TY  - THES
A1  - Buchholz, Henrik
T1  - Real-time visualization of 3D city models
T1  - Echtzeit-Visualisierung von 3D-Stadtmodellen
N2  - An increasing number of applications requires user interfaces that facilitate the handling of large geodata sets. Using virtual 3D city models, complex geospatial information can be communicated visually in an intuitive way. Therefore, real-time visualization of virtual 3D city models represents a key functionality for interactive exploration, presentation, analysis, and manipulation of geospatial data. This thesis concentrates on the development and implementation of concepts and techniques for real-time city model visualization. It discusses rendering algorithms as well as complementary modeling concepts and interaction techniques. Particularly, the work introduces a new real-time rendering technique to handle city models of high complexity concerning texture size and number of textures. Such models are difficult to handle by current technology, primarily due to two problems: - Limited texture memory: The amount of simultaneously usable texture data is limited by the memory of the graphics hardware. - Limited number of textures: Using several thousand different textures simultaneously causes significant performance problems due to texture switch operations during rendering. The multiresolution texture atlases approach, introduced in this thesis, overcomes both problems. During rendering, it permanently maintains a small set of textures that are sufficient for the current view and the screen resolution available. The efficiency of multiresolution texture atlases is evaluated in performance tests. To summarize, the results demonstrate that the following goals have been achieved: - Real-time rendering becomes possible for 3D scenes whose amount of texture data exceeds the main memory capacity. - Overhead due to texture switches is kept permanently low, so that the number of different textures has no significant effect on the rendering frame rate. Furthermore, this thesis introduces two new approaches for real-time city model visualization that use textures as core visualization elements: - An approach for visualization of thematic information. - An approach for illustrative visualization of 3D city models. Both techniques demonstrate that multiresolution texture atlases provide a basic functionality for the development of new applications and systems in the domain of city model visualization.
N2  - Eine zunehmende Anzahl von Anwendungen benötigt Benutzungsschnittstellen, um den Umgang mit großen Geodatenmengen zu ermöglichen. Virtuelle 3D-Stadtmodelle bieten eine Möglichkeit, komplexe raumbezogene Informationen auf intuitive Art und Weise visuell erfassbar zu machen. Echtzeit-Visualisierung virtueller Stadtmodelle bildet daher eine Grundlage für die interaktive Exploration, Präsentation, Analyse und Bearbeitung raumbezogener Daten. Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Implementierung von Konzepten und Techniken für die Echtzeit-Visualisierung virtueller 3D-Stadtmodelle. Diese umfassen sowohl Rendering-Algorithmen als auch dazu komplementäre Modellierungskonzepte und Interaktionstechniken. Insbesondere wird in dieser Arbeit eine neue Echtzeit-Rendering-Technik für Stadtmodelle hoher Komplexität hinsichtlich Texturgröße und Texturanzahl vorgestellt. Solche Modelle sind durch die derzeit zur Verfügung stehende Technologie schwierig zu bewältigen, vor allem aus zwei Gründen: - Begrenzter Textur-Speicher: Die Menge an gleichzeitig nutzbaren Texturdaten ist beschränkt durch den Speicher der Grafik-Hardware. - Begrenzte Textur-Anzahl: Die gleichzeitige Verwendung mehrerer tausend Texturen verursacht erhebliche Performance-Probleme aufgrund von Textur-Umschaltungs-Operationen während des Renderings. Das in dieser Arbeit vorgestellte Verfahren, das Rendering mit Multiresolutions-Texturatlanten löst beide Probleme. Während der Darstellung wird dazu permanent eine kleine Textur-Menge verwaltet, die für die aktuelle Sichtperspektive und die zur Verfügung stehende Bildschirmauflösung hinreichend ist. Die Effizienz des Verfahrens wird in Performance-Tests untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die folgenden Ziele erreicht werden: - Echtzeit-Darstellung wird für Modelle möglich, deren Texturdaten-Menge die Kapazität des Hauptspeichers übersteigt. - Der Overhead durch Textur-Umschaltungs-Operationen wird permanent niedrig gehalten, so dass die Anzahl der unterschiedlichen Texturen keinen wesentlichen Einfluss auf die Bildrate der Darstellung hat. Die Arbeit stellt außerdem zwei neue Ansätze zur 3D-Stadtmodell-Visualisierung vor, in denen Texturen als zentrale Visualisierungselemente eingesetzt werden: - Ein Verfahren zur Visualisierung thematischer Informationen. - Ein Verfahren zur illustrativen Visualisierung von 3D-Stadtmodellen. Beide Ansätze zeigen, dass Rendering mit Multiresolutions-Texturatlanten eine Grundlage für die Entwicklung neuer Anwendungen und Systeme im Bereich der 3D-Stadtmodell-Visualisierung bietet.
KW  - Computergrafik
KW  - Geovisualisierung
KW  - 3D-Stadtmodelle
KW  - Texturen
KW  - computer graphics
KW  - geovisualization
KW  - 3d city models
KW  - textures
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-13337
ER  - 
TY  - THES
A1  - Begu, Enkela
T1  - Elections in a spatial context : a case study of Albanian parliamentary elections, 1991-2005
T1  - Wahlen im räumlichen Kontext : eine Fallstudie über die Parlamentswahlen in Albanien, 1991-2005
N2  - Exploring elections features from a geographical perspective is the focus of this study. Its primary objective is to develop a scientific approach based on geoinformation technology (GIT) that promotes deeper understanding how geographical settings affect the spatial and temporal variations of voting behaviour and election outcomes. For this purpose, the five parliamentary elections (1991-2005) following the political turnaround in 1990 in the South East European reform country Albania have been selected as a case study. Elections, like other social phenomena that do not develop uniformly over a territory, inherit a spatial dimension. Despite of fact that elections have been researched by various scientific disciplines ranging from political science to geography, studies that incorporate their spatial dimension are still limited in number and approaches. Consequently, the methodologies needed to generate an integrated knowledge on many facets that constitute election features are lacking. This study addresses characteristics and interactions of the essential elements involved in an election process. Thus, the baseline of the approach presented here is the exploration of relations between three entities: electorate (political and sociodemographic features), election process (electoral system and code) and place (environment where voters reside). To express this interaction the concept of electoral pattern is introduced. Electoral patterns are defined by the study as the final view of election results, chiefly in tabular and/or map form, generated by the complex interaction of social, economic, juridical, and spatial features of the electorate, which has occurred at a specific time and in a particular geographical location. GIT methods of geoanalysis and geovisualization are used to investigate the characteristics of electoral patterns in their spatial and temporal distribution. Aggregate-level data modelled in map form were used to analyse and visualize the spatial distribution of election patterns components and relations. The spatial dimension of the study is addressed in the following three main relations: One, the relation between place and electorate and its expression through the social, demographic and economic features of the electorate resulting in the profile of the electorate’s context; second, the electorate-election interaction which forms the baseline to explore the perspective of local contextual effects in voting behaviour and election results; third, the relation between geographical location and election outcomes reflecting the implication of determining constituency boundaries on election results. To address the above relations, three types of variables: geo, independent and dependent, have been elaborated and two models have been created. The Data Model, developed in a GIS environment, facilitates structuring of election data in order to perform spatial analysis. The peculiarity of electoral patterns – a multidimensional array that contains information on three variables, stored in data layers of dissimilar spatial units of reference and scales of value measurement – prohibit spatial analysis based on the original source data. To perform a joint spatial analysis it is therefore mandatory to restructure the spatial units of reference while preserving their semantic content. In this operation, all relevant electoral as well as socio-demographic data referenced to different administrative spatial entities are re-referenced to uniform grid cells as virtual spatial units of reference. Depending on the scale of data acquisition and map presentation, a cell width of 0.5 km has been determined. The resulting fine grid forms the basis of subsequent data analyses and correlations. Conversion of the original vector data layers into target raster layers allows for unification of spatial units, at the same time retaining the existing level of detail of the data (variables, uniform distribution over space). This in turn facilitates the integration of the variables studied and the performance of GIS-based spatial analysis. In addition, conversion to raster format makes it possible to assign new values to the original data, which are based on a common scale eliminating existing differences in scale of measurement. Raster format operations of the type described are well-established data analysis techniques in GIT, yet they have rarely been employed to process and analyse electoral data. The Geovisualization Model, developed in a cartographic environment, complements the Data Model. As an analog graphic model it facilitates efficient communication and exploration of geographical information through cartographic visualization. Based on this model, 52 choropleth maps have been generated. They represent the outcome of the GIS-based electoral data analysis. The analog map form allows for in-depth visual analysis and interpretation of the distribution and correlation of the electoral data studied. For researchers, decision makers and a wider public the maps provide easy-to-access information on and promote easy-to-understand insight into the spatial dimension, regional variation and resulting structures of the electoral patterns defined.
N2  - Gegenstand der vorliegenden Studie ist die Erforschung der aus politischen Wahlen resultierenden Raumstrukturen mit Methoden und Techniken der Geoinformationsverarbeitung. Auf der Basis eines gemeinsamen räumlichen Bezuges wird es durch die Verknüpfung der Wahlergebnisse mit ausgewählten wirtschaftlichen, demographischen und sozialen Parametern möglich, die räumliche Verteilung, Kernräume (Hochburgen) und räumlich-strukturelle Verknüpfungen der Wahlergebnisse politischer Parteien zu untersuchen. Die Resultate tragen zu einem besseren Verständnis der Ergebnisse politischer Wahlen und deren räumliche Dimensionen auf nationaler bis lokaler Ebene bei. Die Studie wird am Beispiel der fünf Parlamentswahlen (1991-2005) des südosteuropäischen Reformstaates Albanien durchgeführt, die seit der politischen Wende 1990 stattgefunden haben. Ausgangspunkt der Untersuchung ist die Tatsache, dass Wahlen, wie zahllose andere gesellschaftliche Phänomene auch, eine räumliche Dimension besitzen. Diese kommt in der territorialen Organisation politischer Wahlen in Wahlkreisen explizit zum Ausdruck. In der parlamentarischen Vertretung der politischen Parteien spiegelt sich dies allerdings nur indirekt wider. Zwar waren die parteipolitischen Aspekte politischer Wahlen als auch die parlamentarische Repräsentation sowie die soziodemographischen Strukturen der Wahlbevölkerung Gegenstand einer Vielzahl von Studien aus Politik- und Sozialwissenschaften. Dies auch gilt für die Geographie. Die erwähnte räumliche Dimension politischer Wahlen wurde bislang aber seltener in das Zentrum von Untersuchungen gestellt. Es mangelt insofern auch an spezifischen Methodologien, die eine integrierte Untersuchung aller relevanten Wahlparameter ermöglichen und eine umfassende Bewertung alle Aspekte des Wahlwahlverhaltens einer Wahlbevölkerung bei politischen Wahlen unterstützen. Die vorliegende Studie untersucht strukturelle wie räumliche Merkmale und Zusammenhänge der wesentlichen Faktoren, die bei politischen Wahlen relevant sind. Ausgangspunkt ist die Untersuchung so genannter Wahlmuster, die durch das Zusammenwirken folgender Faktoren entstehen: Wahlprozess (Wahlsystem, Wahlcode), politische und soziodemographische Kenndaten der Wahlbevölkerung, räumliche Ausbreitung und regionale Struktur der Wahlbezirke sowie die räumliche Verteilung und Strukturierung der Wahlbevölkerung. Als Wahlmuster wird die endgültige Repräsentation von Wahlergebnissen, i.d.R. in Tabellen- und Kartenform, betrachtet. Wahlmuster entstehen durch komplexe Interaktion der sozialen, wirtschaftlichen, juristischen und räumlichen Merkmale der Wahlbevölkerung zu einer bestimmten Zeit (Wahltag) in einem bestimmten Raum (Wahlgebiet). Für die Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Dimension der Wahlmuster werden Methoden und Techniken der Geoinformationsverarbeitung eingesetzt. Die räumliche Dimension wird dabei in drei Merkmalsgruppen untersucht: Erstens, die Beziehungen zwischen Raum (Standort) und Wahlbevölkerung, wie sie sich in den demographischen, wirtschaftlichen und sozialen Kennwerten der Wahlbevölkerung manifestieren. Zweitens, die Interaktion zwischen Walbevölkerung und Wahl, die die Grundlage bildet, um regionale Kontexteffekte bei Wahlverhalten und Wahlergebnissen zu untersuchen. Drittens, die Verknüpfung von Wahlergebnissen und deren räumlichen Bezügen, wie sie sich in der stetigen Veränderung der Wahlkreisgrenzen niederschlägt. Um die genannten Merkmalsgruppen zu untersuchen, werden drei Variablengruppen gebildet: räumliche, unabhängige, abhängige Variablen. Ihre raumzeitlichen Interaktionen werden mittels zweier raumbezogener Modelle untersucht. Das graphikfreie Datenmodell wird in einem Geoinformationssystem erstellt und erlaubt die Strukturierung der Wahldaten. Dies bildet eine Voraussetzung für die nachfolgende räumliche Analyse. Das besondere Kennzeichen der Wahlmuster – eine mehrdimensionale Matrix der Variableninformation, die in unterschiedlichen, nicht aggregierbaren administrativen Raumbezugseinheiten vorliegt – behindert die räumliche Analyse der Originaldaten. Um dennoch räumliche Analysen durchzuführen, ist es erforderlich, den Raumbezug zu verändern bei gleichzeitiger Beibehaltung der thematischen Merkmale. Hierbei werden alle Wahldaten sowie die relevanten soziodemographischen Daten auf eine gemeinsame Raumbezugseinheit bezogen. Statt unterschiedlich administrativ abgegrenzter Raumeinheiten werden regelmäßige Rasterzellen gleicher Maschenweite als Raumbezugseinheiten definiert und den bisherigen, separaten Raummustern der Variablen überlagert. Auf diese Weise wird die räumliche Gleichverteilung aller Variablen in eine gemeinsame räumliche Bezugsbasis überführt, ohne dass die semantischen Merkmale verändert werden. Entsprechend dem Erfassungs- und Präsentationsmaßstab wurde eine Maschenweite von 0,5 km gewählt. Der hieraus resultierende feingranulare Raumgitter bildet die gemeinsame Basis für die nunmehr möglich integrierte räumliche Analyse aller Merkmalsgruppen. Die hier beschriebene rasterbasierte Raumanalyse stellt eine eingeführte Methode der GIS-basierten Geoinformationsverarbeitung dar. Sie wurde bislang jedoch selten zur Verarbeitung und Analyse von Wahldaten eingesetzt. Das mit dem Datenmodell korrespondierende graphikbezogene Visualisierungsmodell wird in einer Kartenkonstruktionsumgebung erstellt und erlaubt die fachgerechte kartographische Veranschaulichung ausgewählter Analyseergebnisse des Datenmodells. Daten- und Kartenmodell sind durch einen Datenfilter verknüpft, der die erforderliche Datenkonversion ermöglicht. Auf Basis des Visualisierungsmodells wurden zweiundfünfzig Kartenmodelle des Kartogramm- bzw. Kartodiagrammtyps erzeugt. Sie ermöglichen die vertiefte visuelle Exploration, Analyse und Interpretation der räumlichen Verteilung und Korrelation der untersuchten Wahldaten. Komplementär zum graphikfreien Datenmodell eröffnet das Visualisierungsmodell Fachwissenschaftlern, politischen Entscheidungsträgern und - in begrenztem Umfang – einer interessierten Öffentlichkeit einen intuitiven Erkenntniszugang zur den räumlichen Dimensionen, der regionalen Variation der Wahlergebnisse und den resultierenden raumgebundenen Wahlmustern.
KW  - Wahlen
KW  - Wahlmuster
KW  - räumliche Analyse
KW  - Visualisierungsmodell
KW  - Wahlverhalten
KW  - elections
KW  - electoral patterns
KW  - spatial analysis
KW  - geovisualization
KW  - voting behaviour
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15923
ER  -