Verkehrsflächenmodellierung

Im Leitfaden: 4.3.2 Optimierungskonzepte

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Beschreibung

Bei der Bestandsmodellierung von Verkehrsflächen kann es verschiedene Informationsgrundlagen geben. Hier wird der Fall betrachtet, indem das Straßenlayout als Shapefile vorliegt, welches die 2D-Geometrie der Verkehrsfläche beschreibt. Zusätzlich dazu sind den Formen des Shapefiles semantische Informationen angehangen, die je nach Level of Information (LOI) weitere Details über die Verkehrsfläche liefern. Dazu gehören Angaben zu Querschnitt, Deckschicht, Tragschicht, Straßenkategorie und Einbaudatum der jeweiligen Straßenabschnitte. Die Vorteile durch das Erstellen und Nutzen von 3D-BIM-Modellen werden insbesondere auf der BIM-Seite erläutert.

Modellierungsschritte

Die Bestandsmodellierung wird mit dem BIM-Autorensoftware Civil3D umgesetzt. Dazu muss zunächst die Linienführung aus dem Shapefile abgeleitet werden. Mit dem Befehl "_mapimport" kann dieses in Civil3D importiert werden. Im ersten Schritt werden die Daten manuell oder mit Hilfe eines Skripts analysiert, um Punkte entlang der Trasse zu generieren. Diese Punkte werden im Anschluss miteinander verbunden, um eine durchgehende Linie zu erzeugen, die als Basis für die Erstellung einer Achse dient.

Der nächste Schritt umfasst, sofern vorhanden, einen Längsschnitt der Straße unter Verwendung eines digitalen Geländemodells (DGM). Sollte kein DGM zur Verfügung stehen, kann ein provisorisches DGM erstellt werden, welches für diesen Schritt genutzt wird.

Um das Straßenmodell zu vervollständigen ist der Straßenquerschnitt mit der erstellten Achse zu verknüpfen. Hierbei wird entweder ein Straßenquerschnitts-Modell erstellt oder ein vorgefertigtes Modell ausgewählt. Für eine präzise Abbildung müssen Anpassungen bei variablen Straßenquerschnitten oder Aufweitungen an Kreuzungen getätigt werden. Dieser Schritt erfordert oft manuelle Arbeit, da die exakte Nachbildung der Straßenführung aufgrund ihrer Komplexität nicht automatisch erfolgen kann.

Nachdem das Modell fertiggestellt ist, wird es georeferenziert, um sicherzustellen, dass es korrekt an realen geografischen Standorten positioniert ist. Schließlich erfolgt der Export des 3D-Modells als IFC-Datei.

Limitationen und Weiterentwicklungspotentiale

Dieses Modellierungsverfahren bietet eine schnelle und simple Möglichkeit eine Verkehrsfläche im Bestand zu Modellieren. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass verschiedene Anforderungen und Limitationen dieser Methodik existieren.

Um die Verkehrsfläche so genau wie möglich darzustellen, ist es notwendig, dass die Querschnittsinformationen vollständig vorliegen. Da Shapefiles lediglich 2D-Geometrie unterstützen, ist es semantisch notwendig, dass der Querschnitt mit allen relevanten Schichten und zusätzlichen Baustrukturen bekannt ist, um 3D-Geometrie ableiten zu können.

Eine exakte Nachbildung der Straßenführung sind in der Regel umfangreiche manuelle Arbeit notwendig, um zufriedenstellende und präzise Ergebnisse zu erzielen. Aufgrund der gewählten Software (Civil3D) gestaltet sich eine automatisierte Trassierung als aufwendig in der Implementierung. Deshalb müssen viele Arbeitsschritte händisch durchgeführt werden. Besonders hervorzuheben sind dabei die Übergänge von variablen bzw. spezifischen Querschnitten, da diese manuell modelliert werden müssen, um an die realen Bauausführungen angepasst zu werden.

Beim Exportieren der Modelle ist es erstrebenswert, diese in einem universellen Austauschformat wie IFC vorliegen zu haben. Eine Herausforderung besteht jedoch darin, dass die Unterstützung von Infrastrukturbauwerken im IFC-Standard noch nicht zufriedenstellend zum Zeitpunkt der Erstellung in unterschiedlichen BIM-Modellierungssoftware vorlag. Daher können je nach Softwareversion Komplikationen beim IFC-Export auftreten.

Alle weiteren Modellierungsleitfäden:

Kanalisationsmodellierung | Brückenmodellierung