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developer_ah

Google Earth 3D-Modelle extrahieren mit Pix4D und PV*SOL premium 2018

Question

 

http://www.valentin-software.com/services/fw/yt-tut-de/dl-pvsolprem-de

 

1. Screenshots anfertigen in Google Earth Pro

2. Photogrammetrie mit Pix4D

3. Import des 3D-Modells in PV*SOL premium

 

Starten Sie zunächst Google Earth Pro.

Für dieses Video habe ich ein frei stehendes, relativ komplexes Gebäude in England gewählt.

Ich gebe hier nun die Koordinaten des Objekts ein.

Von diesem Objekt soll ein 3D-Modell extrahiert werden.

Als Erstes ermittle ich die Abmessung einer Kante des Modells. Diese wird später in PV*SOL benötigt, um den Maßstab zu reproduzieren.

Hierzu nutze ich die Lineal-Funktion von Google Earth und zeichne einen 3D-Pfad an eine gut sichtbare Kante.

Die gemessene Länge der Kante beträgt ca. 20m.

Im nächsten Schritt werde ich von der Szene ca. 30 - 40 Screenshots anfertigen, um daraus später in Pix4D ein 3D-Modell zu erstellen.

Um bei der Photogrammetrie ein optimales Ergebnis zu erzielen, sollten zunächst alle Beschriftungen und Menüs ausgeblendet werden.

Nun können die Screenshots angefertigt werden. Empfehlung:

 

Machen Sie Bilder auf 3 verschiedenen Flughöhen:

- 12 Bilder auf Höhe des Firstes bzw. des höchsten Punkts des Gebäudes.

- 8 Bilder aus verschieden Winkeln der Vogelperspektive

- 12 Bilder auf 3 Metern Höhe

 

Achten Sie darauf,

- dass das Zielgebäude immer vollständig zu sehen ist,

- dass pot. zusätzliche Abschattungsobjekte zu sehen sind,

- und dass die Bilder nicht zu verdreht sind.

 

Je mehr Bilder aus verschiedensten Perspektiven anfertigt werden, desto besser ist später das erstellte 3D-Modell.

Bei manchen Photogrammetrie-Programmen ist es sinnvoll, zusätzlich noch einige Nahaufnahmen zu machen.

Bewegen Sie auch die Maus vorm Erstellen des Screenshots möglichst aus dem Bild, damit der Mauscursor nicht im Bild zu sehen ist!

Wenn Sie die 30-40 Screenshots angefertigt haben, starten Sie anschließend Pix4Ddesktop.

Sie können dieses Programm derzeit als 14 Tage-Testversion herunterladen, indem Sie sich auf:

https://pix4d.com/product/pix4dmapper-photogrammetry-software/

ein Kundenkonto anlegen.

Nachdem Sie Pix4Dmapper Pro gestartet haben, gelangen Sie auf die "Home"-Seite des Programms.

Legen Sie als Erstes ein neues Projekt an.

Es öffnet sich der Dialog "Neues Projekt".

Hier können Sie den Projektordner auswählen.

Hier geben Sie den Projektnamen ein.

Im nächsten Schritt werden bereits die angefertigten Screenshots hinzugefügt.

Klicken Sie auf "Bilder hinzufügen"

Wählen Sie nun mit "Strg-A" alle Screenshots aus.

Die folgende Meldung kann ignoriert werden.

Hier sehen Sie nun einen Überblick über die Geodaten und das Kameramodell, welche aus den Bildern ermittelt wurden.

Dadurch, dass ich Screenshots erzeugt habe, sind nicht viele Daten enthalten.

Die nächsten Seiten sind derzeit nicht interessant.

Klicken Sie sich weiter durch.

Auf der letzten Seite sehen Sie im Überblick, welche Detailtiefe beim fertigen 3D-Modell erwartet werden kann und wie lang der Erstellungsprozess wahrscheinlich dauert.

Wählen Sie noch den Menüpunkt "3D-Modelle" und klicken Sie anschließend "Finish".

Es wird nun die Kartenansicht angezeigt.

Diese ist derzeit uninteressant, da keine Geoinformationen in den Bildern enthalten sind.

Als nächstes kann bereits das 3D-Modell erzeugt werden. Bevor ich auf Start klicke, schauen wir uns zuerst die Optionen hierfür an.

Klicken Sie auf "Prozess" und anschließend auf "Prozessoptionen".

Interessant sind zunächst nur die Einstellungen zum "Prozess" und zu "Punktwolke und Mesh".

Die generellen Prozessoptionen lasse ich unverändert. Achten Sie darauf, dass bei "Keypoints Image Scale" --> Full gewählt ist.

Mit den Einstellungen zur "Punktwolke" können Sie später etwas experimentieren, um ggf. ein noch besseren Ergebnis zu erzielen. Ich belasse die Einstellungen unverändert.

An den Meshoptionen müssen ein paar Dinge angepasst werden, damit das 3D-Modell in PV*SOL premium später korrekt importiert werden kann.

Ich möchte, dass die Texturen aus den Screenshots in das 3D-Modell übertragen werden.

Die maximale Octree Tiefe setzen wir auf 14.

Bei der Texturgröße (Textursize) sollten maximal eher 4096 Pixel eingestellt werden.

Beim Detailgrad muss die maximale Anzahl Dreiecke eingeschränkt werden, da PV*SOL premium derzeit nur 3D-Modelle mit maximal 500.000 Eckpunkten akzeptiert.  Das erreichen Sie mit der Dezimierungsstrategie "Sensitive".

Nach Abschluss der Photogrammetrie wird automatisch eine Modell-Datei erzeugt. Hier legen sie fest, dass diese Datei im Format .obj angelegt wird.

Nun kann das 3D-Modell erzeugt werden.

Führen Sie zunächst nur Schritt 1 aus!

Dieser Vorgang kann mehrere Minuten dauern. Ich spule vor.

Sie sehen nun im Ergebnis die reproduzierten Positionen der Kamera und die Tie Points.

Die Kamera-Positionen lassen sich ausblenden.

 Das Programm hat leider manchmal Schwierigkeiten, die korrekte Lage des Models aus den Screenshots zu ermitteln.

Hier sieht man ein völlig unnatürliches Gefälle, welches korrigiert werden muss.

Zur Korrektur der Ausrichtung und Neigung des Modells gibt es die Funktion "Orientation Constraints".

Setzen Sie die Enden des 3D-Pfeils an eine Strecke, von der Sie wissen, dass sie parallel zur Höhenachse verläuft. (Hier z-Achse!!)

Schritt 1 muss nun überarbeitet werden.

Das Modell ist nun korrigiert worden. Als Nächstes kann das Dreiecks-Mesh generiert werden.

ich spule wieder etwas vor. ;)

Nun ist das 3D-Modell bereits komplett und kann betrachtet werden.

Wenn Sie das Mesh betrachten möchten, müssen Sie zunächst "Triangle Meshes" aktivieren.

Ich möchte nur das triangulierte Mesh betrachten und deaktiviere die anderen Elemente.

Sie sehen, dass das 3D-Modell schon nahe an das Google Original heranreicht.

Öffnen Sie nun PV*SOL premium 2018 oder eine höherer Version!

Ich befinde mich bereits in der 3D-Visualisierung von PV*SOL premium und habe dort ein neues Projekt begonnen.

Importieren Sie nun das 3D-Modell, welches Sie mit Pix4D erstellt haben. Klicken Sie hierzu diesen Button.

Sie finden die .obj - Datei, sowie Materialien und Textur im Projektordner, den Pix4D angelegt hat.

Ich platziere das 3D-Modell einfach in die Mitte des Terrains.

Wie Sie sehen, ist das 3D-Modell in einem unüblichen Koordinatensystem abgespeichert, welches korrigiert werden muss.

Machen Sie dazu einen Doppelklick auf das Modell und wählen Sie die Option "Tilt backward". (Nach hinten neigen)

Auch in PV*SOL premium ist das Modell gut importiert worden. Hier bereits mit Darstellung des Schattens.

Überprüfen Sie nun noch die Länge der in Google Earth ausgemessenen Strecke.

Zeichnen Sie dazu ein Belegungsflächen-Polygon ein.

Sie sehen, dass das Modell nicht maßstabsgerecht ist. Es muss korrigiert werden (Siehe Video).

Außerdem muss die Ausrichtung angepasst werden!

Anschließend kann das Gebäude mit PV-Modulen belegt werden. :)

 

Ende des Tutorials.

Vielen Dank fürs Zuschauen!

 

Bei dem zuletzt vorgestellten Programm handelt es sich um PV*SOL premium, eine Planungssoftware der Firma Valentin Software aus dem Bereich Photovoltaik (Regenerative Energien). Schwerpunkte dieser Software sind die Planungsunterstützung und Ertragsprognose. Mit der integrierten 3D-Visualisierung wird der Einfluss der Abschattung auf den Ertrag berücksichtigt. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikanlagen mit und ohne Eigenverbrauch.

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