CROSSES - Crowd Simulation System for Emergency Situations (2002)

Ansprechpartner: B.-M. Wolf

Fast wöchentlich erreichen uns Berichte über Katastrophenfälle oder gewalttätige Ausschreitungen in der gesamten Welt. Feuerwehr- und Polizeieinsatzkräfte, die versuchen, die Situation in den Griff zu bekommen, gehören dann wie selbstverständlich zu den Bildern.

Um auf die Einsätze vorbereitet zu sein, führen die jeweiligen Einrichtungen praktische Übungen durch. Vielerorts gibt es Bestrebungen, die Übungen effizienter zu gestalten – in diesem Zusammenhang wird auch an Computersimulationen gearbeitet.

An dieser Stelle setzt ein von der Europäischen Union finanziertes Forschungsprojekt an. Das CROSSES-Projekt   ("CROwd Simulation System for Emergency Situations"), in dem auch das Institut für Photogrammetrie und GeoInformation mitarbeitet, wird Ende 2002 abgeschlossen sein.

An das System werden verschiedene Anforderungen gestellt. Zum einen sollen die Einsatzkräfte in einer bekannten Umgebung trainieren können. Das bedeutet, die Orte oder Anlagen, bei denen sonst praktische Übungen stattfinden, müssen innerhalb des Systems dargestellt werden. Zum anderen besteht eine wichtige Aufgabe darin, eine realitätsnahe Atmosphäre zu schaffen; es müssen verletzte oder unverletzte Menschen simuliert werden, die menschliches - der Situation angepasstes - Verhalten zeigen. Ferner gilt es, Geräusche zu produzieren, denn diese unterstreichen nicht nur die Wirklichkeitstreue, sie rufen zum Beispiel auch Gefühle wie Angst hervor. Der zu trainierende Polizist muss dann mit der virtuellen Welt interagieren und zum Beispiel Entscheidungen treffen, die das System interpretieren kann. "Ruft" er beispielsweise einer virtuellen Person (auch Avatar genannt) etwas zu, so reagiert diese. Fordert er einen Krankenwagen an, so wird ein solcher auch bereitgestellt. In der nächsten Abbildung ist die Oberfläche eines ersten System-Prototypes zu sehen. Gut zu erkennen sind die Steuerfunktionalitäten, über die die zu trainierende Person verfügt. Im Vordergrund sieht man einen Avatar, die Gebäude werden als einfache Quader dargestellt.

Oberfläche des System-Prototypen

AVI-Video, das den laufenden CROSSES Prototypen zeigt (4MB, niedrige Auflösung)

AVI-Video in höherer Auflösung (11MB)

Die Grundlage dieses Systems bilden Geodaten, die insbesondere aus Luft- und Satellitenbildern gewonnen werden können. Es ist möglich, kostengünstig die gesamte Szenerie mit wenigen Bildern zu erfassen. Die eigens für dieses Projekt erstellten Luftbilder liegen in einem großen Maßstab vor: Einzelheiten auf der Erdoberfläche sind bis zu einer Größe von 10cm zu erkennen. Die notwendige Verarbeitung der Daten fand bei einer in dem Projekt mitarbeitenden französischen Firma statt (ISTAR). Die Aufgabe des IPI ist es, die für die einzelnen Systemkomponenten wichtigen Daten zu erzeugen. So ist es für die Steuerung der Avatare wichtig zu wissen, welche Bereiche der Szene begehbar sind, hingegen spielt für die Generierung der Geräusche die Höhe der Gebäude und die Beschaffenheit der Oberflächen eine entscheidende Rolle. Diese verschiedenen Anforderungen an die Daten zu formulieren und umzusetzen, stellt einen wesentlichen Teil der Arbeit des IPI dar.

Eine andere vom IPI wahrgenommene Aufgabe betrifft die Entwicklung und Validierung von Verfahren zur automatischen Extraktion von Objekten wie Gebäuden und Vegetation aus den vorhandenen Daten. Erste Ergebnisse sind vielversprechend, siehe die nächste Abbildung. Hier ist ein Luftbildausschnitt dargestellt, dem die automatisch extrahierten Bäume und Gebäude überlagert wurden. Auf den Homepages der Ansprechpartner finden sich weitere Arbeiten zu den Themen.

Testgebiet zur automatischen Objektextraktion. Dargestellt sind extrahierte Bäume und Gebäude

Weitergehende Informationen finden sich auf unseren englischsprachigen Seiten und auf der offiziellen CROSSES-Homepage.