Sistema de Información Geográfica 4D Web basado en CityGML

El proyecto REACT, en el que grupo MoBiVAP ha participado a través de la Universidad de Valladolid a lo largo de los últimos tres años, ha finalizado el 31 de marzo. Durante esta última anualidad se ha llevado a cabo la tarea 5.4 del proyecto titulada Desarrollo de un Sistemas de Información Geográfica 4D para entornos urbanos que ha consistido en desarrollar un visualizador dentro del marco de la Web 3D para navegar modelos CityGML con un elevado nivel de detalle (LoD 4). Además el visualizador incorpora la posibilidad de controlar y simular el avance del tiempo en el modelo, permitiendo mostrar u ocultar los elementos que son visibles en cada instante.

Nuestro visualizador permite navegar en 4D modelos CityGML en la Web gracias al framework Cesium

Sistema de Información Geográfico 4D en Web3D con el árbol de objetos CityGML y la lista de propiedades

El desarrollo del prototipo está basado en [Cesium](https://cesiumjs.org Cesium – WebGL Virtual Globe and Map Engine), un framework flexible y potente para el diseño de Globos Virtuales Web con soporte para formatos CZML y, lo más importante, para GLTF. Este último ha sido el elegido para representar la información geométrica y semántica de CityGML en el navegador. Para ello ha sido necesario desarrollar una herramienta de conversión desde CityGML (serializado en XML) a GLTF (serializado en JSON), pasando por una representación intermedia en formato COLLADA (en XML). Al fichero GLTF se le ha añadido la información semántica de CityGML en JSON que relaciona cada elemento con su geometría mediante su identificador. Además se ha utilizado la biblioteca jQuery y el plugin jstree para el desarrollo de la interfaz de usuario con HTML y CSS.

El modelo CityGML puede ser importado en Blender gracias a su conversión intermedia en el formato COLLADA

El edificio situado en la Calle Juan Bravo número 56 de Segovia, ha sido elegido para el modelado por estar enmarcado en el caso de uso del proyecto y su elevado valor histórico. El modelo 3D en CityGML se ha creado utilizando Trimble SketchUp y el plugin CityEditor, aunque debido a algunas limitaciones (como la inexistencia de la clase bldg:Room y la generación de bldg:RoofSurface por cada cara en una malla) ha sido necesario realizar algunos cambios sobre el fichero XML resultante.

El modelado CityGML del edificio de la Calle Juan Bravo 56 alcanza el nivel de detalle 4

Etiquetado semántico en CityGML del edificio mediante CityEditor en SketchUp Visualización 3D en FZK Viewer del modelo etiquetado con CityGML

Además, MoBiVAP también ha participado en la tarea 5.2 dedicada a la toma de decisiones sobre intervenciones para mejorar la eficiencia energética a partir de múltiples criterios. Los resultados de esta tarea se han integrado con el visualizador en forma de un cuestionario que permite al usuario introducir manualmente algunos datos sobre el consumo energético de la vivienda y sus instalaciones. A partir de esta información y, mediante un algoritmo basado en árboles de decisión, es posible obtener una lista de las intervenciones recomendadas ordenadas según su conveniencia.

El cuestionario sobre eficiencia energética permite identificar las mejores intervenciones posibles

Despliegue del cuestionario sobre eficiencia energética asociado a este edificio que muestra las intervenciones más favorables

En el siguiente vídeo se muestran los resultados obtenidos, incluyendo el funcionamiento del visualizador, la simulación del tiempo, el cuestionario de eficiencia energética. Obsérvese también el elevado nivel de detalle alcanzado en el modelo CityGML.

En este proyecto MoBiVAP ha podido aprovechar su amplia experiencia y conocimientos en CityGML y visualización 3D para llevar a cabo esta tarea. Los resultados has sido obtenidos por las tres personas que han participado en el proyecto REACT:

  • Rubén Martínez García (optimización multicriterio de las intervenciones para eficiencia energética)
  • José Luis Martínez Jiménez (Sistema de Información Geográfica 4D)
  • Sonia Álvarez Díaz (Modelado 3D en CityGML)

Estos y otros resultados serán expuestos a finales de mes en una reunión que tendrá lugar en la propia Segovia, ciudad que fue elegida como caso de uso del proyecto por su elevado valor patrimonial.

El prototipo está disponible para su evaluación en [la siguiente URL](http://gis4d.mobivap.es Aplicación Web SIG4D). Se recomienda utilizar Chrome, Safari o Firefox sobre una tarjeta gráfica moderna con los controladores actualizados, debido a la utilización de shaders de WebGL. En función del hardware es posible que se aprecien ralentizaciones al mover la cámara.

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