Möglichkeiten zur Volumenberechnung & Bewertung dieser Möglichkeiten in Bezug auf ihren Nutzen im Bauingenieuralltag

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1 Möglichkeiten zur Volumenberechnung & Bewertung dieser Möglichkeiten in Bezug auf ihren Nutzen im Bauingenieuralltag 1 2 ArcView ist ein komplettes Gis Paket für die Erstellung, Verwaltung, Analyse und Darstellung/Ausgabe von Daten mit Raumbezug (Esri-Homepage) Aktuelle Version: Version 9.2 Größe: 1,2 GB 3 4

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3 Convert tin to raster Interpolate to raster, inversed distance weighted Interpolate to raster, spline Interpolate to raster, kriging 9 10 Basiert auf Vektordaten, daher berechnungsintensiver Verbindet Punkte linear, bildet dreieckige Flächen zwischen Punkten Grid Basiert auf Rasterdaten, daher weniger rechenintensiv Errechnete Fläche stark abhängig von der gewählten Auflösung des Rasters Achtung: jede Flächenmodellierung ist nur eine Annäherung an die Realität! 11 12

4 Fazit: Wenn beide Berechnungsarten möglich sind, ist die Wahl Geschmackssache. Die Werte Mittelwert: weichen deutlich ,08. voneinander ab. Abgesehen Maximale davon, dass Abweichung: die Bezugsebene ca. 5%. bei der Der Funktion Versuch, area als and direkt volume erzeugten nicht zu Rasterflächen weit vom zu berechnenden das Volumen Körper zu ermitteln, entfernt scheiterte. sein sollte, Siehe lässt sich aber keine Kapitel deutliche Probleme. Tendenz erkennen. 16

5 17 18 Area and volume Volumen mit tin: Volumen mit tin: 14533,18 m³ 14533,33 m³ Volumen Fazit: mit Beide grid (raster Berechnungsalternativen aus Volumen mit grid liefern (raster aus tin): jeweils!!fehler!! ähnliche Ergebnisse, tin): auch 16717,20 hier deutet m³ sich Volumen mit grid Volumen mit grid (interpolate an, dass inverse die Wahl Geschmackssache (interpolate inverse ist. distance Deutliche weighted): Unterschiede distance bestehen weighted): jedoch 14334,33 m³ 14271,31 m³ zwischen unterschiedlich erstellten Volumen mit grid (krige): Volumen mit grid (krige): 10788,76 m³ Rasterflächen!!! 10735,32 m³ Volumen mit grid (spline): Volumen mit grid (spline): 26475,18 m³ 26369,50 m³ Soll-Volumen: Christian Boltner m³! 19 Finger weg von interpolierten Rasterflächen! 20

6 Anwendungsmöglichkeiten: Ausweisung von Überflutungsflächen Ermittlung der Retentionswirkung von gewässernahen Flächen Ermittlung von potentiellen Schäden durch Hochwasserereignisse Ermittlung des Volumens von Gewässern, z.b. Stauseen Max. Tiefe bei Wsp. 300 mnn: ~65 m Keller des PB wäre überflutet. Retentionsraum Siegen: ~94 Mio. m³ 23 24

7 Volumen der Staumauer: ~1,14 Mio. m³ Abmessungen der Mauer: ~563 x80 x 90 m Volumen des Sees bei Füllhöhe 315 mnn: ~15,81 Mio. m³ Anwendungsmöglichkeiten: Ermittlung von Trassierungsmöglichkeiten anhand des Reliefs und der Höhenlinien. Berechnung des für eine Straßenführung nötigen Auftrags und Abtrags. Aber: mit unseren jetzigen Möglichkeiten sind Straßen in ArcGis nur schwer darzustellen, Geländeeinschnitte und Aufschüttugen gar nicht

8 Straßenverlauf horizontal auf 310 mnn Auftrag: ~2,05 Mio. m³ Abtrag: ~2,47 Mio. m³ Anwendungsmöglichkeiten: Volumenermittlung von Erdkörpern Erzeugen von Erdbauwerken wie z.b. Dämmen als Tin und Ermittlung der Volumina dieser Bauwerke über Verschneiden dieser mit der Topographie Darstellung von Schichten 31 32

9 Anwendungsmöglichkeiten: Volumenermittlung von Baugruben, Gebäuden Ermittlung von Entfernungen und Gefälle, beispielsweise für den Brückenbau Darstellung von Bauwerken (siehe Stadtmodell Siegen) Problem: Funktion interpolate raster liefert nicht den gewünschten Körper, sondern im Draufblick ein Rechteck. Lösung: wenn es ein Raster sein soll, Funktion tin to raster verwenden

10 Problem: Funktion lieferte nicht nur gewünschten Ausschnitt aus einer Fläche, sondern gab den Flächenrändern die Höhe 0. Problem: Die Funktion cut/fill lieferte das Ergebnis unchanged dort, wo es nicht hingehörte. Außerdem war die berechnete Fläche zu groß. Lösung: das Flächenshape hatte eine Spalte hoehe, in die 0 eingetragen war. Lösung: Das für cut/fill gewählte Raster war zu grob Problem: Bei der Konvertierung von tin zu grid verändert sich die Form der Fläche. Lösung: Rasterauflösung verfeinern

11 Mehr Darstellungstool zur Veranschaulichung als Berechnungsprogramm. Die Darstellung von 3D-Flächen und die Verschneidung dieser Flächen bringt viele interessante Möglichkeiten. Allrounder: für viele verschiedene Bereiche des Ingenieurwesens geeignet. Als Berechnungstool zu aufwendig eher für Geographen? ArcGis wird herkömmliche Programme im Bauingenieurwesen nicht ersetzen, kann aber diese Programme sinnvoll ergänzen. Achtung: eigene Meinung! 41 42