Uni-Bayreuth

Sprungmarken

 

Visualisierung hydrogeologischer Strukturen mit dem MO2GEO Explorer

Lars Schimpf1, Wolfgang Gossel1
1 Fachgebiet Hydro- und Umweltgeologie, Martin-Luther-Universität Halle

P 9.9 in Urbane Hydrogeologie

 

Das OpenSource Tool MO2GEO Explorer wird von der Fachgruppe Hydro- und Umweltgeologie entwickelt, um geologische 3D-Modelle der Öffentlichkeit zur Verfügung zu stellen. Das Programm soll dabei nicht ausschließlich auf die Visualisierung der Daten ausgerichtet sein, sondern auch die Möglichkeiten der Interaktion und der Erstellung neuer Inhalte einbeziehen. Die wesentlichen Schwerpunkte der Entwicklung des Werkzeugs stellen unterschiedliche Import- und Export-Datenformate, 2D- und 3D-Visualisierung, sowie die Erstellung von virtuellen Bohrungen und Profilschnitten dar.

Die Vielzahl verschiedener Modellierungswerkzeuge (gOCad, move etc.) mit ihren jeweiligen Exportformaten macht es notwendig, den MO2GEO Explorer mit den entsprechenden Funktionalitäten auszustatten. Dies beinhaltet die Implementierung der folgenden Datenformate: Esri GRID, Surfer grid, gOCad ASCII und DXF. Während der Entwicklung stellte sich jedoch heraus, dass die exportierten Modelldaten nicht lückenlos und ohne weitere Bearbeitung in die Visualisierungs-Pipeline eingefügt werden können, sodass eine Überarbeitung und Optimierung der Geometrien erfolgen muss. Um eine effiziente Nutzung der Computerressourcen zu gewährleisten, was insbesondere für große high-poly Modelle notwendig ist, wurden RAM-unabhängige OpenGL 3.2 (Visualisierung) und OpenMP (Berechnungen) Routinen implementiert. Die Visualisierung der Modelle erfolgt in frei kalibrierbaren Viewports, die sowohl perspektivische, als auch orthographische Projektionen unterstützen. Gleichzeitig können für unterschiedliche Zwecke verschiedene Szenenbeleuchtungen festgelegt werden. Neben den gängigen Betrachtungsoptionen ist es auch möglich, die Modelldaten überhöht und vertikal separiert darzustellen, sowie Schichten ein- oder auszublenden.

Die Erstellung von virtuellen Bohrungen und Profilschnitten aus den Modelldaten unabhängig von Modellierungswerkzeugen erweitert den künftigen Nutzungsbereich sowie die Verbreitung der 3D-Modelle ungemein und erlaubt eine direkte Interaktion mit dem Modellen. Dabei ist die Qualität der gewonnenen Daten direkt von den zugrunde liegenden Daten abhängig. Die entsprechenden Stützpunkte für Bohrungen und Profilschnitte können per Mausklick oder durch direkte Eingabe der Koordinaten festgelegt werden. Um die Geometrien zu berechnen, werden verschiedene Ray-Traycing und Ray-Triangle-Intersection Algorithmen verwendet. Die verwendeten Methoden eignen sich sowohl für stratiforme, als auch für komplexe Schichtkörper (Linsen, Störungen etc.).

Neben der Möglichkeit, die erzeugten Bohrungen und Profilschnitte in dem programminternen Format abzuspeichern, können diese auch als einfache XYZ-Datensätze oder als Bilddatei exportiert werden. Das interne Format beinhaltet außerdem sämtliche Kamera- und Beleuchtungsjustierungen, sowie generelle Einstellungen, was letztendlich in einem Projekt zusammen gefasst wird, um ein einfacheres Arbeiten zu gewährleisten.

Letzte Änderung 31.10.2013