<p>The main problem that is addressed in this thesis is how to represent complex three-dimensional objects in GIS in order to render a more realistic representation of the real world. The goal is to present an approach for representing complex 3D objects in GIS. This is achieved by using commercial GIS (ArcGIS), applied to 3D properties. In order to get a clear overview of the state-of-the-art of 3D GIS and the current 3D cadastral situation a literature study was carried out. Based on this overview it can be concluded that 3D GIS still is in its initial phase. Current 3D GIS developments are mainly in the area of visualisation and animation, and almost nothing in the area of spatial analysis and attribute handling. Furthermore, the literature study reveals that no complete solution has been introduced that solves the problems involved in 3D cadastral registration. In several countries (e.g. Sweden, Denmark, Norway, Netherlands, Israel, and Australia) 3D properties exists in a juridical framework, but technical issues such as how to represent, store, and visualize 3D properties has not yet been solved. Some countries (Sweden, Norway, and Australia) visualize the footprints of 3D property units in a base map. This approach partly solves some technical issues, but can only represent 3D objects in a 2.5D environment. Therefore, research in how to represent complex objects in GIS as ‘true’ 3D objects is of great need.</p><p>This thesis will emphasize MultiPatch as a geographic representation method to represent complex 3D objects in GIS. A case study will demonstrate that complex objects can be visualized and analysed in a commercial GIS, in this case ArcGIS. Most commercial GIS software available on the market applies a 2.5D approach to represent 3D objects. The 2.5D approach has limitations for representing complex objects. There is therefore a need of finding new approaches to represent complex objects within GIS. The result shows that MultiPatch is not an answer to all the problems within 3D GIS but a solution to some of the problems. It still requires a lot of research in the field of 3D GIS, especially in development of spatial analysis capabilities.</p> / <p>Det huvudsakliga problemet i denna uppsats är hur komplexa tre-dimensionella objekt kan representeras i GIS för att återge verkligheten mer realistiskt. Målet är att presentera ett tillvägagångssätt för att representera komplexa 3D-objekt i GIS. Detta har uppnåtts genom att använda ett kommersiellt GIS tillämpat på 3D-fastigheter. En litteraturstudie har genomförts för att erhålla en klar översikt över det senaste inom 3D-GIS och över den aktuella situationen inom 3D-fastigheter. Grundat på översikten kan slutsatsen dras att 3D-GIS bara är i sin begynnelsefas. Den aktuella utvecklingen inom 3D-GIS har huvudsakligen fokuserat på visualisering och animering och nästan ingenting inom rumsliga analysmetoder och hantering av attribut. Litteraturstudien visar också att ingen fullständig lösning för de problem som finns inom 3D-fastighetsregistrering har introducerats. I flera länder, t.ex. Sverige, Danmark, Norge, Nederländerna, Israel och Australien, existerar 3D-fastigheter idag i juridiska termer, men de tekniska problemen som t.ex. hur 3D-fastigheter ska representeras, lagras och visualiseras har inte ännu lösts. Vissa länder (Sverige, Norge och Australien) visualiserar idag en projektion av 3D-fastigheterna på en fastighetskarta. Den här metoden löser endast några av de tekniska problemen och kan endast representera 3D-objekt i en 2,5D-miljö. Därför är forskning inom hur komplexa objekt kan representeras i GIS som s.k. ”sann” 3D av betydelse.</p><p>Den här uppsatsen framhäver MultiPatch som en datatyp för att representera komplexa 3D-objekt i GIS. En fallstudie visar att komplexa objekt kan visualiseras och analyseras i ett kommersiellt GIS, i det här fallet ArcGIS. De flesta kommersiella GIS som är tillgängliga på marknaden använder 2,5D-metoden för att representera 3D-objekt. 2,5D-metoden har vissa begränsningar för att representera komplexa objekt och därför finns det ett behov att finna nya tillvägagångssätt för att representera komplexa objekt inom GIS. Resultaten kommer att visa att MultiPatch inte är någon fullständig lösning till alla problem inom 3D-GIS men en lösning på några av problemen. Det krävs fortfarande mycket forskning inom 3D-GIS, särskilt inom utveckling av rumsliga analysmetoder.</p>

The main problem that is addressed in this thesis is how to represent complex three-dimensional objects in GIS in order to render a more realistic representation of the real world. The goal is to present an approach for representing complex 3D objects in GIS. This is achieved by using commercial GIS (ArcGIS), applied to 3D properties. In order to get a clear overview of the state-of-the-art of 3D GIS and the current 3D cadastral situation a literature study was carried out. Based on this overview it can be concluded that 3D GIS still is in its initial phase. Current 3D GIS developments are mainly in the area of visualisation and animation, and almost nothing in the area of spatial analysis and attribute handling. Furthermore, the literature study reveals that no complete solution has been introduced that solves the problems involved in 3D cadastral registration. In several countries (e.g. Sweden, Denmark, Norway, Netherlands, Israel, and Australia) 3D properties exists in a juridical framework, but technical issues such as how to represent, store, and visualize 3D properties has not yet been solved. Some countries (Sweden, Norway, and Australia) visualize the footprints of 3D property units in a base map. This approach partly solves some technical issues, but can only represent 3D objects in a 2.5D environment. Therefore, research in how to represent complex objects in GIS as ‘true’ 3D objects is of great need. This thesis will emphasize MultiPatch as a geographic representation method to represent complex 3D objects in GIS. A case study will demonstrate that complex objects can be visualized and analysed in a commercial GIS, in this case ArcGIS. Most commercial GIS software available on the market applies a 2.5D approach to represent 3D objects. The 2.5D approach has limitations for representing complex objects. There is therefore a need of finding new approaches to represent complex objects within GIS. The result shows that MultiPatch is not an answer to all the problems within 3D GIS but a solution to some of the problems. It still requires a lot of research in the field of 3D GIS, especially in development of spatial analysis capabilities. / Det huvudsakliga problemet i denna uppsats är hur komplexa tre-dimensionella objekt kan representeras i GIS för att återge verkligheten mer realistiskt. Målet är att presentera ett tillvägagångssätt för att representera komplexa 3D-objekt i GIS. Detta har uppnåtts genom att använda ett kommersiellt GIS tillämpat på 3D-fastigheter. En litteraturstudie har genomförts för att erhålla en klar översikt över det senaste inom 3D-GIS och över den aktuella situationen inom 3D-fastigheter. Grundat på översikten kan slutsatsen dras att 3D-GIS bara är i sin begynnelsefas. Den aktuella utvecklingen inom 3D-GIS har huvudsakligen fokuserat på visualisering och animering och nästan ingenting inom rumsliga analysmetoder och hantering av attribut. Litteraturstudien visar också att ingen fullständig lösning för de problem som finns inom 3D-fastighetsregistrering har introducerats. I flera länder, t.ex. Sverige, Danmark, Norge, Nederländerna, Israel och Australien, existerar 3D-fastigheter idag i juridiska termer, men de tekniska problemen som t.ex. hur 3D-fastigheter ska representeras, lagras och visualiseras har inte ännu lösts. Vissa länder (Sverige, Norge och Australien) visualiserar idag en projektion av 3D-fastigheterna på en fastighetskarta. Den här metoden löser endast några av de tekniska problemen och kan endast representera 3D-objekt i en 2,5D-miljö. Därför är forskning inom hur komplexa objekt kan representeras i GIS som s.k. ”sann” 3D av betydelse. Den här uppsatsen framhäver MultiPatch som en datatyp för att representera komplexa 3D-objekt i GIS. En fallstudie visar att komplexa objekt kan visualiseras och analyseras i ett kommersiellt GIS, i det här fallet ArcGIS. De flesta kommersiella GIS som är tillgängliga på marknaden använder 2,5D-metoden för att representera 3D-objekt. 2,5D-metoden har vissa begränsningar för att representera komplexa objekt och därför finns det ett behov att finna nya tillvägagångssätt för att representera komplexa objekt inom GIS. Resultaten kommer att visa att MultiPatch inte är någon fullständig lösning till alla problem inom 3D-GIS men en lösning på några av problemen. Det krävs fortfarande mycket forskning inom 3D-GIS, särskilt inom utveckling av rumsliga analysmetoder.

The building industry accounts for around one third of the total energy use and GHG emissions in Sweden. Despite the implementation of energy efficiency measures focusing on new buildings, embodied impacts from material extraction, manufacturing, construction and maintenance have grown in significant proportions. While cities like Stockholm are currently experiencing a strong demographic growth and a high pressure on the supply of new spaces and facilities for new residents, national environmental goals aim to reduce energy use and GHG emissions in the coming decades. For instance, the new Climate Act in Sweden expects the country to become carbon neutral by 2045 and the European Commission urges the decarbonisation of national building stocks by 2050. The dual pressure of growth and environmental targets urges the exploration of alternatives for the supply and use of space. In fact, some sources indicate that many spaces remain unused during several hours a day/week and estimations show that most of the buildings that will be in use in 2050 have already been built today. This study explores the potential for a resource-efficient use of space in the existing building stock in Stockholm, leading to a positive impact on the reduction of energy consumption and GHG emissions. The inquiry is conducted with a mixed methods approach in three sequential steps: the identification of relevant stakeholders, instruments and initiatives; the analysis of use of space in a sample of commercial spaces at the street level; and the formulation of strategies allowing an increase in their temporal and spatial capacity. The study suggests that one way to optimise the use of space in existing buildings is to create new property rights. Specifically, it illustrates how merging commercial spaces on the street level through the constitution of 3D properties can increase the capacity to accommodate activities in space and time. Together with digitalisation and the development of new services based on sharing solutions, this opens up new possibilities for decreasing new construction and to absorb new demands for heated floor area.