{"id":{"repo_id":"tu-berlin","oai_identifier":"oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/21556"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/tu-berlin/oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/21556","repository":{"repo_id":"tu-berlin","name":"Technische Universität Berlin","base_url":"https://api-depositonce.tu-berlin.de/server/oai/request"},"display":{"title":"Automatisierte Geometrieaufbereitung digitaler 3D-Stadtmodelle für die Strömungssimulation","abstract":"Die Verwendungsmöglichkeiten für digitale Stadtmodelle haben in den letzten Jahren stetig zugenommen. So werden großflächige 3D-Stadtmodelle nicht mehr nur für die reine Visualisierung genutzt, sondern auch für zum Beispiel Navigationssoftware und Solarpotentialanalysen. Weiterhin wächst der kommunale und städtische Datenbestand digitalisierter Gebäude und mit ihm auch der Wunsch zusätzliche Verwertungsmöglichkeiten zu erschließen. Die vorhandenen digitalen Stadtmodelle lassen sich allerdings in der Regel nicht nahtlos weiterverwenden. Sie müssen zunächst umfangreich nach- und aufbereitet werden, bevor sie, der Anwendung entsprechend angepasst, ihren Einsatz finden. So kann das Modell selbst Fehler besitzen (z. B. fehlende Gebäudeflächen, Selbstverschneidungen) oder auch für eine numerische Simulation unvorteilhafte Eigenschaften aufweisen (z. B. zu kleine Flächen). Weiterhin kann das Modell in einer für die Simulation ungeeigneten Repräsentationsform vorliegen, was eine Konvertierung der Daten notwendig macht. Das führt gegebenenfalls durch Inkompatibilitäten zwischen den Repräsentationsformen oder unterschiedlicher Toleranzen zu weiteren Herausforderungen. Für die Vereinfachung von dreidimensionalen Gebäudemodellen oder die Überführung der Modelle zwischen verschiedenen Detailstufen existieren bereits eine Reihe von Verfahren mit diversen Herangehensweisen. Dabei spielt die Aufrechterhaltung gebäudespezifischer geometrischer Eigenschaften, wie etwa der Komplanarität, Parallelität oder der Rechtwinkligkeit oft eine zentrale Rolle. Es ist jedoch festzustellen, dass die existierenden Verfahren in der Regel einer kartografischen Generalisierung dienen oder der Vereinfachung der Modelle für eine reduzierte visuelle Darstellung. Eine Vereinfachung der Modelle zur optimalen Nutzung für numerische Simulationen bleibt im Regelfall unbeachtet. Hierfür gelten deutlich strengere Anforderungen an die Modelle. So müssen die einzelnen Gebäudemodelle zum Beispiel wasserdichte (geschlossene) Volumenkörper ohne Selbstverschneidungen ergeben. Weiterhin reicht es nicht aus, nur die einzelnen Gebäudemodelle zu betrachten. Auch Abstände zwischen Gebäuden müssen groß genug sein, damit das Luftvolumen mit ausreichend numerischen Netzelementen versehen werden kann. Ist das nicht der Fall, muss das Luftvolumen zwischen den Gebäuden aufgefüllt und die Gebäude zusammengefasst werden. Ziel des Promotionsvorhabens ist eine möglichst hoch automatisierte Aufbereitung von digitalen Stadtmodellen zur effizienten Verarbeitung durch gängige Simulationswerkzeuge aus dem CAD-Umfeld. Dazu wird ein Werkzeug geschaffen, welches die topologischen und geometrischen Informationen der Gebäude den Simulationsanforderungen entsprechend verändert ohne dabei die Simulationsergebnisse wesentlich zu verfälschen. Mittels geeigneter Steuerparameter kann das Werkzeug flexibel dem jeweiligen Stadtmodell beziehungsweise der Simulationsanwendung angepasst werden. Die im Folgenden angeschnittenen Verfahren zur geometrischen beziehungsweise topologischen Vereinfachung werden miteinander kombiniert. Ein gängiges Verfahren zur Vereinfachung der Topologie und Geometrie ist das Zusammenführen komplanarer Flächen oder Kanten. Diese auch unter dem Begriff Merge bekannte Vorgehensweise ist gängige Praxis und wird in dieser Arbeit mit anderen Aufbereitungsverfahren kombiniert. Neben dem Zusammenfassen von Flächen und Kanten spielt das Vereinen von Körpern eine wichtige Rolle. Mit der Booleschen Vereinigung zweier oder mehrere Gebäudemodelle lassen sich innenliegende Flächen (die Kontaktflächen der Modelle) löschen und in weiteren Schritten Details, wie zum Beispiel kleine Abstände an Gebäudeübergängen, erkennen und aufbereiten. Mit Hilfe der morphologischen Schließung werden kleine Luftvolumen, wie etwa bei Innenhöfen, geschlossen. Hierbei werden Körper zunächst aufgebläht und anschließend wieder geschrumpft. Das Resultat ist ein vereinfachter Körper, welcher der Form des Originals stark ähnelt. Durch eine Kombination der morphologischen Schließung und der Booleschen Vereinigung werden zudem kleine Luftvolumen zwischen Gebäuden geschlossen. Mit dem entwickelten Sweep-Verfahren werden gezielt Gebäudeflächen gedreht oder verschoben. Dabei werden beispielsweise die Endpunkte einer Kante aufeinander geschoben, sodass die Kante kollabiert. Auch Komplanarität benachbarter Flächen kann mittels Sweep erzwungen werden. Mit einem anschließenden Mergen von Flächen und/oder Kanten nach jeder Verschiebung oder Drehung einer Fläche wird das Gebäudemodell iterativ vereinfacht. Rundungen werden bei den gegebenen Stadtmodellen gewöhnlich durch mehrere schmale Polygone dargestellt. Das Ersetzen dieser Polygone durch Freiformflächen kann Gebäudemodelle mit vielen Rundungen deutlich vereinfachen. Bei der Erzeugung einer Freiformfläche werden zunächst zusammenhängenden Polygone, die eine Rundung ergeben, detektiert und dann der Rand der Rundung durch B-Spline-Kurven approximiert. Die mittels der Randkurven erstellte Coons-Fläche ist eine B-Spline-Fläche, welche die Randkurven interpoliert. Die vorgestellten Verfahren der Vereinfachung werden an drei Gebäudekomplexen getestet. Mittels einer Gegenüberstellung der aufbereiteten Modelle und der Originalmodelle erfolgt eine Bewertung. Außerdem erfolgt die Bewertung eines erstellten CFD-Netzes für eines der drei Modelle. Das Anwendungsszenario stellt die numerische Strömungssimulation dar. Hierzu wurden exemplarische Windsimulationen für die Stadtmodelle durchgeführt.","abstract_html":"Die Verwendungsmöglichkeiten für digitale Stadtmodelle haben in den letzten Jahren stetig zugenommen. So werden großflächige 3D-Stadtmodelle nicht mehr nur für die reine Visualisierung genutzt, sondern auch für zum Beispiel Navigationssoftware und Solarpotentialanalysen. Weiterhin wächst der kommunale und städtische Datenbestand digitalisierter Gebäude und mit ihm auch der Wunsch zusätzliche Verwertungsmöglichkeiten zu erschließen. Die vorhandenen digitalen Stadtmodelle lassen sich allerdings in der Regel nicht nahtlos weiterverwenden. 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Diese auch unter dem Begriff Merge bekannte Vorgehensweise ist gängige Praxis und wird in dieser Arbeit mit anderen Aufbereitungsverfahren kombiniert. Neben dem Zusammenfassen von Flächen und Kanten spielt das Vereinen von Körpern eine wichtige Rolle. Mit der Booleschen Vereinigung zweier oder mehrere Gebäudemodelle lassen sich innenliegende Flächen (die Kontaktflächen der Modelle) löschen und in weiteren Schritten Details, wie zum Beispiel kleine Abstände an Gebäudeübergängen, erkennen und aufbereiten. Mit Hilfe der morphologischen Schließung werden kleine Luftvolumen, wie etwa bei Innenhöfen, geschlossen. Hierbei werden Körper zunächst aufgebläht und anschließend wieder geschrumpft. Das Resultat ist ein vereinfachter Körper, welcher der Form des Originals stark ähnelt. Durch eine Kombination der morphologischen Schließung und der Booleschen Vereinigung werden zudem kleine Luftvolumen zwischen Gebäuden geschlossen. Mit dem entwickelten Sweep-Verfahren werden gezielt Gebäudeflächen gedreht oder verschoben. Dabei werden beispielsweise die Endpunkte einer Kante aufeinander geschoben, sodass die Kante kollabiert. Auch Komplanarität benachbarter Flächen kann mittels Sweep erzwungen werden. Mit einem anschließenden Mergen von Flächen und/oder Kanten nach jeder Verschiebung oder Drehung einer Fläche wird das Gebäudemodell iterativ vereinfacht. Rundungen werden bei den gegebenen Stadtmodellen gewöhnlich durch mehrere schmale Polygone dargestellt. Das Ersetzen dieser Polygone durch Freiformflächen kann Gebäudemodelle mit vielen Rundungen deutlich vereinfachen. Bei der Erzeugung einer Freiformfläche werden zunächst zusammenhängenden Polygone, die eine Rundung ergeben, detektiert und dann der Rand der Rundung durch B-Spline-Kurven approximiert. Die mittels der Randkurven erstellte Coons-Fläche ist eine B-Spline-Fläche, welche die Randkurven interpoliert. 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Das führt gegebenenfalls durch Inkompatibilitäten zwischen den Repräsentationsformen oder unterschiedlicher Toleranzen zu weiteren Herausforderungen. Für die Vereinfachung von dreidimensionalen Gebäudemodellen oder die Überführung der Modelle zwischen verschiedenen Detailstufen existieren bereits eine Reihe von Verfahren mit diversen Herangehensweisen. Dabei spielt die Aufrechterhaltung gebäudespezifischer geometrischer Eigenschaften, wie etwa der Komplanarität, Parallelität oder der Rechtwinkligkeit oft eine zentrale Rolle. Es ist jedoch festzustellen, dass die existierenden Verfahren in der Regel einer kartografischen Generalisierung dienen oder der Vereinfachung der Modelle für eine reduzierte visuelle Darstellung. Eine Vereinfachung der Modelle zur optimalen Nutzung für numerische Simulationen bleibt im Regelfall unbeachtet. Hierfür gelten deutlich strengere Anforderungen an die Modelle. So müssen die einzelnen Gebäudemodelle zum Beispiel wasserdichte (geschlossene) Volumenkörper ohne Selbstverschneidungen ergeben. Weiterhin reicht es nicht aus, nur die einzelnen Gebäudemodelle zu betrachten. Auch Abstände zwischen Gebäuden müssen groß genug sein, damit das Luftvolumen mit ausreichend numerischen Netzelementen versehen werden kann. Ist das nicht der Fall, muss das Luftvolumen zwischen den Gebäuden aufgefüllt und die Gebäude zusammengefasst werden. Ziel des Promotionsvorhabens ist eine möglichst hoch automatisierte Aufbereitung von digitalen Stadtmodellen zur effizienten Verarbeitung durch gängige Simulationswerkzeuge aus dem CAD-Umfeld. Dazu wird ein Werkzeug geschaffen, welches die topologischen und geometrischen Informationen der Gebäude den Simulationsanforderungen entsprechend verändert ohne dabei die Simulationsergebnisse wesentlich zu verfälschen. Mittels geeigneter Steuerparameter kann das Werkzeug flexibel dem jeweiligen Stadtmodell beziehungsweise der Simulationsanwendung angepasst werden. Die im Folgenden angeschnittenen Verfahren zur geometrischen beziehungsweise topologischen Vereinfachung werden miteinander kombiniert. Ein gängiges Verfahren zur Vereinfachung der Topologie und Geometrie ist das Zusammenführen komplanarer Flächen oder Kanten. Diese auch unter dem Begriff Merge bekannte Vorgehensweise ist gängige Praxis und wird in dieser Arbeit mit anderen Aufbereitungsverfahren kombiniert. Neben dem Zusammenfassen von Flächen und Kanten spielt das Vereinen von Körpern eine wichtige Rolle. Mit der Booleschen Vereinigung zweier oder mehrere Gebäudemodelle lassen sich innenliegende Flächen (die Kontaktflächen der Modelle) löschen und in weiteren Schritten Details, wie zum Beispiel kleine Abstände an Gebäudeübergängen, erkennen und aufbereiten. Mit Hilfe der morphologischen Schließung werden kleine Luftvolumen, wie etwa bei Innenhöfen, geschlossen. Hierbei werden Körper zunächst aufgebläht und anschließend wieder geschrumpft. Das Resultat ist ein vereinfachter Körper, welcher der Form des Originals stark ähnelt. Durch eine Kombination der morphologischen Schließung und der Booleschen Vereinigung werden zudem kleine Luftvolumen zwischen Gebäuden geschlossen. Mit dem entwickelten Sweep-Verfahren werden gezielt Gebäudeflächen gedreht oder verschoben. Dabei werden beispielsweise die Endpunkte einer Kante aufeinander geschoben, sodass die Kante kollabiert. Auch Komplanarität benachbarter Flächen kann mittels Sweep erzwungen werden. Mit einem anschließenden Mergen von Flächen und/oder Kanten nach jeder Verschiebung oder Drehung einer Fläche wird das Gebäudemodell iterativ vereinfacht. Rundungen werden bei den gegebenen Stadtmodellen gewöhnlich durch mehrere schmale Polygone dargestellt. Das Ersetzen dieser Polygone durch Freiformflächen kann Gebäudemodelle mit vielen Rundungen deutlich vereinfachen. Bei der Erzeugung einer Freiformfläche werden zunächst zusammenhängenden Polygone, die eine Rundung ergeben, detektiert und dann der Rand der Rundung durch B-Spline-Kurven approximiert. Die mittels der Randkurven erstellte Coons-Fläche ist eine B-Spline-Fläche, welche die Randkurven interpoliert. Die vorgestellten Verfahren der Vereinfachung werden an drei Gebäudekomplexen getestet. Mittels einer Gegenüberstellung der aufbereiteten Modelle und der Originalmodelle erfolgt eine Bewertung. Außerdem erfolgt die Bewertung eines erstellten CFD-Netzes für eines der drei Modelle. Das Anwendungsszenario stellt die numerische Strömungssimulation dar. Hierzu wurden exemplarische Windsimulationen für die Stadtmodelle durchgeführt.","The number of possible applications for virtual city models has increased steadily in recent years. Large-scale 3D city models are no longer used for mere visualization, but also, for example, for navigation software and solar potential analyses. Furthermore, the municipal and urban data stock of digitized buildings is growing and with it the desire to open up additional application scenarios. However, the existing virtual city models usually cannot be transferred to other applications without modifications. They must first be reprocessed and refined extensively before they are suitable for a given application. For example, the model itself may have errors (e.g. missing building surfaces, self-intersections) or may have properties that are unsuitable for numerical simulation (e.g. surfaces that are too small). Furthermore, the model may be available in a form of representation unsuitable for the simulation, which makes a conversion of its data necessary. This may lead to further problems as a result of incompatibilities between the forms of representation or different tolerances. A number of methods for simplifying three-dimensional building models or converting the models from one level of detail to another already exist, each with a different approach. Oftentimes the preservation of building-specific geometric properties, such as coplanarity, parallelism, or perpendicularity, plays a central role. However, it should be noted that the existing methods usually serve a cartographic generalization or the simplification of the models for a reduced visual representation. The simplification of models for optimal use in numerical simulations is generally ignored. For this purpose, the requirements to be met by the models are much stricter. The individual building models, for example, must result in watertight (closed) solids without self-intersections. Furthermore, it is not sufficient to consider only the individual building models. Distances between buildings must also be large enough for the air volume to be filled with sufficient numerical mesh elements. If this is not the case, the air volume between the buildings has to be sealed and the buildings have to be combined. The objective of this dissertation is to achieve the most automated preprocessing of virtual city models possible for efficient processing via common simulation tools from the CAD environment. For this purpose, a tool is created which changes the topological and geometrical information of the buildings according to the simulation requirements without significantly distorting the simulation results. Using specific control parameters, the tool can be adapted flexibly to the respective city model or simulation application. All of the following methods for geometric and topological simplification are combined with each other. A common method for simplifying topology and geometry is the merging of coplanar surfaces or edges. This procedure is common practice and is combined with other processing methods in this work. In addition to merging faces and edges, unifying solids plays an important role. By using the Boolean Union to join two or more building models, interior surfaces (the contact surfaces of the models) can be deleted and, in further steps, details, such as small distances at building junctions, detected and processed. Morphological closing is used to seal small air volumes, such as interior courtyards. This process involves inflating solids first and shrinking them again afterwards. The result is a simplified solid that closely resembles the shape of the original. A combination of morphological closing and Boolean Union is also used to seal small air volumes between buildings. By using the developed Sweep algorithm, building surfaces are rotated or shifted in a specific way. During this process the end points of an edge are pushed together, for example, so that the edge collapses. It is also possible to force coplanarity of neighboring surfaces by means of Sweep. With a subsequent merging of faces and/or edges after each shift or rotation of a face, the building model is simplified iteratively. In the given city models, curves are usually represented by several narrow polygons. Replacing these polygons with freeform surfaces can simplify building models with many curves significantly. When creating a freeform surface, adjacent polygons that create a curve are detected first, and the edge of the curve is approximated by B-Spline curves afterwards. The Coons Surface created by using the boundary curves is a B-Spline surface that interpolates the boundary curves. The presented methods of simplification are tested using three different building complexes. Based on a comparison of the processed models and the original models, an evaluation is provided. In addition, an automatically generated CFD mesh is evaluated for one of the three models. The application scenario is provided by the numerical flow simulation. For this purpose, exemplary wind simulations were carried out for the city models."]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Automatisierte Geometrieaufbereitung digitaler 3D-Stadtmodelle für die Strömungssimulation"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor.advisor":["Kada, Martin"],"dc:creator":["Piepereit, Raul"],"dc:date.accessioned":["2024-05-03T13:52:45Z"],"dc:date.available":["2024-05-03T13:52:45Z"],"dc:date.issued":["2024"],"dc:description.abstract":["Die Verwendungsmöglichkeiten für digitale Stadtmodelle haben in den letzten Jahren stetig zugenommen. So werden großflächige 3D-Stadtmodelle nicht mehr nur für die reine Visualisierung genutzt, sondern auch für zum Beispiel Navigationssoftware und Solarpotentialanalysen. Weiterhin wächst der kommunale und städtische Datenbestand digitalisierter Gebäude und mit ihm auch der Wunsch zusätzliche Verwertungsmöglichkeiten zu erschließen. Die vorhandenen digitalen Stadtmodelle lassen sich allerdings in der Regel nicht nahtlos weiterverwenden. Sie müssen zunächst umfangreich nach- und aufbereitet werden, bevor sie, der Anwendung entsprechend angepasst, ihren Einsatz finden. So kann das Modell selbst Fehler besitzen (z. B. fehlende Gebäudeflächen, Selbstverschneidungen) oder auch für eine numerische Simulation unvorteilhafte Eigenschaften aufweisen (z. B. zu kleine Flächen). Weiterhin kann das Modell in einer für die Simulation ungeeigneten Repräsentationsform vorliegen, was eine Konvertierung der Daten notwendig macht. Das führt gegebenenfalls durch Inkompatibilitäten zwischen den Repräsentationsformen oder unterschiedlicher Toleranzen zu weiteren Herausforderungen. Für die Vereinfachung von dreidimensionalen Gebäudemodellen oder die Überführung der Modelle zwischen verschiedenen Detailstufen existieren bereits eine Reihe von Verfahren mit diversen Herangehensweisen. Dabei spielt die Aufrechterhaltung gebäudespezifischer geometrischer Eigenschaften, wie etwa der Komplanarität, Parallelität oder der Rechtwinkligkeit oft eine zentrale Rolle. Es ist jedoch festzustellen, dass die existierenden Verfahren in der Regel einer kartografischen Generalisierung dienen oder der Vereinfachung der Modelle für eine reduzierte visuelle Darstellung. Eine Vereinfachung der Modelle zur optimalen Nutzung für numerische Simulationen bleibt im Regelfall unbeachtet. Hierfür gelten deutlich strengere Anforderungen an die Modelle. So müssen die einzelnen Gebäudemodelle zum Beispiel wasserdichte (geschlossene) Volumenkörper ohne Selbstverschneidungen ergeben. Weiterhin reicht es nicht aus, nur die einzelnen Gebäudemodelle zu betrachten. Auch Abstände zwischen Gebäuden müssen groß genug sein, damit das Luftvolumen mit ausreichend numerischen Netzelementen versehen werden kann. Ist das nicht der Fall, muss das Luftvolumen zwischen den Gebäuden aufgefüllt und die Gebäude zusammengefasst werden. Ziel des Promotionsvorhabens ist eine möglichst hoch automatisierte Aufbereitung von digitalen Stadtmodellen zur effizienten Verarbeitung durch gängige Simulationswerkzeuge aus dem CAD-Umfeld. Dazu wird ein Werkzeug geschaffen, welches die topologischen und geometrischen Informationen der Gebäude den Simulationsanforderungen entsprechend verändert ohne dabei die Simulationsergebnisse wesentlich zu verfälschen. Mittels geeigneter Steuerparameter kann das Werkzeug flexibel dem jeweiligen Stadtmodell beziehungsweise der Simulationsanwendung angepasst werden. Die im Folgenden angeschnittenen Verfahren zur geometrischen beziehungsweise topologischen Vereinfachung werden miteinander kombiniert. Ein gängiges Verfahren zur Vereinfachung der Topologie und Geometrie ist das Zusammenführen komplanarer Flächen oder Kanten. Diese auch unter dem Begriff Merge bekannte Vorgehensweise ist gängige Praxis und wird in dieser Arbeit mit anderen Aufbereitungsverfahren kombiniert. Neben dem Zusammenfassen von Flächen und Kanten spielt das Vereinen von Körpern eine wichtige Rolle. Mit der Booleschen Vereinigung zweier oder mehrere Gebäudemodelle lassen sich innenliegende Flächen (die Kontaktflächen der Modelle) löschen und in weiteren Schritten Details, wie zum Beispiel kleine Abstände an Gebäudeübergängen, erkennen und aufbereiten. Mit Hilfe der morphologischen Schließung werden kleine Luftvolumen, wie etwa bei Innenhöfen, geschlossen. Hierbei werden Körper zunächst aufgebläht und anschließend wieder geschrumpft. Das Resultat ist ein vereinfachter Körper, welcher der Form des Originals stark ähnelt. Durch eine Kombination der morphologischen Schließung und der Booleschen Vereinigung werden zudem kleine Luftvolumen zwischen Gebäuden geschlossen. Mit dem entwickelten Sweep-Verfahren werden gezielt Gebäudeflächen gedreht oder verschoben. Dabei werden beispielsweise die Endpunkte einer Kante aufeinander geschoben, sodass die Kante kollabiert. Auch Komplanarität benachbarter Flächen kann mittels Sweep erzwungen werden. Mit einem anschließenden Mergen von Flächen und/oder Kanten nach jeder Verschiebung oder Drehung einer Fläche wird das Gebäudemodell iterativ vereinfacht. Rundungen werden bei den gegebenen Stadtmodellen gewöhnlich durch mehrere schmale Polygone dargestellt. Das Ersetzen dieser Polygone durch Freiformflächen kann Gebäudemodelle mit vielen Rundungen deutlich vereinfachen. Bei der Erzeugung einer Freiformfläche werden zunächst zusammenhängenden Polygone, die eine Rundung ergeben, detektiert und dann der Rand der Rundung durch B-Spline-Kurven approximiert. Die mittels der Randkurven erstellte Coons-Fläche ist eine B-Spline-Fläche, welche die Randkurven interpoliert. Die vorgestellten Verfahren der Vereinfachung werden an drei Gebäudekomplexen getestet. Mittels einer Gegenüberstellung der aufbereiteten Modelle und der Originalmodelle erfolgt eine Bewertung. Außerdem erfolgt die Bewertung eines erstellten CFD-Netzes für eines der drei Modelle. Das Anwendungsszenario stellt die numerische Strömungssimulation dar. Hierzu wurden exemplarische Windsimulationen für die Stadtmodelle durchgeführt.","The number of possible applications for virtual city models has increased steadily in recent years. Large-scale 3D city models are no longer used for mere visualization, but also, for example, for navigation software and solar potential analyses. Furthermore, the municipal and urban data stock of digitized buildings is growing and with it the desire to open up additional application scenarios. However, the existing virtual city models usually cannot be transferred to other applications without modifications. They must first be reprocessed and refined extensively before they are suitable for a given application. For example, the model itself may have errors (e.g. missing building surfaces, self-intersections) or may have properties that are unsuitable for numerical simulation (e.g. surfaces that are too small). Furthermore, the model may be available in a form of representation unsuitable for the simulation, which makes a conversion of its data necessary. This may lead to further problems as a result of incompatibilities between the forms of representation or different tolerances. A number of methods for simplifying three-dimensional building models or converting the models from one level of detail to another already exist, each with a different approach. Oftentimes the preservation of building-specific geometric properties, such as coplanarity, parallelism, or perpendicularity, plays a central role. However, it should be noted that the existing methods usually serve a cartographic generalization or the simplification of the models for a reduced visual representation. The simplification of models for optimal use in numerical simulations is generally ignored. For this purpose, the requirements to be met by the models are much stricter. The individual building models, for example, must result in watertight (closed) solids without self-intersections. Furthermore, it is not sufficient to consider only the individual building models. Distances between buildings must also be large enough for the air volume to be filled with sufficient numerical mesh elements. If this is not the case, the air volume between the buildings has to be sealed and the buildings have to be combined. The objective of this dissertation is to achieve the most automated preprocessing of virtual city models possible for efficient processing via common simulation tools from the CAD environment. 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