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Abschlussarbeiten

Building Information Modeling (BIM) – Standards der BIM-Methode für vermessungstechnische Leistungen

Masterarbeit von Hendrik Görne (2016)

Speicherung von Messdaten in den IFC

Speicherung von Messdaten in den IFC

Geodäsie und BIM (-Standards)

Geodäsie und BIM (-Standards)

Die stetig wachsende Bedeutung von BIM betrifft alle an einem Bauprojekt beteiligten Gewerke. Diverse Vermessungsleistungen sollten daher in Prozessen sowie BIM-konformen Datenmodellen berücksichtigt sein. Die Masterarbeit untersucht relevante BIM-Standards hinsichtlich der Abbildbarkeit von geodätischen Sachverhalten. Dazu wurde eine Möglichkeit entwickelt, Messdaten in den Industry Foundation Classes (IFC) abbilden zu können. Die Arbeit enthält außerdem eine standardkonforme Prozessdefinition sowie Hinweise zur Vertragsgestaltung bei BIM Vermessungsleistungen.

Mit den Industry Foundation Classes (IFC) wird ein Datenmodell sowie ein Austauschformat für digitale 3D-Bauwerksmodelle beschrieben. Das Format ist offen und ermöglicht damit einen softwareunabhängigen Austausch von Modelldaten. Im Datenmodell werden neben Bauteilen auch Prozesse sowie die Beziehungen untereinander komplex abgebildet. Ein Hauptbestandteil der Arbeit war die Entwicklung einer Möglichkeit, Messdaten im Datenmodell der IFC ablegen zu können. Diese werden über dynamisch definierbare Eigenschaften einem Raum zugewiesen. Zudem ist eine Verknüpfung mit dem aufgemessenen Bauteil möglich. Für die Erfassung von Messdaten wurde schließlich eine Prozesskette nach dem IDM (Information Delivery Manual) - Standard entworfen. Die technische Abbildung von IFC-Teilmengen erfolgt über MVDs (Model View Definitons). Die Arbeit enthält die entsprechende Definition dieser Teilmenge im gültigen mvdXML-Format.

Auf Grundlage der britischen BIM Survey Specification von Plowman Craven Ltd. sowie der BIM Vorgaben der DB wurden Vorgaben zu Haftung, Ablauf, Liefergegenständen sowie Darstellung nach LOD und Informationstiefe nach LOI untersucht. Die genannte Spezifikation liegt als Resultat der Arbeit vollständig in Deutsch vor.

Die Resultate der Arbeit dienen als Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen im Bereich der Datenmodellierung von geodätischen Grundlagen in 3D-Bauwerksmodellen. Künftige Definitionen von Prozessen können sich außerdem an den getroffenen Aussagen orientieren. Die Resultate des Teils Projektmanagement dienen außerdem interessierten Vermessungsbüros als Referenz zur Einführung von BIM-gerechten Vermessungsleistungen.

Terrestrisches Laserscanning im Altbau - Bestandsdokumentation für BIM mittels Autodesk Revit

Bachelorarbeit von Marco Nauck (2016)

Workflow Scan to BIM

Workflow „Scan to BIM“

Stuckdecke im Obergeschoss

Stuckdecke im Obergeschoss

Im Rahmen der Bachelorarbeit, welche in Zusammenarbeit mit der BKR Ingenieurbüro GmbH entstand, wurde die verformungstreue Modellierung eines Altbaus untersucht. Das Ziel war die Bestandsdokumentation für Building Information Modeling (BIM) mittels der Software Autodesk Revit. Zusätzlich kamen die Plug-Ins PointSense for Revit und EdgeWise zur Anwendung, um Aussagen zur semiautomatischen Modellierung zu treffen. Die Datengrundlage bildete hierbei eine Punktwolke durch terrestrisches Laserscanning eines alten Klosters in Weihenlinden. Das Objekt wurde mit insgesamt 217 Scans in zwei Tagen vollständig erfasst. Die Schwierigkeit lag in dem zu lösenden Widerspruch der verformungstreuen Modellierung, da Bauwerksmodelle welche mittels BIM-Software entstehen, derzeit auf einer generalisierten Erfassung bzw. Modellierung beruhen.  Zusätzlich soll hierbei der Arbeitsaufwand weiterhin wirtschaftlich vertretbar sein.

Building Information Modeling versteht sich als eine Arbeitsmethode im Bauwesen für das Planen, Erstellen und Betreiben von Bauwerken über deren gesamten Lebenszyklus. Das Ziel von BIM ist somit eine zentrale Verwaltung möglichst aller relevanten Informationen, welche in einem Modell dargestellt werden. 

Entwicklung eines AutoCAD-Plug-Ins für die Validierung von 3D-Modellen

Bachelorarbeit von Martin Fritsch (2015)

Entwicklung eines AutoCAD-Plug-Ins für die Validierung von 3D-Modellen

Schema zum Arbeitsablauf des Plug-in

Die CAD-Software AutoCAD 2015 erzeugt beim Digitalisieren von Drahtgitter-Gebäudemodellen eine unerwünscht hohe Punktredundanz. Dies liegt daran, dass die Erstellung von Linienelementen im AutoCAD stets zwei Punkte benötigt, nämlich einen Anfangs- und einen Endpunkt. So kommt es vor, dass viele Punkte mit denselben Koordinaten im Gebäudemodell erstellt werden. Bei einem späteren Abspeichern – in einem Datenbankmanagementsystem – dieser topologisch freien Modelle, sind solche überflüssigen Elemente eher hinderlich und erhöhen die Rechenzeit. Falls zudem Änderungen im Gebäude erfolgen sollen, muss gewährleistet werden, dass nicht nur ein Element, sondern alle Elemente geändert werden. Für diese Problematik musste eine Lösung gefunden werden.

Hierfür kam das entwickelte Plug-In zum Einsatz. Es liest die erzeugten Drahtgittermodelle ein, verbindet die beinhalteten Elemente topologisch miteinander und eliminiert die impliziten Redundanzen. Zudem wird anhand der angefertigten Topologie - durch das Plug-In - eine korrekte Flächenbildung mit deren beinhalteten Linien erstellt. Die Ausgabe, der vom Plug-In berechneten Topologiestruktur, wird in einer einfachen CSV-Datei tabellarisch ausgegeben und kann so zum Bespiel an eine Ausgleichungssoftware oder eine Datenbank übergeben werden. Die Plug-In-Entwicklung fand in der Entwicklungsumgebung von Microsoft Visual Studio 2013 statt. Dabei wurde mit der Software-Plattform .NET Framework, unter Verwendung der Programmiersprache C#, gearbeitet.

In Zukunft soll das Plug-In als Schnittstelle zwischen AutoCAD und einem Ausgleichungsprog ramm dienen. Dazu sollte ein geeignetes XML-Schema implementiert werden, welches die Validierung von Modellen begünstigt. Die Arbeit ist die Grundlage für weitere Plug-In-Entwicklungen an der Fakultät Geoinformation der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden.

Überprüfung, Verdichtung und Dokumentation des dreidimensionalen Festpunktnetzes an der Windbergbahn

Bachelorarbeit von Hendrik Görne und Mathias Weber (2015)


Festpunkte entlang der Windbergbahn


Bestimmung der Punkte mittels GNSS (global navigation satellite system)

Die Windbergbahn wurde im Jahr 1856 erbaut und gilt damit als älteste Gebirgsbahn Deutschlands. Die früher u. a. zum Abtransport von Steinkohle genutzte Bahnstrecke wird heute als Museumsbahn genutzt und vom Windbergbahn e.V. betrieben und in Stand gehalten. Seit dem Jahr 2001 finden regelmäßig Vermessungsarbeiten durch Studierende der HTW Dresden entlang der Strecke statt.

Die Arbeit diente dem Zweck, das Festpunktnetz an zwei Abschnitten der Strecke zu verdichten und sämtliche Festpunkte der Strecke in einem einheitlichen Höhenbezugssystem zu bestimmen.

Die Schwierigkeit der Aufgabe bestand in den kritischen Sichtverhältnissen entlang der Strecke, bedingt durch den kurvigen Streckenverlauf und die Streckenführung durch bewaldetes Gebiet. Für die Verdichtung der Lagefestpunkte kamen sowohl klassische, als auch moderne Messverfahren zum Einsatz. Insgesamt konnten durch einen Polygonzug und GNSS-Messungen 14 Neupunkte geschaffen werden.

Die Höhenbestimmungen wurden per Doppelnivellement auf einer einfachen Strecke von 5,5 km bei einem gesamten Höhenunterschied von etwa 120 m durchgeführt. Insgesamt wurden 63 Festpunkte nivelliert. Zusätzlich wurden sämtliche Einmessungen der Festpunkte aktualisiert bzw. neu angelegt und die bestehenden Festpunkte mittels GNSS-RTK Messungen überprüft.

Im Ergebnis liegen 63 Festpunkte der Strecke dreidimensional nach den Maßgaben der Richtlinien der DB Netz AG vor und können für weitere Bau- oder Instandhaltungsmaßnahmen entlang der Windbergbahn verwendet werden.

Erstellung einer Informationsschrift über die Abmarkung der Eigentumsgrenzen in den ehemaligen östlichen preußischen Provinzen im Zeitraum vom Beginn der Aufstellung des Grundsteuerkataster bis zm Beginn des 20. Jahrhunderts

Masterarbeit von Steffen Metzner (2015)


Ausschnitt aus der 1. Reinkarte von Mühlhausen/Thür.


Stumme Zeugen - Gebrannte Tontafeln aus Oberdorla bzw. Mühlhausen in Thüringen

Im Rahmen der Masterarbeit erstellte Herr Steffen Metzner eine Informationsschrift über die Abmarkung der Eigentumsgrenzen in den ehemaligen östlichen preußischen Provinzen im Zeitraum vom Beginn der Aufstellung des Grundsteuerkataster bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts.

Das Wissen um die Entstehungsgrundlagen der heutigen Kataster entschwindet zusehends. In der Praxis findet man aber das Erbe der frühen Kataster. Daher ist es wichtig, dieses Wissen zu fixieren und fachkundigem Personal, das in seiner täglichen Praxis mit den Folgen der preußischen Katasterentwicklungen umzugehen hat, zur Verfügung zu stellen.

In der Informationsschrift wurden Fragen wie beispielsweise zu rechtlichen Bestimmungen, die Aussagen über die Abmarkung von Gemarkungs- und Flurstücksgrenzen enthalten, Grenzeinrichtungen und Grenzzeichen, Formen des Real- und Rechtsaktes bei der Abmarkung, über die Dokumentation der Abmarkung im Messungszahlen- und Kartenwerk des Liegenschaftskatasters beantwortet und Aussagen zu Lagegenauigkeitsvorgaben für Grenzpunkte getroffen.

Untersuchungen zur Automatisierung von kontinuierlichen Bestimmungen des IVS-Referenzpunkts am Twin Radioteleskop Wettzell

Masterarbeit von Torsten Lossin (2013)

Das Radioteleskop - worauf beziehen sich die Messungen?

Das Radioteleskop - worauf beziehen sich die Messungen?

Das Geodätische Observatorium Wettzell ist weltweit eine von acht Fundamentalstationen, bei denen die geodätischen Raumverfahren GNSS (Global Navigation Satellite System), SLR (Satellite Laser Ranging) und VLBI (Very Long Baseline Interferometry) gleichzeitig zum Einsatz kommen. Es liefert einen wichtigen Beitrag zum internationalen Projekt Global Geodetic Observing System (GGOS). Dazu müssen die Referenzpunkte der einzelnen Raumverfahren in Beziehung gesetzt werden. Die Arbeit hat diese Aufgabe für das neue VLBI-Radioteleskop gelöst. In Wettzell wurden mehrere Kampagnen gemessen und ausgewertet. Eine Vielzahl von Effekten musste berücksichtigt werden, um eine Genauigkeit im 0,1mm-Bereich zu erzielen, z.B. Messabweichungen wegen Schräganzielung der am Teleskop befestigten Prismen und thermischer Ausdehnung des Teleskops. Im Ergebnis wurde ein sehr genauer und zeitlich stabiler Referenzpunkt ermittelt.

 

Aktualisiert: 16.06.2017  |  Autor: R. Lehmann