eingegeben werden (Block 23). Das Verarbeitungsprogramm schafft schließlich eine Ausgabe (Block 24), beispielsweise in Form von perspektivischen Zeichnungen, Karten, Vogelperspektiven und dgl.
• Das Verarbeitungsprogramm ist aus einer Anzahl von Modulen aufgebaut, die eine gemeinsame Datenbank 30 und eine Anzahl von gemeinsamen Datendateien oder Stapeldateien 39 verwenden. In der Datenbank 30 sind Daten gespeichert, die von der Rahmenwerkmessung 31, dem Detektieren der Objekte im Gebiet 32 und den Aufzeichnungen der Daten bezogen auf die unterschiedlichen Aufzeichnungen 33, herrühren. In einem ersten Modul 34 werden die Orte der unterschiedlichen Meßpunkte auf der Basis der Rahmenwerkdaten aus der Datenbank 30 berechnet. Diese Orte werden in der Stapeldatei 39 gespeichert.
• Der zweite Modul 35 berechnet die Koordinaten der unterschiedlichen Objekte auf der Basis der Meßpunktdaten aus der Stapeldatei 39 und der auf die Objekte bezogenen Daten aus der Datenbank 30. Der Ausgangspunkt hierbei ist der Abstand zu einem Meßpunkt, der durch optische Geräte oder unter Verwendung eines Meßbandes sichergestellt wurde. Die Höhe des Bodens und die Höhe des Objektes selbst müssen hierbei nur provisorisch als Schätzungen eingegeben werden, da diese Daten relativ einfach überprüft werden können und falls notwendig in einem späteren Schritt angepaßt werden können. Die Ergebnisse der Berechnungen im Modul 35 werden wiederum in die Stapeldatei 39 eingeschrieben.
• In einem Modul 36 können die Koordinaten der Höhenpunkte berechnet werden, d. h., der Punkte im Gelände, deren Höhen gemessen worden sind. Zu diesem Zweck werden die Abstands- und Winkeldaten der Höhenpunkte aus der Datenbank 30 wiedergewonnen und umgewandelt. Diese Höhenpunkte können beispielsweise dazu dienen, zu überprüfen, ob eine Aufzeichnung horizontal erstellt wurde. Die so berechneten Koordinaten werden noch einmal in die Stapeldatei 39 eingeschrieben.
• Daten für die Erstellung der endgültigen perspektivischen Zeichnungen werden dann im Modul 37 berechnet. Hierfür werden die Kartendaten, d. h. die Koordinaten aller Meßpunkte, Höhenpunkte und Objekte aus der Stapeldatei 39 wiedergewonnen. Die Daten unterschiedlicher Aufzeichnungen werden aus der Datenbank 30 wiedergewonnen. Die gemessenen Winkel werden danach umgewandelt und korrigiert (bei der Vermessung wurde eine unterschiedliche Winkelabmessung verwendet) und es wird bestimmt, welcher Teil der perspektivischen Zeichnung auch in der Aufzeichnung gesehen werden kann. Aus dem Sichtkegel wird tatsächlich hier ein rechter Winkel ausgeschnitten. Sieben Variable jeder perspektivischen Zeichnung werden berechnet und in eine Datei eingeschrieben. Höhen und/oder Orte können hierbei in den Aufzeichnungen bestimmt werden. Für diesen Zweck ist es ausreichend, wenn der Ort eines bestimmten Objektes bekannt ist, um den Abstand desselben zur unteren Kante der Aufzeichnung oder der perspektivischen Zeichung zu messen. Aus einem gemessenen Abstand und einer Ablesung von einem gedruckten Winkelmesser ist es auch möglich, den Ort eines Objektes in der Aufzeichnung zu bestimmen, wenn die Höhe bekannt ist. Die Daten aller Perspektiven werden in Form von Stapeldateien 39 gespeichert.
• Schließlich wird auf das aktuelle Zeichenprogramm 38 zugegriffen, das die Daten aus der Stapeldatei 39, wie sie in dem vorhergehenden Programmblöcken 34 bis 37 berechnet worden sind, in die gewünschte perspektivische Zeichnung oder die Ausgabe 40 umwandelt. Zusätzlich zu den perspektivischen Zeichnungen entsprechend den Aufzeichnungen kann das Zeichenprogramm 39 auch Karten sowie auch sog. Vogelperspektiven von einem bestimmten Punkt weit oberhalb der normalen Augenhöhe, herstellen. Eine derartige Vogelperspektive kann selbstverständlich dann nicht mehr mit einer Aufzeichnung kombiniert und verglichen werden.
• Aus der vorstehenden Erläuterung ist zu ersehen, daß das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer geringen Menge an Feldarbeit eine breite Vielfalt von Daten liefern, die in vielen unterschiedlichen Arten und Weisen angewendet werden können. Somit bilden bei der Garten- und Landschaftsarchitektur die Kombination aus einer Karte mit Bäumen und Büschen, die im Maßstab gezeichnet sind, und fotografischen Bildern entsprechend derselben, in welchen Messungen ebenfalls stattfinden können, den idealen Ausgangspunkt für das Erstellen eines guten Angebotes für Grünflächenmanagement oder eine Erneuerung von bestehendem Layout. Zwischen einem vorher entwickelten Programm zum Erstellen einer Bestandsliste und Berechnen von Layout und Wartungsvorgängen wurde eine Verknüpfung geschaffen.
• Das Verfahren bei der Landschaftsplanung ist jedoch anders. Bei der Maßstabsgröße von topographischen Karten (1 : 10000 oder 1 : 25000) ist es weniger essentiell, im Feld eine Bestandsaufnahme der Arten von Pflanzen zu machen, da dies sehr gut aus Luftaufnahmen herausgelesen werden kann. Es müssen sehr viel weniger Messungen durchgeführt werden, weil mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Genauigkeit der Ortsbestimmungen der amtlichen Landvermessung in keinem Fall verbessert werden können. Es ist dann möglich, die Ortsbestimmungen auf dem Feld zu begrenzen, um in dem Foto Punkte so genau als möglich zu bestim men und zu zeichnen. Zusätzlich muß die Richtung der Aufzeichnung sehr präzise definiert werden. Dies findet vorzugsweise auf der Basis des Abstandes von bekannten Objekten in der Karte statt, wie beispielsweise einem Hochspannungsmast oder klar sichtbaren Gebäuden.
• Topographische Karten werden unter Verwendung von Luftbildvermessung hergestellt. Der einzige Vorgang, der dieser Maßstabsgröße weniger erfolgreich ist, ist die Bestimmung der Bodenhöhen. Dieses Verfahren kann in diesem Bereich einen bewertbaren Beitrag leisten. Weil die Basis der Vorrichtung durch ein Nivellierinstrument guter Qualität gebildet ist, kann mit diesem eine Oberflächennivellierung mit den üblichen Techniken durchgeführt werden, um eine Höhenschichtenkarte herzustellen.
• Bei Anwendungen bei einem kleineren Maßstab werden gemessene Höhenpunkte und Objekte in Kombination mit Fotos mit perspektivischem Design als Abgleichpunkte verwendet. Für den Fall von Landschaftsplänen in großem Maßstab können die Abgleichpunkte durch Plazieren einer Art von Vertikallinien in der digitalen Karte gefunden werden, die Objekten entsprechen, welche in dem Foto klar erkennbar sind.
• Der Plan und mögliche Alternativen zu diesem werden dann auch in der Karte räumlich beschrieben und die toposkopischen Perspektiven werden hergestellt. Diese werden mit den zugehörigen Fotos kombiniert.
• Wie das Verfahren gemäß der Erfindung als Design- und Visualisierungshilfe verwendet werden kann, ist durch die folgende Entwicklung eines urbanen Entwicklungsaußenplanes dargestellt. Während der Feldarbeit wird die Vorrichtung als erstes an eine bestehende, digitalisierte Landregistrationskarte angeschlossen. Wenn die Verbindung einmal hergestellt ist, ist es weiterhin ausreichend, die Karte zu ak tualisieren, Fotos aufzunehmen, zusätzliche Höhenmessungen durchzuführen und eine Bestandsaufnahme der existierenden Arten von Pflanzen durchzuführen. Der Plan zum Bauen von beispielsweise neuen Häusern wird dann in die Karte eingezeichnet. Zu diesem Zweck wird die Karte als erstes in ein 3D-CAD-Programm eingegeben. Der Übersichtsplan kann dann entwickelt werden. Nach dem Eingeben der exakten Daten der Aufzeichnung wird dann eine wiedergegebene Fotosimulation gemacht, die in die Aufzeichnung eingegeben werden kann, ohne daß eine weitere Verschiebung und Maßstabsveränderung stattfindet. Dann werden beispielsweise der Visualisierung eine Anzahl von Bäumen zugefügt, deren Ort und Höhe genau berechnet sind. Ein Teil einer Straße kann ebenfalls gelegt werden, die jedoch noch nicht in der Karte verzeichnet ist. Diese Straße kann dann in der Fotosimulation durch Augenschein ausgedehnt werden, worauf das Ergebnis in die Karte zurückübersetzt wird. Schließlich kann das Ganze weiter unter Verwendung von Fotomanipulation bearbeitet werden.
• Eine weitere Annäherung an die Verarbeitung von toposkopischen Meßdaten in einer dreidimensionalen Zeichnung, die Architekten und Stadtplaner als Basis für ihre Gestaltung verwenden könnten, wird wie folgt realisiert. Eine zusätzliche AutoCAD-Anwendung wird eingeschrieben, die die umgewandelten Koordinaten, Foto- und Objektdaten lesen und verarbeiten kann. Die zweidimensionalen Bäume werden hierbei in dreidimensionale Bäume umgewandelt. Dieses Programm erzeugt darüberhinaus eine Reihe von perspektivischen Ansichten, die im wesentlichen den toposkopischen Fotos entsprechen, und die selbstverständlich auch die Gestaltung der neuen Häuser sowie der gemessenen Bäume enthalten können.
• Weitere Vorteile sind:
• (i) Die Karte und die perspektivischen Bilder werden automatisch erzeugt,
• (ii) das Verfahren ist sehr kostengünstig, da einfache Software und billige Komponenten verwendet werden, und
• (iii) das Verfahren kann daher auch auf einem einfachen Computer durchgeführt werden. Das Verfahren ist hierbei auch geeignet, vollständig auf dem Feld durchgeführt zu werden, wodurch Überprüfungen an Ort und Stelle durchgeführt werden können, ob Messungen genau durchgeführt worden sind, und daher falls erforderlich wiederholt werden können.
• Die Verwendung kann selbstverständlich auch mit einem dreidimensionalen anstatt eines zweidimensionalen CAD-Programms erfolgen. Für das Messen von Abständen und Richtungen kann anstatt eines Nivellierungsinstrumentes auch eine sog. "Totalstation", ein Theodolit mit eingebautem elektronischem Abstandsmesser oder ein GPS-Instrument verwendet werden.
• Anstatt einer Fotokamera zum Herstellen der Aufzeichnung kann selbstverständlich auch irgendeine andere Art von Vorrichtung, wie beispielsweise eine Videokamera oder eine CCD-Kamera verwendet werden. Wichtig ist, daß die Aufzeichnungen und perspektivischen Darstellungen leicht zusammen zu überprüfen sind.

Claims (16)

1. Verfahren zum Erzeugen einer durch Multimediabilder gebildeten, integrierten Beschreibung eines Gebietes, indem von wenigstens einem präzise bestimmten Standpunkt im Gebiet aus die Distanz und die Richtung einer Vielzahl von Punkten gemessen und aufgezeichnet werden, die das Gebiet charakterisieren, praktisch simultan vom Standpunkt aus eine Aufzeichnung des Gebietes gemacht wird und aus den aufgezeichneten Distanzen und Richtungen ein perspektivisches Bild des Gebietes entsprechend der Aufzeichnung gebildet wird und die Aufzeichnung mit dem perspektivischen Bild kombiniert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnung eine Karte des Gebietes zugeordnet ist, und das perspektivische Bild von den aufgezeichneten Distanzen und Richtungen abgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Gebietes, der dem aufgezeichneten perspektivischen Bild zugeordnet ist, aus den aufgezeichneten Distanzen und Richtungen abgeleitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen überprüft werden, indem die gebildeten perspektivischen Bilder und die zugehörigen Aufzeichnungen übereinander projiziert werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die perspektivischen Bilder ergänzend Elemente eingefügt werden, und daß diese Elemente durch Übereinanderprojizieren des so ergänzten Bildes und der Aufzeichnung sichtbar gemacht werden.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort oder die Höhe eines Punktes oder Gegenstandes, der das Gebiet charakterisiert und dessen Höhenort bekannt sind, von der Durchführung von Messungen und Aufzeichnungen abgeleitet wird.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufzeichnung und/oder dem perspektivischen Bild Angaben der Richtung, ausgehend vom Standpunkt aus, angeordnet sind.

8. System zum Erzeugen einer durch Multimediabilder gebildeten integrierten Beschreibung eines Gebietes, das versehen ist mit Mitteln (2, 3) zum Messen der Distanz und Richtung von wenigstens einem präzise bestimmten Standpunkt aus, für eine Vielzahl von sichtbaren Punkten (1), Mitteln zum Aufzeichnen der Meßdaten, Mitteln (5) zum praktisch simultanen Durchführen einer Aufzeichnung (3) des Gebietes vom Standpunkt aus und Mitteln, um aus den aufgezeichneten Meßdaten ein perspektivisches Bild des Gebietes entsprechend der Aufzeichnung zu machen, so daß die Aufzeichnung mit dem perspektivischen Bild kombiniert ist.

9. System nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel zum Ableisten einer Karte, die dem aufgezeichneten und perspektivischen Bild zugeordnet ist, aus dessen aufgezeichneten Meßdaten.

10. System nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch Mittel zum Ableiten eines Abschnittes, der dem aufgezeichneten und perspektivischen Bild zugeordnet ist, aus dessen aufgezeichneten Meßdaten.

11. System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsmittel an die Meßmittel angeschlossen sind.

12. System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel ein Nivellierinstrument aufweisen.

13. System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsmittel einen geeignet programmierten Computer aufweisen.

14. System nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen des perspektivischen Bildes einen geeignet programmierten Computer aufweisen.

15. System nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel und die Bilderzeugungsmittel in einem einzigen Computer integriert sind.

16. System nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsmittel eine Kamera aufweisen, die auf dem Nivellierungsinstrument angeordnet ist.