Skip to main content

Integrierte Planung auf Basis von 3D-Modellen

  • Chapter
  • First Online:
Digitale Baustelle- innovativer Planen, effizienter Ausführen

Zusammenfassung

Die Planung im Trassenbau wird heute nach wie vor maßgeblich auf der Basis von 2D-Zeichnungen realisiert. Eine konsequent 3D-gestützte Planung bietet jedoch eine Reihe von Vorteilen, darunter die automatisierte Konsistenzerhaltung verschiedener Ansichten und Schnitte, eine präzise Mengenermittlung und die einfache Anbindung verschiedener Analyse- und Simulationstools. Das Kapitel gibt einen Überblick über den Status Quo in der Planung von Trassen und Brückenbauwerken und erläutert die damit einhergehenden Einschränkungen. In einem Exkurs in den Bereich des Hochbaus wird das Konzept des Building Information Modeling vorgestellt, einer durchgängig modellgestützten Planung. Darauf aufbauend werden im Detail moderne Methoden für die Erfassung des Geländes, die Schaffung eines 3D-Baugrundmodells, die Überführung von 2D-Trassierungsdaten in ein 3D-Trassenmodell, die 3D-Modellierung der Baustelleneinrichtung und die parametrische Modellierung von Brückenbauwerken diskutiert. Letztere Methodik erlaubt die Kopplung der Brückengeometrie an den Verlauf der Trasse und damit eine weitgehend automatisierte Anpassung bei Änderungen. Besonderes Augenmerk wird auf die Integration der verschiedenen Teilmodelle in einem umfassenden Gesamtmodell gelegt. Am Ende des Kapitels werden nutzbringende Anwendungen von 3D-Modellen in der weiteren Wertschöpfungskette vorgestellt, darunter die immersive Visualisierung des Bauvorhabens, die automatisierte Mengenermittlung, die computergestützte Fertigung und der modellgestützte Soll-Ist-Vergleich.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 89.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Hardcover Book
USD 129.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

Notes

  1. 1.

    Global Positioning System.

  2. 2.

    Objektkatalog für das Straßen- und Verkehrswesen.

  3. 3.

    Gemeinsamer Ausschuss Elektronik im Bauwesen.

  4. 4.

    Ein B-Spline ist eine ausgleichende Kurve zwischen gegebenen Stützpunkten.

  5. 5.

    Non-uniform rational B-splines.

  6. 6.

    http://cic.vtt.fi/hannus/islands/index.html

  7. 7.

    http://www.wbdg.org/bim/nbims.php

  8. 8.

    Mobile-Mapping-Systeme oder CDS-Systeme (Car Driven Survey Systems) sind Vermessungssysteme, bei denen eine Vermessung von straßennahen Bereichen z. B. zur Aktualisierung von Kartenmaterial über Scanner und Videosysteme vom fahrenden Fahrzeug aus erfolgt.

  9. 9.

    GNSS: Global Navigation Satellite System, Vermessung mittels Satelliten, vgl. GPS (Global Positioning System) als derzeit bekanntestes System.

  10. 10.

    Charged-coupled Device.

  11. 11.

    Inertial Navigation System.

  12. 12.

    Finite-Element-Methode.

  13. 13.

    Computerized Numerical Control.

  14. 14.

    Deutscher Stahlbauverband.

  15. 15.

    Bei den Genauigkeitsangaben der Scanner-Hersteller in den Datenblättern ihrer Produkte wird in der Regel unterschieden zwischen der Genauigkeit der Einzelmessung und der Genauigkeit der verwertbaren Messung im Zuge der Auswertung.

  16. 16.

    Eigenentwicklung der Angermeier Ingenieure GmbH

Literatur

  • Akin H, Siemens H (1988) Praktische Geostatistik – Eine Einführung für den Bergbau und die Geowissenschaften. Springer, Berlin

    Google Scholar 

  • Akinci B, Fischer M, Levitt R, Carlson B (2002) Formalization and automation of time-space conflict analysis. J Comput Civil Eng 6(2):124–135

    Article  Google Scholar 

  • Azuma R (1997) A survey of augmented reality. Presence: Teleop Virt Environ 6(4):355–385

    Google Scholar 

  • Bauer H (2007) Baubetrieb, Aufl. 3. Springer, Berlin

    Google Scholar 

  • Bisani K (2005) Baustelleneinrichtungsplanung -Skript zur Vorlesung, München

    Google Scholar 

  • BIS-3D – Personenkreis 3D der BIS-Steuerungsgruppe (2004) Wege zur 3D-Geologie. Krefeld

    Google Scholar 

  • Björk BC (1989) Basic structure of a proposed building product model. Comput Aided Des 21:71–78

    Article  Google Scholar 

  • Bodenmüller T (2009) Streaming surface reconstruction from real time 3D measurements. Dissertation, Technische Universität München. http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:91-diss-20091019-795498-1-5. Zugegriffen: 5 Juli 2010

  • Bormann S (1994) Virtuelle Realität. Genese und Evaluation. Addison-Wesley, Bonn

    Google Scholar 

  • Burdea G, Coiffet P (1994) Virtual reality technology. Wiley, New York

    Google Scholar 

  • Cressie NAC (1993) Statistics for spatial data. Wiley, New York

    Google Scholar 

  • DIN 1356-1 (1995): Bauzeichnungen – Teil 1: Arten, Inhalte und Grundregeln der Darstellung, Deutsches Institut für Normung e. V. Beuth Verlag GmbH, Berlin

    Google Scholar 

  • Eastman C (1999) Building product models: computer environments supporting design and construction. CRC Press, Boca Raton

    Google Scholar 

  • Eastman C, Teicholz P, Sacks R, Liston K (2008) BIM handbook: A guide to building information modeling for owners, managers, designers, engineers, and contractors. Wiley, New York

    Google Scholar 

  • Egger M (2009) Expertengespräch mit Michael Egger zur Überlagerung von Bildern und virtuellen 3D-Modellen innerhalb der metaio UNIFEYE-Umgebung, München

    Google Scholar 

  • Fischer M, Aalami F (1996) Scheduling with computer-interpretable construction method models. J Constr Eng Manag 122(4):337–347

    Article  Google Scholar 

  • Fortune S (1992) Voronoi diagrams and delaunay triangulation. In: Du DZ, Hwang F (eds) Computing in euclidean geometry (Lecture Notes Series on Computing 1). World Scientific, Singapore, S 163–172

    Google Scholar 

  • Gallaher MP, O’Connor AC, Dettbarn Jr JL, Gilday LT (2004) Cost analysis of inadequate interoperability in the U.S. capital facilities industry. NIST GCR 04-867. US National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg

    Google Scholar 

  • Günthner W, Kessler S, Frenz T, Peters B, Walther K (2008) Einsatz einer Bau-maschinendatenbank (EIS) bei der Bayerischen BauAkademie. Tiefbau 52/12: 736–738

    Google Scholar 

  • Grießbach D, Bauer M, Hermerschmidt A, Krüger S, Scheele M, Schischmanow A (2008) Geometrical camera calibration with diffractive optical elements. Opt Express 16(25):20241–20248. doi:10.1364/OE.16.020241

    Article  Google Scholar 

  • Hirschmüller H (2005) Accurate and efficient stereo processing by semi-global matching and mutual information. In: IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition 2005, Bd 2, S 807–814

    Google Scholar 

  • Hirschmüller H (2008) Stereo processing by semi-global matching and mutual information. IEEE T Pattern Anal 30(2):328–341

    Article  Google Scholar 

  • Hsieh YM, Lu YS (2010) An interactive 3D visualization system for displaying field-monitoring data. In: Tizani W (ed) Proceedings of the international conference on computing in civil and building engineering. Nottingham University Press, Nottingham, S 27

    Google Scholar 

  • ISO – International Organization for Standardization (1994) ISO 10303 (STEP) – Part 1. Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 1: Overview and fundamental principles.

    Google Scholar 

  • Ji Y, Borrmann A, Rank E, Wimmer J, Günthner W (2009) An Integrated 3D Simulation Framework for Earthwork Processes. In: Proc. of the 26th CIB-W78 Conference on Managing IT in Construction. Istanbul, Turkey

    Google Scholar 

  • Journel AG, Deutsch CV (1992) GSLIB-GeoStatistical-l software library and user’s guide. Oxford University, New York

    Google Scholar 

  • Kaminski I (2009) Potenziale des Building Information Modeling im Infrastrukturprojekt – Neue Methoden für einen modellbasierten Arbeitsprozess im Schwerpunkt der Planung. Dissertation, Universität Leipzig

    Google Scholar 

  • Klinker G, Reicher T, Bruegge B (2000) Distributed User Tracking Concepts for Augmented Reality Applications, In: Proc. of the International Symposium on Augmented Reality (ISAR 2000), München

    Google Scholar 

  • Neumann D (2002) Methodik zur Erstellung eines ingenieurgeologischen 3D-Modells. Workshop „Anwendung von Geodaten-Bedarf, Auswahl und Bereitstellung“ in Halle

    Google Scholar 

  • NLfB – Niedersächsisches Landesamt für Bodenforschung (2002) Bohrdatenbank Niedersachsen, Anleitung zur Schichtbeschreibung. Hannover

    Google Scholar 

  • Oczipka M, Bemman J, Piezonka H, Munkabayar J, Ahrens B, Achtelik M, Lehmann F (2009) Small drones for geo-archeology in the steppes: locating and documenting the archeological heritage of the Orkhon Valley in Mongolia. In: Remote Sensing for Environmental Monitoring, GIS Applications, and Geololgy IX. doi:10.1117/12.830404

    Google Scholar 

  • Ong S, Nee A (2004) Virtual and augmented reality applications in manufacturing. Springer, New York.

    Google Scholar 

  • RAS (1996). Richtlinien für die Anlage von Straßen. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Köln

    Google Scholar 

  • Rosner H (2008) Seminar: Verarbeitung geographischer Daten, Interpolation und Kriging. Geographie, Uni-Tübingen, SS 2008

    Google Scholar 

  • Rumbaugh J, Blaha M, Premerlani W, Eddy F, Lorensen W (1991) Object oriented modeling and design. Prentice Hall, New York

    Google Scholar 

  • Rüppel U, Meißner UF (1996) Integrierte Planung, Fertigung und Nutzung von Bauwerken auf der Basis von Produktmodellen. Fachzeitschrift „Bauingenieur“, Heft 2/96, S. 47–55, Springer-Verlag, Heidelberg

    Google Scholar 

  • Schach R, Otto J (2008) Baustelleneinrichtung. Grundlagen – Planung – Praxis-hinweise - Vorschriften und Regeln, B.G Teubner Verlag/GWV Fachverlage GmbH Wiesbaden, Wiesbaden

    Google Scholar 

  • Schall G, Mendez E, Schmalstieg D (2008) Virtual Redlining for Civil Engineering in Real Environments. In: IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality, Cambridge, UK

    Google Scholar 

  • Schorr M (2007) AR-Einsatz in der Bauindustrie. Diplomarbeit, Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik, Technische Universität München

    Google Scholar 

  • Schönhardt M (2005) Geostatistische Bearbeitung unsicherer Baugrunddaten zur Berücksichtigung in Standsicherheitsnachweisen des Erd- und Grundbaus. Schriftenreihe Geotechnik, Bauhaus-Universität Weimar, Hrsg. Schanz T, Witt K J, Heft 15, Weimar

    Google Scholar 

  • Schönhardt M, Witt KJ, Wudtke R-B (2006) Strategien zur optimalen Baugrunderkundung auf der Grundlage unsicherer geologischer Baugrundmodelle. 57. Berg- und Hüttenmännischer Tag – Freiberger Forschungsforum

    Google Scholar 

  • Schuhmann N (2002) Best Fit Matching von Punktwolken. Tagungsband des 7. Anwenderforum Rapid Product Development, Stuttgart

    Google Scholar 

  • Schuppner B, Hettler A, Engel J, Kügler M, Kunz E (2008) Konzept einer Datenbank für Ergebnisse boden- und felsmechanischer Laborversuche. Vorträge der Baugrundtagung 2008 in Dortmund, DGGT, Essen

    Google Scholar 

  • Weisberg D (2008) The Engineering Design Revolution. The People, Companies and Computer Systems that changed forever the Practice of Engineering, Englewood, CO. http://www.cadhistory.net/. Zugegriffen: 19 Juli 2010

  • Zahran ES, Bennett TL, Smith M (2010) An approach to represent air quality in 3D digital city models for air quality-related transport planning in urban areas. In: Tizani W (ed) Proceedings of the International Conference on Computing in Civil and Building Engineering, Nottingham University Press

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to André Borrmann .

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2011 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this chapter

Cite this chapter

Baumgärtel, T. et al. (2011). Integrierte Planung auf Basis von 3D-Modellen. In: Günthner, W., Borrmann, A. (eds) Digitale Baustelle- innovativer Planen, effizienter Ausführen. VDI-Buch(). Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-16486-6_2

Download citation

Publish with us

Policies and ethics