Vom ALKIS zum 3D-Stadtmodell

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Irmgard Caroline Kalb
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1 Vom ALKIS zum 3D-Stadtmodell 3D-Geobasisdaten der Landesvermessungsbehörden Gunthard Reinkensmeier Landesvermessung und Geobasisinformation Brandenburg GIS-Seminar GIS trifft BIM, Brandenburgische Ingenieurkammer,

Vom GIS zum BIM: Zitate 2 Building Information Modeling (BIM) bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus

2 Vom GIS zum BIM: Zitate 2 Building Information Modeling (BIM) bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Informationen und Daten konsistent erfasst, verwaltet und in einer transparenten Kommunikation zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung übergeben werden. Modellbasierte Planungsmethode Wir werden Planen und Bauen mit BIM für unsere Infrastrukturprojekte ab 2020 verbindlich machen. Alexander Dobrindt, 2015 BIM funktioniert nur auf Basis eines 3D-Modells und ist mit 2D-Daten nicht umsetzbar.

3 Amtliche Geodaten und BIM Berührungspunkte und Vision 3 3D-Gebäudedaten für grobe BIM-Modellierung Gebäude einmessung durch BIM-Dokumentation

4 Die AdV hat es geahnt: Plenumsbeschlüsse 4

5 Amtliche Geodaten 2009 Eine Kirche in der Realität und der ALK. 5 Die zweidimensionale Gebäudedarstellung genügte vielen Planungserfordernissen nicht mehr. Beispiel: Lärmkartierung, Solarpotenzialanalyse

6 Das Ziel: 3D-Gebäudemodelle in LoD1 und LoD2 6

7 Ausgangsdaten (1): Grundrisse des Liegenschaftskatasters 7 Brandenburg verfügte dank einer strikt durchgesetzten Gebäudeeinmessungspflicht und großen Anstrengungen zur Nacherfassung fehlender Gebäude über flächendeckend vollständige Gebäudegrundrisse.

8 Ausgangsdaten (2): Stereo-Luftbilder 8 Brandenburg lässt für das Land im 3-Jahresturnus Stereo- Luftbilder mit 10 bzw. 20 cm Bodenauflösung anfertigen. Laserscan- Befliegungen erfolgen nach einer einmaligen Erfassung nur bedarfsorientiert.

9 Ausgangsdaten (3): Digitales Geländemodell (DGM 2) 9 Für die Modellierung steht ein landesweites DGM 2 zur Verfügung.

10 Produktion (1): Automatische Modellgenerierung 10 Die Modellgenerierung erfolgt zunächst automatisiert mit der novafactory 3D Pro

11 Produktion (2): manuelle Nachbearbeitung 11 Jedes Gebäude wird visuell kontrolliert und bei Bedarf nachbearbeitet.

12 Produktion (3): Die Bereitstellung in der 3D City Database 12 Datenhaltung und Datenabgabe erfolgen grundsätzlich als CityGML. Damit setzt das amtliche Vermessungswesen auf einen offenen, OGC konformen Standard. Modellierungsregeln und Qualitätsvorgaben hat die Special Interest Group SIG 3D im Internet hervorragend aufbereitet:

13 Bearbeitungsstände: und : 41% der Gebäude : 81% der Gebäude Insgesamt ca. 2,4 Mio. Gebäudegrundrisse

1:1-Übereinstimmung der 3D- Gebäude mit dem ALKIS-Grundriss - Die Höhengenauigkeit beträgt im LoD2 ca. 1 Meter.

14 Welche Detaillierung/Qualität dürfen Sie erwarten? 14 Alle Landesvermessungsverwaltungen arbeiten nach dem AdV-Produktstandard für 3D- Gebäudemodelle: - Absolute 1:1-Übereinstimmung der 3D- Gebäude mit dem ALKIS-Grundriss - Die Höhengenauigkeit beträgt im LoD2 ca. 1 Meter. Grobe Abweichungen sind in Einzelfällen bei komplexen Dachformen möglich. - Grundsätzlich eine Dachform pro Gebäude; Zerlegung in Gebäudeteile, wenn Teilflächen mit anderen Dachformen 20m² überschreiten.

15 Standarddachformen 15 Die Gebäude bzw. Gebäudeteile werden mit Standarddachformen attributiert. Eine freie Modellierung ist nicht vorgesehen.

16 Wie genau sind die 3D-Gebäudedaten? - Höhengenauigkeit LoD1: ca. 5 Meter, ggf. auch schlechter - Höhengenauigkeit LoD2: ca. 1 Meter, ggf. auch schlechter - Metadaten zur Qualitätsabschätzung verfügbar 16 Praxistest: terrestrische Messung: 19,26 AWH aus 3D-Daten: 19,84 m AWH

Sonstige Dächer 17 Dächer sind nicht immer einfach

Dachform modelliert und flach dargestellt.

17 Sonstige Dächer 17 Dächer sind nicht immer einfach Zunächst wird versucht, ein komplexes Dach in einzelne Standarddachformen zu zerlegen. Ist das nicht möglich, wird das Dach als sonstige Dachform modelliert und flach dargestellt. Das Potsdamer Theater an der Schiffbauergasse Original und LoD2-Modell

18 Sonstige Dachform 18 Das charakteristische Dach der Heilig-Geist-Kirche wird bei der Modellierung nicht berücksichtigt.

19 Datenqualität: Erkennung und Beseitigung fehlender Gebäude 19 Luftbild 2016 Luftbild 2007 Es wird abgeschätzt, dass ca. 3% der Gebäudegrundrisse entfernt werden müssen.

20 Datenqualität: Vollständigkeit/Flächendeckung Nicht jedes Gebäude wird unmittelbar nach Fertigstellung pflichtgemäß eingemessen. Die Vermessungsverwaltung arbeitet mit Hochdruck daran, die Aktualität des Gebäudenachweises zu verbessern. 20

21 Datenabruf mit dem Geobroker: 21

22 Entgelte für Daten: Auszüge aus dem VermEVZ

23 Ausblick für Brandenburg 23 - zum Ende des Jahres 2018 soll die Flächendeckung des LoD2-Modells erreicht werden. - Parallel dazu wird 2018 die Fortführung des Datenbestandes durch ALKIS-NBA-Auszüge produktiv eingesetzt. Dabei kommen auch die Ergebnisse der landesweiten Qualitätsverbesserungen zur Anwendung. - Die zentrale Produktion und Datenhaltung in der LGB wird fortgesetzt, bis die Voraussetzungen für die Bearbeitung der 3D-Gebäude in den Katasterbehörden vorliegen.

24 Ausblick: 3D-Bauwerke 24 Im derzeitigen 3D-Gebäudedatenbestand fehlen Bauwerke, die die Gebäudedefinition nicht erfüllen. Diese werden bundesweit einheitlich bis 2020 nacherfasst und einem einheitlichen ALKIS-ATKIS übergreifenden 3D-Datenbestand zugeführt. Modellierungsbeispiel

25 Weitere 3D-Geobasisdaten: Das DGM 25 Das Digitale Geländemodell (DGM) ist die höhenmäßige Beschreibung des Geländes. Das Digitale Geländemodell besteht aus regelmäßig verteilten Geländepunkten mit bekannten Lage- und Höhenkoordinaten. Maschenweite: 1 Meter (DGM1) Höhengenauigkeit: 0,3 Meter

26 Anwendungen außerhalb des BIM: 26 Dachflächen- und Solarpotenzialanalyse

27 Lärmkartierung, Schalltechnische Berechnungen 27

28 Sichtbarkeitsstudien im Weltkulturerbe-Bereich: Klassisch 28 Bildrechte: Landeshauptstadt Potsdam, Bereich Stadtentwicklung, Dokumentation

29 und mit 3D-Modellen? 29

30 Sichtachsen-Visualisierung im 3D-Stadtmodell 30 Bildrechte: Landeshauptstadt Potsdam, Bereich Stadtentwicklung, Dokumentation

Ausblick und Diskussion 31 BIM wird Planungs- und Dokumentationsvorgänge im Bauwesen gravierend verändern. Wie müssen amtliche Geodaten beschaffen sein, um dabei optimal zu unterstützen?

31 Ausblick und Diskussion 31 BIM wird Planungs- und Dokumentationsvorgänge im Bauwesen gravierend verändern. Wie müssen amtliche Geodaten beschaffen sein, um dabei optimal zu unterstützen? Ist perspektivisch denkbar, BIM-Modelle als Gebäudenachweis im Kataster zu verwenden? Dipl.-Ing. Gunthard Reinkensmeier Landesvermessung und Geobasisinformation Brandenburg Dezernat Geodätischer Raumbezug Heinrich-Mann-Allee 103, Haus Potsdam Tel Position: 33U Ost Nord

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Neue Perspektiven mit 3D-Gebäudedaten Foto: Wolfgang Pehlemann, Lizenz: cc-by-sa V. 3.0 Gunthard Reinkensmeier Landesvermessung und Geobasisinformation Brandenburg LGB-Kundentag am 21. November 2014, Potsdam