Applied Mathematics 1 Teknologi for utvikling av tredimensjonale digitale kartsystemer: Illustrert med eksempler fra TellMaris prosjektet Seminar Informasjonsteknologi for sikker og effektiv sjøtransport i intermodale transportkjeder Det Norske Veritas, Høvik mars 2004 Jan Rasmus Sulebak Seniorforsker, SINTEF IKT Geografisk Informasjonsteknologi

Applied Mathematics 2 Teknologi for utvikling av tredimensjonale digitale kartsystemer 1.Bakgrunn: Teknologi for utvikling av tredimensjonale digitale kartsystemer ved SINTEF 2.Presentasjon av resultater fra TellMaris prosjektet 3.Presentasjon av et forslag til nytt prosjektinitiativ innen maritime IT

Applied Mathematics 3 1. Three-dimensional digital map systems  SINTEF IKT have developed unique technology to build real-time three- dimensional digital mapping systems  High competence and skills within applied mathematics, geomatics, cartography and computer graphics  Based on efficient algorithms and data structures for digital terrain modeling, image compression, map rendering and display

Applied Mathematics 4 Benefits of three-dimensional digital map systems  Present the map in a three-dimensional natural perspective using digital elevation models, high-resolution remote sensing images and 3D models  Coupling with existing map data bases and web technology this technology provides the opportunity to produce the next generation dynamic and interactive 3D map systems  A powerful tool to provide complex geospatial information to end-users in a more efficient and intuitive manner  An increasing need among decision makers, politicians and press for better visualization tools

Applied Mathematics 5 Examples on application areas:  Crisis management and rescue operations  Maritime navigation systems  Environmental resource monitoring  Environmental impact studies  Area-, facilities- and Urban-planning  Geohazards (modeling, simulation and analysis)  Simulator technology (Flight-simulators, Ship-simulators, etc)  Tourism  Game and entertainment...

Applied Mathematics 6 Tool for efficiently monitoring of human activities and natural resources in Forolhogna National park Environmental monitoring: Environmental monitoring/Geohazards: Oil spill : Tool for modeling and visualization of contamination in vulnerable environments (Spitzbergen, Svalbard) Forolhogna National park

Applied Mathematics 7 Flight simulator: Simulator technology: 3D virtual landscape model used in the flight simulator “Silent wings” developed by Thomas Sevaldrud Ship simulator: 3D virtual landscape model used in a Ship simulator developed by SINTEF Marintek

Applied Mathematics 8 Crisis management and rescue operations: Identified search area or (lost person/avalanche accident) Operating units with GPS Area already searched Coordinating and monitoring rescue operations in mountainous area

Applied Mathematics 9 Development of a 3D map interface for tourist information on mobile computers

Applied Mathematics 10 TellMaris - IST prosjekt  EU’s 5. rammeprogram  Budsjett 3,5 million euro (EU: 1,9 mill)  Varighet juni 2001-desember 2003  12 partnere (6 CR + 6 AC)

Applied Mathematics 11 Partnere  Sintef (Co-ordinator, Norway)  Tellus (Norway)  Fraunhofer Institute for Computer Graphics (Germany)  Nokia Research Center (Finland)  Helsinki University of Technology (Finland)  Pouliadis Associates Corporation (Greece)

Applied Mathematics 12 Målsetning  Den overordnete målsetningen er å utnytte digitale terrengmodeller og 3D bymodeller for å utvikle 3D kart for fremhenting av turistinformasjon på mobile datamaskiner  Brukermålsetningen er å øke kvaliteten og tilgjengeligheten på land basert turistinformasjon for fritidsbåtbrukere.  Utvikle prototyper på mobile plattformer for å teste og demonstrere bruken av 3D kart for fritidsbåtbrukere

Applied Mathematics 13 Resultat første brukerundersøkelse: Viktige tjenester:  Oppdatert værinformasjon  Informasjon om ledig havneplass  Informasjon om havnefasiliteter  Tilgang til (by) kart og informasjon om aktiviteter i omegn  Bedre kartstøtte for navigering og innseiling til havner Tilgjengelighet (plattform):  47% sa det ville være nyttig få motta denne informasjonen ombord på en PDA/mobiltelefon/bærbar PC med internett tilgang  36% sa de ville bli lenger på et sted dersom de fikk bedre og mere relevant informasjon  bedre og mer detaljert informasjon ville påvirke 70% til å forandre reiserute

Applied Mathematics 14 Server API TellMaris Server Technology TOB WEB services/ XML TG1 Terrain data 3D models Tourist data TG2 PC Windows XP/2000 Java/Java 3D SINTEF Nokia communicator Symbian Nokia OpenGL ES NOKIA HP Ipaq Windows CE/Pocket PC Java/VRML Fraunhofer dynamic streaming 3D MAP DOWNLOADED IN ADVANCE 2D Map data

Applied Mathematics 15 TOB: Tønsberg (1 prototype) 3D Map view 2D Map view Navigational information Figure 1 3D Map view 2D Map view

Applied Mathematics 16 TOB: Tønsberg (1 prototype)

Applied Mathematics 17 TOB: Turku (2 prototype)

Applied Mathematics 18 TOB: Turku (2 prototype)

Applied Mathematics 19 TOB: Turku (2 prototype)

Applied Mathematics 20 TOB: Turku (2 prototype)

Applied Mathematics 21 TellMaris Guide applications: NOKIA Communicator (Tønsberg) NOKIA Communicator (Turku) HP IPAQ (Turku) NOKIA 7650 (Turku)

Applied Mathematics 22  3D kart for fremhenting av turistinformasjon  For TOB var navigasjon det viktigste mht 3D kart  Nyttig med internettaksess ombord og tilgang til havneinformasjon  Uvant å ta 3D kartet i bruk på mobiltelefon (TG), mer informativt enn forventet  Nyttig med 3D for enklere orientering (landemerker i 3D som kirker, hoteller, terrengformasjoner)  Krav til posisjonering (TG)  Nyttig med direkte tilgang til turistinformasjon ved klikking på 3D objekter.  2D kart raskere å bruke, men 3D kart var enklere for orientering  Kombinasjon av både 2D- og 3D kart ønskelig  3D kart for bruk til navigasjonsformål  Nyttig å se landskapet i et 3D perspektiv  Nyttig med 3D modeller av landemerker, sjømerker annen navigasjonskritiske objekter  Kunne utnytte terreng formasjoner (horisonter) for navigering/orientering  Letter å evaluere og vurdere gode ankringsplasser (uthavner)  Finne farleder i le for vind ved å utnytte terrenginformasjon  Litt uvant å ”manøvrere” i 3D kartet.  Nyttig å kunne se båtens posisjon i 3D kartet TellMaris – Noen konklusjoner og erfaringer ved bruk av 3D kart

Applied Mathematics 23  The overall objective is development of new technology (models and tools) to improve safety related to maritime navigation  Partial objectives:  Develop the next generation map system for maritime navigation  Provide more readable and understandable sea maps  Contribute to international standardization efforts for development of three- dimensional sea maps  Challenges  Investigate and explore the use of 3D technology, detailed three-dimensional terrain models) to improve navigation safety  Develop a 3D sea-map model based on a digital terrain model (onshore/offshore)  Build a three-dimensional sea-map system for use in maritime navigation Presentation of a RTD initiative within the area of maritime information technology

Applied Mathematics 24  Key features of the system:  Based on a new three-dimensional sea-map model including  detailed seafloor models  digital terrain models on-shore (islands and costal zone area)  3D models of sea-marks, light-houses, buoys, etc  A 3D map visualization view (main map view )  New set of navigational services based on 3D technology and the 3D sea map model  Real-time access to map updates and navigation critical information

Applied Mathematics 25  Several providers of chart plotter systems have already extended their products with 3D capability (3D visualization of sea floor)  The initiative has received positive feedback from “NHD”, “Innovasjon Norge” and “Sjøkartverket”  The project will confirm Norway's position as a leading nation within maritime information technology  From old 2D sea charts  to more readable and understandable 3D sea charts. It is only a matter of time...  If not Norway who else??

Applied Mathematics 26  Further progress  SINTEF are now seeking partnership from the maritime IT industry, research institutes, public and governmental institutions....  Finish a project draft (end of Mars 2004)  Arrange a seminar discussing the outline and content of the project proposal (April/May)  Contact: Jan Rasmus Sulebak, SINTEF ICT   PHONE: