BIMAGE - Building Information Management based on Geospatial 3D Imagery

Ziel des Projekts ist die Realisierung von cloudbasierten 3D-Bilddiensten für das Building Information Management. Dazu soll ein System zur effizienten bildbasierten 3D-Innenraumerfassung entwickelt werden. Über ein vollständig cloud- und webbasiertes Softwareframework sollen zukünftige Anwenderinnen und Anwender aus dem Hochbau- und Immobilienbereich ein virtuelles Fenster in ihre realen Liegenschaften und Infrastrukturen inkl. 3D-Messfunktionalität erhalten. Damit soll das Projekt BIMAGE einen wichtigen Beitrag hin zu einer (Gebäude) "Infrastruktur 4.0 - made in Switzerland" leisten.

Ausgangslage

Das Informationsmanagement im Hochbau, insbesondere im Immobilien- und Facility Management, erfolgt grösstenteils noch ohne aktuelle digitale Inventare oder digitale Plangrundlagen - dies im Gegensatz zum Infrastrukturmanagement im Tiefbau bzw. im Aussenraum, wo Geoinformationssysteme heute eine zunehmend wichtige Rolle spielen. Hauptgründe für die fehlende bzw. langsame Adaption raumbezogener digitaler Inventare im Gebäudebereich dürften der hohe zeitliche und finanzielle Aufwand für die 3D-Geometrieerfassung sowie die (zu) anspruchsvolle Nutzung der 3D-Daten sein. Mit den Innovationen aus dem BIMAGE-Projekt erhalten zukünftige Kunden und Anwender/innen die Möglichkeit einer effizienten und kostengünstigen 3D-Informationserfassung und vor allem ein einfach zu bedienendes, intuitiv verständliches virtuelles Fenster in ihre realen Liegenschaften und Infrastrukturen - alles auf der Basis eines browserbasierten Cloud Services.

Projektziele

Mit dem Forschungsprojekt BIMAGE sollen die bestehenden 3D-Geobilddienste «infra3D» der Industriepartnerin iNovitas AG für das Infrastrukturmanagement im Aussenraum schrittweise auf neue Anwendungen im Innenbereich erweitert werden. Dabei müssen zahlreiche neue Herausforderungen wie etwa die fehlende GNSS-Positionierung, neue Navigations- und Orientierungskonzepte oder die anspruchsvollen Beleuchtungsverhältnisse gemeistert werden.

In einer ersten Phase soll daher ein Prototyp eines portablen Erfassungssystems für den Innen- und Aussenraum entwickelt werden, um umfangreiche Testdaten erfassen zu können. Diese dienen als Basis für die Entwicklung neuer Softwarekomponenten für die cloudbasierte Datenprozessierung mit einem starken Fokus auf der bildbasierten Georeferenzierung.

Für die zukünftige Aktualisierung und Anreicherung von 3D-Bilddiensten sollen Bilddaten, welche mit einem Smartphone oder einem Tablet aufgenommen wurden, automatisiert integriert werden. Da die Positionierungssensorik der Erfassungsgeräte nur grobe Näherungswerte liefert, soll auch hier der genaue Raumbezug über die Bilddaten berechnet werden.

Schliesslich soll die Architektur des Webdienstes an die erhöhten Anforderungen für Dienste im Innenraum angepasst werden. Neben der gesteigerten Komplexität und der grösseren Datenmenge betrifft dies vor allem die Navigation im dreidimensionalen Raum, welche auch für Laien einfach und intuitiv sein soll.

Teilprojekte

Das BIMAGE-Projekt ist in vier parallel laufende Teilprojekte unterteilt:

• BIMAGE.CapturePro - Effiziente Datenerfassung mit mobilen Erfassungssystemen für 3D-Geobilddienste in Innenräumen.
• BIMAGE.CaptureMobile - Integration von Smartphone- oder Tablet-Bildern zu raumbezogenen Dokumentationszwecken oder für die Nachführung von 3D-Bilddiensten.
  
• BIMAGE.ImageBasedGeoreferencing - Hochgenaue Verortung und Orientierung der 3D-Bilddaten mittels bildbasierter Georeferenzierung.
  
• BIMAGE.Navigation & Interaction - Weiterentwicklung der 3D-Geobilddienste für eine bessere Navigation in Innenräumen.

Publikationen

• Blaser, S., Cavegn, S., Rettenmund, D. & Nebiker, S., 2018. Innosuisse-Projekt BIMAGE – Cloudbasierte 3D-Bilddienste für das Gebäudemanagement. Geomatik Schweiz, 116(9), S. 260-263.
• Blaser, S., Cavegn, S. & Nebiker, S., 2018. Development of a Portable High Performance Mobile Mapping System Using the Robot Operating System. In: ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Karlsruhe, Germany, Vol. IV-1, pp. 13-20. https://doi.org/10.5194/isprs-annals-IV-1-13-2018
  
• Rettenmund, D., Fehr, M., Cavegn, S. & Nebiker, S., 2018. Accurate Visual Localization in Outdoor and Indoor Environments Exploiting 3D Image Spaces as Spatial Reference. In: The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Karlsruhe, Germany, Vol. XLII-1, pp. 355-362. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-1-355-2018
  
• Cavegn, S., Blaser, S., Nebiker, S. & Haala, N., 2018. Robust and Accurate Image-Based Georeferencing Exploiting Relative Orientation Constraints. In: ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Riva del Garda, Italy, Vol. IV-2, pp. 57-64. https://doi.org/10.5194/isprs-annals-IV-2-57-2018
  
• Blaser, S., Nebiker, S. & Cavegn, S., 2018. On a Novel 360° Panoramic Stereo Mobile Mapping System. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 84(6), pp. 347-356. https://doi.org/10.14358/PERS.84.6.347
  
• Nebiker, S., 2017. 3D Imagery for Infrastructure Management – Mobile Mapping meets the Cloud. Photogrammetric Week 2017, Stuttgart. http://www.ifp.uni-stuttgart.de/phowo/2017/PDF/28-Nebiker-Abstract.pdf
  
• Holdener, D., Nebiker, S. & Blaser, S. 2017. Design and Implementation of a Novel Portable 360° Stereo Camera System with Low-Cost Action Cameras. In: International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Hamburg, Germany, Vol. XLII-2/W8, pp. 105-110. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-2-W8-105-2017
  
• Blaser, S., Nebiker, S. & Cavegn. S., 2017. System Design, Calibration and Performance Analysis of a Novel 360° Stereo Panoramic Mobile Mapping System. In: ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Hannover, Germany, Vol. IV-1/W1, pp. 207-213, https:// doi.org/10.5194/isprs-annals-IV-1-W1-207-2017
  
• Cavegn, S., Nebiker, S. & Haala, N., 2016. A Systematic Comparison of Direct and Image-Based Georeferencing in Challenging Urban Areas. In: International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Prague, Czech Republic, Vol. XLI-B1, pp. 529-536. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLI-B1-529-2016
  
• Nebiker, S., Cavegn, S. & Loesch, B., 2015. Cloud-Based Geospatial 3D Image Spaces—A Powerful Urban Model for the Smart City. ISPRS International Journal of Geo-Information, 4(4), pp. 2267-2291. http://www.mdpi.com/2220-9964/4/4/2267
  

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