SUEZ 3D: Erste Version eines Multi-Input-Cesium-Viewers

SUEZ Smart Solutions ist ein Geschäftsbereich der SUEZ-Gruppe, der technologische Lösungen für die intelligente Wasser- und Abfallwirtschaft anbietet. Im Januar 2024 startete Suez ein Proof of Concept (POC), einen bedeutenden Schritt in seinen Bemühungen, Interventionen in seinem Wassermanagementnetzwerk zu optimieren. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Erforschung der Möglichkeiten, die die 3D-Visualisierung bietet, mit dem Hauptziel, ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, das ein tiefgehendes Verständnis des Netzwerks und den Zugang zu detaillierten technischen Informationen ermöglicht.

Eine Co-Kreation von SUEZ Smart Solution mit Camptocamp

Suez übertrug die Entwicklung dieses 3D POC an Camptocamp, eine Entscheidung, die durch die nachgewiesene Expertise unseres Unternehmens in der Nutzung von Cesium-Technologie begründet war. Das Vertrauen, das in Camptocamp gesetzt wird, basiert auf mehr als zehn Jahren Erfahrung in diesem Bereich, was das Unternehmen zu einem Pionier macht, dessen Entwickler von Cesium zertifiziert sind. Aufbauend auf früheren Erfolgen hat sich Camptocamp als bevorzugter Partner für die Durchführung innovativer Projekte auf Basis von Cesium etabliert.

Die Ziele des Projekts

Ein Abwassernetz umfasst Rohre, die Abwasser transportieren, Wehrstrukturen zur Regelung des Durchflusses, Rückhaltebecken zur Bewältigung von Überlastungen, Hebestationen mit Pumpen und begehbare Netzwerke zur Inspektion. Unser Projekt konzentriert sich auf die 3D-Modellierung von Rohren und Installationen, wobei zwischen begehbaren Netzwerken, die in 3D erfasst werden, und nicht begehbaren Netzwerken, die theoretisch dargestellt werden, unterschieden wird.

Wir streben an, eine einzige Schnittstelle zu schaffen, die eine flüssige Navigation zwischen zwei verschiedenen Modi ermöglicht:

• 3D-Aussenbereich, der alle 3D-Objekte umfasst, unabhängig von ihrem Typ,
• 3D-Innenbereich, der eine eingeschränkte Navigation innerhalb der begehbaren Leitungen bietet

Die Synchronisierung zwischen diesen beiden Umgebungen ist entscheidend, um sicherzustellen, dass jede Bewegung, die in einem Modus gemacht wird, beim Wechsel in den anderen Modus reflektiert wird.

Uns stehen drei Arten von Objekten in den folgenden Formaten zur Verfügung: GPKG (2D), IFC (3D) und OBJ (3D).

Die GPKGs beschreiben die Linien des theoretischen Rohrleitungsnetzes. IFCs stellen Einrichtungen im Zusammenhang mit dem Wassermanagement dar, während OBJs den begehbaren Rohren entsprechen.

Das von Cesium bevorzugte Format ist 3D Tiles. Daher ist eine Konvertierungsstufe erforderlich.

Um die GPKGs zu konvertieren, haben wir eine FME-Verarbeitungskette entwickelt, die die 2D-Geometrien und Attribute, die in der Schicht gespeichert sind, verwendet. Wir beginnen mit Linien und enden mit theoretischen Fahrzylindern.

Bei Objekten im IFC-Format haben wir uns ebenfalls für FME entschieden. Die grosse Herausforderung bestand darin, das in den IFCs gespeicherte Georeferenzierungsverfahren zu nutzen, um die Tiles zu erzeugen.

Für die Konvertierung von Meshes in das OBJ-Format haben wir schliesslich eine hybride Verarbeitungskette gewählt, die ein glTF-Konvertierungstool mit dem Cesium-Tiler kombiniert.

Darüber hinaus bietet das Projekt die Möglichkeit, Objekte abzufragen und ein Fenster anzuzeigen, das ihre Attribute auflistet. Eine Integration in ein Portal ist ebenfalls vorgesehen, mit einer API, die die Kommunikation zwischen dem Portal und der Anwendung ermöglicht, unterstützt durch die Verwendung von WebComponents.

Eine effiziente Softwarearchitektur für 3D-Rendering und -Visualisierung

Die für den 3D-Viewer von SUEZ entwickelte Komponente nutzt die leistungsstarken Fähigkeiten von Cesium, um ein immersives 3D-Viewing- und Navigationserlebnis zu bieten.

Navigation

Ein bemerkenswertes Merkmal dieser Lösung ist die Nutzung der erweiterten Funktionen von Cesium, die eine Navigation unterhalb der Erdoberfläche ermöglichen und so eine vollständige und detaillierte Darstellung des unterirdischen Netzwerks bieten. Die eingeschränkte Navigation, das Herzstück der Lösung, wird durch eine präzise Steuerung der Position der Kamera sichergestellt, mit der Möglichkeit, sie auf bestimmte Rohre neu zu fokussieren. Die Berechnung der optimalen Kameraausrichtung während der Fahrt fügt der Benutzererfahrung eine zusätzliche Dimension hinzu.

Um die Benutzererfahrung zu optimieren, haben wir eine Tastaturnavigationsoption integriert, die einen intuitiven und immersiven Ansatz ähnlich dem von Videospielen bietet. Diese Funktion ermöglicht es den Benutzern, sich flexibel durch das 3D-Modell zu bewegen und zu navigieren, was ein interaktives und ansprechendes Erlebnis sicherstellt. Die Hinzufügung dieser Tastaturnavigationsoption verbessert die Benutzerfreundlichkeit des Viewers und bietet eine Vielzahl von Methoden zur Erkundung und Interaktion mit dem 3D-Netzwerk, die auf die individuellen Vorlieben der Benutzer zugeschnitten sind.

Symbolik und Abfrage

Um die Sichtbarkeit von Objekten zu verbessern, verwendet der Viewer eine systematische Symbolik basierend auf Objektattributen sowie spezifische Symbole, um Auswahlmöglichkeiten hervorzuheben. Auf technischer Ebene haben wir die Sichtbarkeit von Objekten durch die Definition eines Stils in einer Sprache, die spezifisch für den 3D-Viewer ist, optimiert. Mit bedingten Regeln haben wir das Erscheinungsbild der theoretischen Rohre basierend auf Kriterien wie Begehbarkeit, Abschnittstyp und zugehörigem Netzwerk angepasst.

In einer komplexen Szene, in der sich viele Objekte in unmittelbarer Nähe befinden, kann die Genauigkeit der Auswahl entscheidend sein. Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben wir eine Funktion eingeführt, um angeklickte Objekte vorübergehend auszublenden, wodurch die präzise Auswahl des gewünschten Objekts in einer dichten Umgebung erleichtert wird. Detaillierte Informationen zu jedem Objekt sind dann über Tooltips zugänglich, die auf den Attributen der Schicht basieren.

Integration in das SUEZ-Ökosystem

Ein wesentlicher Aspekt des Projekts ist die nahtlose Integration des Visualizers in die gesamte SUEZ-Lösung. Dies wird durch die Erstellung einer dedizierten Webkomponente ermöglicht, die eine reibungslose Integration und harmonische Nutzung innerhalb des SUEZ-Ökosystems garantiert.

Camptocamp und digitale Zwillinge

Camptocamp ist stolz darauf, SUEZ Smart Solution bei der Entwicklung seines 3D-Business-Visualizers unterstützt zu haben. Die enge Zusammenarbeit mit den Teams von SUEZ ermöglichte die Implementierung eines massgeschneiderten und effizienten Werkzeugs auf soliden Open-Source-Grundlagen von Cesium.

Die Erfahrung von Camptocamp mit Cesium reicht mehr als zehn Jahre zurück. Das Unternehmen gehört daher zu den allerersten Firmen, deren Entwickler von Cesium zertifiziert sind.

Diese Expertise ermöglichte es uns beispielsweise, den Geospatial World Forum Excellence Award für das Projekt swissgeol.ch zu erhalten.

Diese Technologie wurde auch erfolgreich für die Website schweizmobil.ch verwendet, um 3D-Visualisierungen von Bergwanderwegen oder Gebäuden und Infrastrukturen auf dem Schweizer Bundesgeoportal bereitzustellen.

Ein weiteres Beispiel für die Nutzung von Cesium ist das Digital-Twin-Projekt der Metropole Rennes. Dies ist das COOPTERR-Projekt, eine Plattform für territoriale Zusammenarbeit, die auf dem digitalen Zwilling von Rennes Métropole basiert und über den folgenden Link zugänglich ist.

Mit Cesium ist die 3D-Visualisierung im Web ohne Plugins oder zusätzliche Software möglich, abgesehen von einem gängigen Webbrowser.

Möchten Sie Ihre 3D-Daten oder Ihren digitalen Zwilling auf effiziente Weise an Ihre Teams verteilen? Ihnen ein Virtual Reality Erlebnis im Kontext Ihres Projekts bieten? Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, um Ihr Projekt mit unseren Expertenteams für die Projektumsetzung mit Cesium zu besprechen.