Bina nesnelerinin cıtygml standardına göre LoD2 ve LoD3 ayrıntı düzeylerinde üç boyutlu modellenmesi
Three-dimensional modelling of building objects at LoD2 and LoD3 in accordance with citygml standard
Yazar: ŞÜHEDA ÖZDOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. ALİ MELİH BAŞARANER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Kentlerin giderek büyüyen ve karmaşıklaşan yapısı, yönetim süreçlerine gelişkin bilgi ve iletişim teknolojilerinin dahil edilmesi gereksinimini artırmıştır. Buna paralel olarak, farklı alanlarda üç boyutlu (3B) kent modellerinin oluşturulması ve kullanımı yaygınlaşmaktadır. 3B kent modelleri, gürültü yayılma simülasyonu ve haritalaması, kent ve telekomünikasyon planlaması, afet yönetimi, eğitim amaçlı gerçek zamanlı simülasyonlar ve tesis yönetimi gibi çeşitli uygulamalarda mekansal analiz ve görselleştirme amaçlı kullanılabilmektedir. Bu nedenle, yerel yönetimler 3B kent modellerini oluşturma çalışmalarına başlamıştır. Bu kapsamda, 3B CBS ve sanal coğrafi ortamlar gibi yeni kavram ve teknikler halen geliştirilme aşamasındadır.
3B kent modellerini temsil eden ortak bir standart olarak CityGML, farklı kaynaklardan gelen 3B kent verilerini depolamak, yönetmek ve entegre etmek için, Açık Mekan Konsorsiyumu (OGC) tarafından geliştirilmiştir. CityGML, 3B geometrileri, temaları ve semantikleri, öznitelikleri ve ilişkileri destekleyen ve gerçekçi görselleştirme için gelişmiş seçenekler sunan nesne yönelimli modeldir. CityGML bir kente ait bina, ulaşım ve bitki örtüsü gibi temel nesneleri tanımlamaktadır. 
Bu 3B kent modelleri, çoklu ölçeklerde oluşturulmaktadır. CityGML standardı beş ayrıntı düzeyinde (LoD) mimari, kentsel ya da bölgesel kapsamda, amaca uygun birçok topografik nesnenin üç boyutlu geometrisi, topolojisi, semantiği ve görünüşünü (görsel temsili) tanımlar. 3B geometri ve görünüş bilgilerine ek olarak, yukarıda söz edilen uygulamalar özellikle kapsamlı semantik bilgiler gerektirirler. Modeller, daha düşük doğruluklu 2.5B model (LoD0)'den başlayıp ve kapsamlı iç mekan modeli (LoD4)'nde sonlanan beş ayrıntı düzeyinde temsil edilmektedir.
Ülkemizde şimdiye kadar 3B kent modelleri daha çok belediyelerce görselleştirme amaçlı olarak oluşturulmuştur. Bu modeller ileri kentsel analiz süreçlerine, henüz etkin olarak dahil edilmiş değildir. Ayrıca şu ana kadar oluşturulan modeller, yaygın kabul görmüş standartları desteklememektedir. CityGML standardına uygun 3B kent modeli oluşturma çalışmaları, henüz çok yeni ve çok az sayıdadır. 
Bu tez çalışmasında, CityGML standardı incelenmekte ve bina nesnelerinin farklı ayrıntı düzeylerinde modellenmesine ilişkin kavramlar ve teknikler irdelenmekte ve bu kapsamdaki gelişmeler ele alınmaktadır. Bu amaçla ilgili yazılımlardan bazıları incelenmiş ve CityGML standardında 3B kent modelleme için en uygun yazılım olan CityGRID™ tercih edilmiştir.  Uygulamada İstanbul iline ait mevcut 3B bina verileri, CityGML standardına uygun olarak LoD2 ve LoD3 ayrıntı düzeylerinde modellenmiştir. Modelleme aşamaları kapsamlı olarak incelenmiş, uygulamada karşılaşılan sorunlar ortaya konmuş ve gelecekteki çalışmalara yönelik bazı öneriler ve değerlendirmeler yapılmıştır.

Abstract:
Owing to continuously growing and complicating structure of cities, it is highly neccessary to include advanced information and communication technologies in their management processes. In parallel, the creation and the use of three-dimensional (3D) city models are widespreading in different areas. 3D city models can be used for spatial analysis and visualization in various applications such as noise propagation simulation and mapping, urban and telecommunication planning, disaster management, real-time simulations for training purposes, and facility management. Therefore, local governments have started to work on building 3D city models. In this context, new concepts and techniques such as 3D GIS and virtual geographic environments are still under development.
In order to store, manage, and integrate data from multiple sources, CityGML has been developed as a standard by Open Geospatial Consortium (OGC) to represent 3D city models. CityGML is an object-oriented model that supports 3D geometry, themes and semantics, and attributes and relationships as well as presents sophisticated options for realistic visualization.  CityGML defines the main objects in a city, such as buildings, transportation, and vegetation. 
These 3D city models have been constituted at multiple scales. CityGML standard describes 3D geometry, topology, semantics and appearance (visual representation) of many relevant topographic objects in urban or regional context at five levels of detail (LoDs). In addition to 3D geometry and appearance information, above mentioned applications particularly require advanced semantic information. The model starting from 2.5D less accurate model (LoD0) and ending with very detailed indoor model (LoD4). 
In our country, the 3D city models have been so far generated by municipalities mainly for visualization purposes. These models have not been effectively included in urban analysis processes yet. Besides, the available models have not supported the widely adopted standards. 3D city modeling works complying with CityGML standard are too new and few.
In this thesis study, CityGML standard is investigated and concepts and techniques for modeling building objects at different levels of detail are examined as well as the developments in this context are discussed. For this purpose, some of the related softwares have been examined and CityGRID™ was preferred as the most appropriate software among them. In practice, existing 3D building data belonging to the province of Istanbul has been modeled at LoD2 and LoD3. Modeling phase is investigated in detail and practical problems are presented as well as some suggestions and evaluations for future research are made.