Forschung

Die Forschungsaktivitäten des Leonhard Obermeyer Centers umfassen ein breites Spektrum an digitalen Methoden, die zur Erfassung, Analyse und Gestaltung der gebauten Umwelt entwickelt werden. Sie werden durch die wissenschaftliche Expertise der einzelnen Lehrstühle sowie durch gemeinsame Forschungsprojekte getrieben. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Erforschung digitaler Methoden, die in der Lage sind, die vielfältigen Skalen der Modellierung und Simulation der bebauten Umwelt zu überbrücken - von wenigen Millimetern bis hin zum Maßstab eines ganzen Landes.

Im Einzelnen umfassen die Forschungsgebiete, die von den Lehrstühlen des Zentrums abgedeckt werden: Gebäudeinformationsmodellierung, Infrastrukturmodellierung, raumzeitliche Analyse, Fußgängerdynamik, Bauprozesssimulation (CMS)

Geodatenmodellierung, Geographische Informationssysteme, Geodatenbanken und Dateninfrastrukturen, Innennavigation (GI)

Computergestütztes Architekturdesign, Digitale Entwurfsmethoden, Fallbasiertes Denken, Digitale Fertigung (AI)

Numerische Methoden, Finite-Elemente-Methode, interaktive und Echtzeit-Struktursimulation, Multiskalen- und Multiphysik-Probleme (CIE)

Photogrammetrie, Fernerkundung, Bild- und Punktwolkenanalyse, Computer Vision (PRS)

 

Projekte

Automated Code Compliance Checking

Eines der wichtigsten Themen bei der Planung eines Bauvorhabens ist es, die Qualität der Entwurfsplanung konstant auf einem hohen Niveau zu halten. Daher muss diese Qualität während der gesamten Projektlaufzeit kontinuierlich auf Genauigkeit und Einhaltung der geltenden Normen und Richtlinien überprüft werden. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, einen Ansatz zu entwickeln, der die Automatisierung dieses Prozesses mit Hilfe digitaler Methoden ermöglicht. Ein Kooperationsprojekt mit dem Nemetschek Konzern und der ALLPLAN GmbH.

USP | Urban Strategy Playground

USP zielt darauf ab, interaktive Werkzeuge zu entwickeln, die die Entwicklung von innerstädtischen Planungsstrategien unterstützen. Durch die Überwachung wichtiger Bauvorschriften und die Bereitstellung von Visualisierungen und Simulationsergebnissen in Echtzeit dienen sie als fundierte Grundlage für Diskussionen und Argumentationen im politischen Entscheidungs- und Planungsprozess und unterstützen wiederum die Entwicklung von innerstädtischen Planungsstrategien, die gut zu ihrem urbanen Kontext passen.

Virtual Arabia - GIS2BIM: Multi Resultion Models of Constructions and Built Infrastructure

In diesem Projekt konzentrieren wir uns auf Bauwerke und gebaute Infrastrukturen mit besonderem Interesse an der Bereitstellung von Informationen in einer variierenden und sich dynamisch verändernden Tiefe. Wir entwickeln ein System, das die Möglichkeit bietet, detaillierte Informationen (auch auf sehr feinkörnigen Ebenen) über Konstruktionen in Echtzeit zu erhalten, wobei die interaktive Informationssteuerung trotz eines großen Datenaufkommens erhalten bleibt.

KSD | Knowledge Supported Design

Ziel dieser Forschung ist es, dem Architekten bereits in der frühen Entwurfsphase IT-Unterstützung zu bieten. Im Wesentlichen erweitert das Projekt zwei der wichtigsten Werkzeuge des Architekten - die Skizze und die Verwendung von Referenzen zu Fallstudien - durch den Einsatz von Informationstechnologie, die Datenspeicherkapazität des Computers und die Fähigkeit, Informationen schnell in Datennetzen zu transportieren.

CDP | Collaborative Design Platform

Die Verwendung eines Computers zur Realisierung kreativer Designaufgaben ist immer noch schwerfällig und ineffizient. Eines der schwierigsten Probleme ist die unzureichende Mensch-Computer-Interaktion der meisten aktuellen Computersysteme. Im Rahmen eines interdisziplinären Projekts wurde eine kollaborative Designplattform im Maßstab 1:1 entwickelt.

Energy Atlas Berlin

Der Energieatlas Berlin ist ein Instrument zur Unterstützung der strategischen Umwelt- und Energieplanung in Berlin und London. Sie umfasst die Darstellung des Ist-Zustandes der Umwelt, energiebezogener Objekte und Parameter im Sinne eines urbanen Inventars. Darüber hinaus können verschiedene Maßnahmenoptionen wie der Vergleich des geschätzten Energiebedarfs und des Produktions- und Einsparpotenzials, z.B. durch erneuerbare Energiequellen und energetische Gebäudesanierung, analysiert und visualisiert werden.

Construction progress control based on integrated point cloud interpretation and 4d building models

Ein zentrales Thema ist die automatische Überwachung des Baufortschritts, um Abweichungen zu erkennen und Verzögerungen vorherzusagen. In diesem Projekt geht es darum, die in einer sich verändernden Umgebung aufgenommenen 3D-Punktwolken mit einem planmäßigen 3D-Modell zur Änderungserkennung, Objektextraktion, Schätzung von verstopften Bauteilen mit Integration von Bauprozesswissen oder Änderungen des geplanten Bauprozesses vor Ort abzugleichen.

Enrichment and Multi Purpose Visualization of Building Models with Emphasis on Thermal Infrared Data

Das Projekt dient zwei Hauptzielen: (i) aus thermischen Infrarot-(TIR)-Daten, die auf einer Bildanalyse basieren, nicht sichtbare Merkmale von Gebäuden zu extrahieren und zu interpretieren und (ii) die 3D-Gebäudemodelle mit den Informationen aus nicht sichtbaren Merkmalen zu aktualisieren und zu ergänzen.

3D City DB

Die preisgekrönte 3D-Stadtdatenbank ist eine kostenlose 3D-Geodatenbank zum Speichern, Darstellen und Verwalten von CityGML-konformen Stadtmodellen auf Basis einer Standard-Datenbank für räumliche Beziehungen. Das Datenbankmodell enthält semantisch reichhaltige, hierarchisch strukturierte, mehrskalige städtische Objekte, die komplexe GIS-Modellierungs- und Analyseaufgaben weit über die Visualisierung hinaus ermöglichen.

CityGML

Der internationale OGC-Standard CityGML ist ein gängiges Informationsmodell und eine XML-basierte Kodierung für die Darstellung, Speicherung und den Austausch von virtuellen 3D-Stadt- und Landschaftsmodellen und übernimmt insbesondere die Darstellung der semantischen und thematischen Eigenschaften, Taxonomien und Aggregationen. Diese semantischen 3D-Stadtmodelle werden in Projekten zur Stadtinformationsfusion und zum City Lifecycle Management eingesetzt.

Computer-Aided Collaborative Subway Planning in Multi-Scale 3D City and Building Models

Ziel der Forschungsgruppe ist es, Methoden und Techniken für die kollaborative Planung von Infrastrukturbauprojekten mit Hilfe von 3D-Stadt- und Gebäudemodellen zu untersuchen und zu entwickeln. Das 3D-Modell ist mit einer raumzeitlichen Datenbank, mit externen Geodatenquellen und GIS-Analysemethoden zu verknüpfen. Mit Hilfe eines Augmented-Reality-Systems können Planer vor Ort das 3D-Planungsmodell lokalisieren.

Finite Element Mesh Generation

Der Lehrstuhl für Computation in Engineering (CiE) forscht seit Anfang der 90er Jahre auf dem Gebiet der Netzgenerierung und entwickelt einen Algorithmus zur Oberflächennetzgenerierung zur Diskretisierung von beliebigen Freiformflächen mit dreieckigen und vierseitigen Elementen (DoMesh). In neueren Forschungsphasen wurde der Oberflächennetzgenerator zu einem Mesh-Generations-Framework erweitert, das beliebige BRep-Volumina mit gekrümmten tetraedrischen Elementen hoher Ordnung und dünnwandigen schalenartigen Strukturen mit gekrümmten sechsflächigen Elementen hoher Ordnung (TUM.GeoFrame) diskretisiert.

BIM-coupled vibroacoustic simulation

Das Projekt ist in eine von der DFG geförderte Verbundforschung eingebunden und wurde gemeinsam mit Prof. Wohlmuth (TUM, Mathematik), Prof. Schanda (FH Rosenheim) und Dr. Rabold (ift Rosenheim) durchgeführt. Ziel dieses Teilprojektes ist es, numerische Simulationen mit der p-Version der Finite-Elemente-Methode (p-FEM) durchzuführen, um das vibroakustische Verhalten von Holzkonstruktionen zu berechnen und zu schätzen. Die effiziente Integration in moderne Planungsabläufe motiviert die Kopplung von Simulationsmodellen mit parametrischen Gesamtgebäude-Informationsmodellen (BIM).e

Very High Resolution Synthetic Aperture Radar

Dieses Projekt beschäftigt sich mit den Möglichkeiten und Herausforderungen der Nutzung von luftgestützten InSAR-Daten zur Analyse von dicht bebauten Stadtgebieten. In diesem Zusammenhang werden sowohl mehraspekt- als auch mehrbasige Ansätze zur Ableitung von Oberflächenmodellen sowie zur Gewinnung von Gebäudemodellen untersucht. Dabei sind die spezifischen Eigenschaften von SAR-Bildern zu berücksichtigen: Abschattungen, Verkürzungen, Zwischenbereiche und Streuer zeigen je nach Blickrichtung des Sensors ein völlig anderes Verhalten. Dies ist eine große Herausforderung bei der Kombination von Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen, ermöglicht aber die Reduzierung von Bereichen mit Schatten und Zwischenräumen.