studie - Flugzeuge in echtzeit über der schweiz
kontext
"Automatic Dependent Surveillance-Broadcast", kurz ADS-B, ist ein Überwachungssystem, mit dem Flugzeuge in regelmässigen Abständen Position, Geschwindigkeit, Flughöhe und weitere Daten senden.
Für mich war das der perfekte Ausgangspunkt: Live-Flugdaten in einer 3D-Ansicht der Schweiz in Echtzeit und ohne Flugsimulator-Trick.
Die idee
Über ADS-B können auch private Empfänger Flugzeugdaten empfangen. Mit den WGS84-Koordinaten (GPS) lassen sich 3D-Flugzeugmodelle exakt über einem Geländemodell der Schweiz positionieren.
Die Herausforderung: Rohdaten so aufbereiten, dass eine flüssige
Animation entsteht auch wenn Werte wie Neigung oder Rotation nicht
direkt mitgeliefert werden und ergänzt werden müssen.
Technische Umsetzung
Höhenmodell
Aus den bereinigten XYZ-Daten von Swisstopo wurden 3D-Meshes der Schweiz berechnet. Die 36 GB an Höhendaten mussten auf ein für Unity handhabbares Mass reduziert werden ohne die Darstellung unnötig zu vereinfachen.Texturen
Die Swisstopo-Texturen passen exakt zu den jeweiligen Höhendaten. Das hat das Zuweisen der Kacheln zum Gelände deutlich vereinfacht und Fehler bei der Positionierung vermieden.
Die 42700 Kacheln à 1km x 1km wurden in 4×4-Blöcke auf über 5000 Einzelbilder (Assets) zusammengefasst. Dieselbe Technik wurde auch bei den 3D-Höhendaten angewendet.
Trotz der Reduzierung belegen allein die 4096×4096px Texturen rund 85 GB Speicherplatz. Für die Performance gibt es deshalb drei weitere Auflösungsstufen.
Trotz der Reduzierung belegen allein die 4096×4096px Texturen rund 85 GB Speicherplatz. Für die Performance gibt es deshalb drei weitere Auflösungsstufen.
Koordinatensystem
Die empfangenen GPS-Daten
(WGS84) sind nicht direkt mit den 3D-Mesh-Daten kompatibel. Sie werden
deshalb laufend in das schweizerische Koordinatensystem LV95 umgerechnet damit Flugzeuge und Gelände exakt übereinander liegen.
Datenfluss
ADS-B-Daten kommen per Socket in die App, werden validiert, umgerechnet und an die 3D-Szene weitergegeben mit dem Ziel einer stabilen Darstellung, auch bei vielen gleichzeitigen Flugobjekten.
die darstellung
Sichtbarkeit
In der normalen Ansicht wird die Grösse der Flugzeuge mit der Entfernung zur Kamera bis auf das 40-fache vergrössert. In Originalgrösse wären sie aus der Distanz kaum erkennbar.Im Screenshot sind die Flugzeuge zu Demonstrationszwecken um den Faktor 200 vergrössert und nach Airlinern gefiltert.
Optionen
Grundsätzlich ist die Kamera an ein Flugzeug gebunden. Mit «Look at» richtet sie sich in einer Linie durch das Flugzeug auf ein gewähltes Ziel aus.Ist zusätzlich «Nearest» aktiviert, sucht die Software das Flugzeug, das dem Ziel am nächsten ist und wechselt per Animation zu diesem Flugzeug.
impressionen
projekt im kopf?
Ich freue mich auf eine Nachricht. Ob für ein konkretes Projekt, eine Zusammenarbeit oder einfach ein Kennenlernen.