BIM+GIS Methoden in der Projektumsetzung

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1 BIM+GIS Methoden in der Projektumsetzung CREATING TEAM WORK SUSTAINABILIT Y Integration von BIM+GIS Methoden anhand eines Infrastrukturprojektes in Amsterdam Geodäsie und BIM (DVW-Seminar 171) Andreas Hesterkamp AHP.Geo94@t-online.de Andreas.Hesterkamp@hochtief.de 1

2 BIM+GIS Methoden in der Projektumsetzung Projektrealisierung: HEIJMANS, FLOUR, HOCHTIEF BIM + GIS Infra - Projekt Location: Amsterdam Süd Autobahn A10 Umverlegung, Verbreiterung Tunnelbauwerke Brückenbauwerke OVT (Bahnhof) Beginn der Bauphase

3 BIM+GIS Methoden in der Projektumsetzung BIM ist der moderne Weg und eine neue Sprache in der Bauwirtschaft Vermutung: Alle hier Anwesenden sind im weitesten Sinne schon Mitwirkende von BIM Jeder von Ihnen hat Daten analysiert, bewertet und daraus Listen oder Zeichnungen (Modelle) generiert, diese sorgfältig mit weiteren Informationen angereichert um diese anschließend anderen Projektbeteiligten strukturiert zu übergeben, welche dann wiederum diese Daten aufgegriffen haben um gemäß ihrer Fachdisziplin Schlüsse zu ziehen und diese ebenfalls zu dokumentieren mit dem Ziel ein Projekt zu realisieren. Alle aufbereiteten Daten (Dokumente) werden in einem Ordnungssystem abgelegt und verwaltet. (Hierachie, Versionen) Was ist Neu: Leistungsfähigkeit der Client Rechner, Software, Plattformen, Methoden, 2D / 3D Modell als Basis, Vokabular, Integrationstechniken, Verlinkungen 3

4 BIM+GIS Methoden in der Projektumsetzung Geodäsie: Vermesung > GIS > CAD -> BIM -> GIS Meine sehr geehrten Damen und Herren, ohne Sie geht es nicht: Geoinformationen sind Hilfsmittel und eine tragende Säule bei der Bearbeitung der großen Herausforderungen und Trends des gesellschaftlichen Wandels. Dazu gehören die Energiewende, Europäisierung und Globalisierung, Digitalisierung, demographischer Wandel, Dezentralisierung, Urbanisierung versus Entwicklung ländlicher Räume. (GeoMV) >> Planungen und Umsetzung von Infrastukturprojekten ohne Geo Kontext nicht realisierbar << Auf das Zusammenspiel von GIS+BIM Systeme und Daten wird eingegangen. Die Vermessung ist der Grundbestandteil für die Datenbeschaffung (GeoBasisDaten) und die Umsetzung von Infrastrukturprojekten in die Realität. Vermessung / GIS dient zur exakten Verortung der Daten. 4

5 BIM+GIS Methoden in der Projektumsetzung Bestrebung: Zum gegenwärtigem Zeitpunkt erkennen, welche Abhängigkeiten im gesamten Projektverlauf in der Zukunft auftreten. Ziel > Leistung der Fachdisziplinen (TEAM ) genormt nach anerkannten Regeln in einem Modell zu integrieren (WORK). Ein besseres Verständniss für die Zusammenhänge innerhalb des Projektes (technisch zeitlich >Verfahren >Kosten). Öffentliche Akzeptanz - das Modell ist als Resultat mit den Herstellungsdokumenten verlinkt. Das Modell ist das Ergebniss von zahlreichen rekursiven Prozessen (TEAM). Arbeit (WORK) weil je nach Detailierungsgrad Aufwand (++) betrieben werden muss, um die Informationen exakt zu erstellen. In der Bauphase werden Annahmen bestätigt oder es muss eine Umplanung erfolgen > Rückführung ins Modell - Festhalten der Umstände > Dokumente ins DMS. Verringern von Kollisionen (geometrisch, zeitlich, finanziell) schon in der Planung 5

6 BIM+GIS Gundeinteilung Infrastrukturprojekte Projekt DB für Infrastrukturbauwerke TRASSEN PLANUNG Internationale / Nationale Standards - Planungsrichtlinien BAUWERKE PLANUNG OGC - GIS Tender Projekt DB BAU METHODE IFC - BIM Terminplan 4D DB Bauelemente 3D Features ++ KALKLATION Tender Information Design Information Time Schedule BIM+GIS Datenbank 6

7 BIM+GIS Methoden in der Projektumsetzung BIM / GIS Projektmanagement und Daten - Zentrale Zentrale Daten für Infrastrukturprojekte Angebots Information Planungs Information Termin Planung BIM/GIS Database Projekt Datenbank BIM/GIS Terminplanung Kalkulation Transfer zum Kunden As Built / Dokumentation Umsetzung Bauphase BIM/GIS Database 7

8 BIM+GIS Methoden in der Projektumsetzung Definitionen: Bei Infratrukturprojekten (Zeichnungen und Modelle textliche Verankerung): - Grundsätzliche wichtige Definitionen: Absicht aller am Projekt Beteiligten (Kunde + Auftragnehmer) BIM+GIS durchführen zu wollen. Ziel von BIM > Ganzheitliches Modell aller Gewerke, die Zeit für die Realisierung und die entstehenden Kosten zur Nutzung für alle Phasen eines Bauwerkes Fragen: - Welche Werkzeuge werden eingesetzt um das Ziel BIM zu erreichen? >IT Landschaft - Wie ist die Beschaffenheit der Werkzeuge? Anwender Interface / On- oder Offline - Use Cases für (BIM + GIS) > Analyse einer Befragung - Kommunikationsplattformen IntraNet / Internet / Cloud 8

9 BIM - Projektabwicklungsplan Bei Infrastrukturprojekten: - Grundsätzliche Projektbeschreibung in Bezug auf BIM - Personen und Verantwortlichkeiten - Zu nutzende Software und Interoperabilität zwischen den Tools - Modellinhalte (2D, 2.5D, 3D, Materialien, Mengen, Dimensionen, etc.) - Lieferobjekte (Detailierung und zeitliche Reihenfolge, Koordinatensystem!) - BIM Regeln und Standards Qualitäts Prüfungen (Wie?) (buildingsmart-ifc) - Art der Interaktion (Regeln, Formate für den Datentransfer/Austausch) 9

10 BIM - Projektabwicklungsplan - Grundsätzliche Projektbeschreibung in Bezug auf BIM Besonderheiten des Projektes, Zuständigkeiten Räumliche Lage des Projektes, Lage der Teilprojekte definieren: Angabe des Koordinatensystems in Lage und Höhe (mit Parametern, Projektion Abbildung (WKT, EPSG Code), weiterhin Lagestatus sowie Transformationsparameter; global) (Lage: RD New = WKID: Authority: EPSG, Höhe: NAP = WKID: 5709 Authority: EPSG) Aufteilung der Gewerke (Interfaces), Einteilung des Projektes in Planungs-, Bau- und Fertigstellungsabschnitte Nutzung des Modells mit öffentlichem Charakter Außenwirkung Grundsätzlichen Angaben über Beschaffenheit von Mengenangaben und Materialien 10

11 Koordinaten der Bauwerke: Festlegen des lokalen Koordinatensystems, Einheiten mm Fixierung von Passpunkten / Informationen in der Datenbank (Ankerpunkte) Fixierung 2 Punkten (xzy) in der Zeichnung (gefrorener Layer / nicht manipulierbar) Abgabe im Projektkoordinatensystem Angabe der Schnittlinien (Längsschnitt/Querschnitt) in den Modellen (GIS + BIM) 11

12 BRÜCKE KW53 > DWG > IFC > GIS 12

13 Beispiele: Mögliche Einteilung des Erdbaus > Abhängig von dem Bauverfahren > Codes 13

14 GIS als Support Tool für BIM (Fallbeispiel: Geologische Untersuchung) Thema: Geologische Sondierungen als Rasterdaten Workflow mit dem Ziel 3D Körper für BIM - Rasterdaten Lesen und Klassifizieren - Umformung der Rasterdaten in Vektordaten - Verschneidung der Vektordaten - Ermittlung von Volumen - Präsentation von Geologischen Schnitten (Längs-, Querprofile) - Bestimmung der verschiedenen Bodenmaterialien in den Bausegmenten/abschnitten -> GeoProzesse 14

15 BIM+GIS Einbinden von Web Resourcen WMS Web Map Service WFS Web Feature Service Luftbilder (Projektzeitraum) Historische Karten (!Welche Topographie war an einer bestimmten Örtlichkeit gegeben!) Themenbezogene Projekt Online Karten 15

16 BIM Projektabwicklungsplan Organisation des BIM/GIS Teams - Personen, Aufgaben und Verantwortlichkeiten - Update Intervalle für das Gesamtmodell, Teilmodelle KUNDE BIM-MANAGER BAUKONSORTIUM BIM - MANAGER BIM-KOORDINATOR Planung Intern / Extern Bim Nutzer Quality + Compliance Mgmt. Bim Nutzer Beschaffung Bim Nutzer Kalkulation Bim Nutzer Termin Planung Bim Nutzer 16

17 BIM Projektabwicklungsplan (BAP) - Zu nutzende Software und Interoperabilität zwischen den Tools Design Software für die Gewerke Versionen und Releases (Fixieren während der Projektphase) Es werden alle Softwareprodukte, die zur Realisierung des Projektes nötig sind angewendet. (Wichtig ist der Nachweis mit welchem Produkt Resultate erbracht wurden) Hochbau und Tiefbauprogramme, Sondermodule, Sonderfunktionen, Geotechnik Schnittstellen der Systeme (Verlustfreier Transfer!) Einsatz von Datenbanken (Zugriffsmöglichkeiten, Rechtekonzept, Administration) Einsatz von Web Technologien (Zugriff nur innerhalb des Projektteams?) 17

18 Darstellung der IT Landschaft und Schnittstellen für die Planung (Teil Beispiel) Bedarfsanalyse -> Anzahl der Nutzer, Umfang des Softwareparks > Kostenabschätzung Als Beispiel: Revit, Civil3D, Office, SharePoint, ArcGIS, WebGIS,.. 18

19 GIS als Support in der BIM Gruppe ArcGIS Desktop > Hauptarbeitstool -> Kartenproduktion, Analyse Tool Collector App -> Aufnahmen in der Örtlichkeit ArcGIS 3D Analyst -> Analysen (global) ArcGIS Online WebMapping ArcGIS Editor FME -> Basis für Team Arbeit -> Projekt in IntraNet, Cloud > Management Tool -> Automatisierung von Abläufen AutoDesk Civil 3D -> Planung von 3D Infrastruktur -> Straßenbaumengen (detailliert) 19

20 Geodätische Aufgaben Service gesteuerte Prozesse PointCloud: Umgebungsvermessung Erfassung IST Abgleich mit Tender Doc s Modellrechnungen Monitoring Online Multiple Sensoren Nahe Echtzeit Point Cloud Geo RM Vermessung: Klassisch Vermessung Prüfergebnisse Soll Ist Vergleich ins (DMS) Dokumentenmanagementsystem Monitoring 20

21 GIS Methoden für BIM (Vorhandene / neue LaserScan - Daten) Auswertungen von Laserdaten Punktwolken allgemein, Mobilemapping Speziel (Airborn LaserScan) Mechanismen (Last Puls, First Puls, ) 21

22 BIM+GIS Analyse von kombinierten Daten. Rasterdaten (Urgelände + Planungsmodell) - Geländemodelle durch Rasterdaten - Analysen aus Rasterdaten Neigungsanalysen Fließrichtung Ströme Einzugsbereiche.. > Wassermengen Raster Algebra - Mengen aus Rasterdaten 22

23 BIM Projektabwicklungsplan - Modellinhalte (2D, 2.5D, 3D, Materialien, Mengen, Dimensionen, etc...) - Lieferobjekte (Detailierung und zeitliche Reihenfolge) Angabe für die einzelnen Gewerke zur Erstellung der Teilmodelle Genauigkeitsangaben (LOD) Mengenlisten sowie Statusvermerk bei der Planung Terminplan für die Lieferung der Modelle Intervalle für Versionen der Modelle Vorgaben für die Modellierung (Projektbezogene Gewerke-Templates, Codes) Interner Aufbau der Modelle (Reine 3D Objekte, mit Angaben von Mengen oder Parameter gesteuerte Modelle, Hintergrund > Ableitung von 2D Plänen) 23

24 BIM - Projektabwicklungsplan - BIM Regeln und Standards Qualitäts Prüfungen - Art der Interaktion (Regeln, Formate für den Datentransfer / Austausch) CAD_XREFs 3D Modelle Listen Navis Works Clashes Regeln Spatial DB Messungen Monitoring Sensoren Online Plattform Service 24

25 Kommunikationstool Navisworks (14 tägiges Update mit Verfallsdatum) 25

26 BIM - Projektabwicklungsplan Ablage- und Ordnungssystem der Modellstufen und Modellversionen sowie Freigaben (BS ) (ISO 19650) (Siehe Eschenbruch, Klaus; BIM in Deutschland) Project Setup Work in Progress (WIP) Shared Published Archive T I M E Anforderungen, Plattform, Prozesse Bereichsinterne Fachmodelle Frei für gemeinsame Bearbeitung Geprüfte Planung für Ausschreibung As-Built Modell für Betreibung 26

27 BIM Praktische Umsetzung (Amsterdam) Aufbau der Ordnungsstruktur: 01 Project_Setup Grundsätzliche Informationen für BIM Namensgebung, Konventionen, Richtlinien 02 WIP - Ablageordner für Gewerke 00 Integriertes Modell 01 Bestandsdaten (zu Projektbeginn) 02 Brücken 03 Straßenbau 04 Tunnel 03 Shared - Ergebnisse aus WIP XREFs der Gewerke (2D - 3D + Attribute) 04 Published - Abgestimmte Modelle (Mengen, Listen) 27

28 Konventionen für die Modellnamen (Beispiel) X-Refs werden wie folgt bezeichnet: Feld 1 _ Feld 2 _ Feld 3 _ Feld 4 (Xref-DTM_ZPL_Gbkn_v003.dwg) Feld 1: Xref-MODELLNAME Feld 2: Projektname Feld 3: Ergänzende Beschreibung Feld 4: Versionsnummer Weiterhin gibt es eine klare Ebenenstruktur innnerhalb der Modelle Abkürzung Modellname Beschreibung ALM Achsen Modell Achsplanung BEP Bepflanzungsmodell Bäume, Sträucher, BWM Tunnel Modell Portale, Tunnel,... Ect... 28

29 Zusammenfügen der Modelle aus den Fachdisziplinen Zusammenfügen der Teilmodelle (X-REFs) mit NavisWorks Update intervall 14 Tage GIS Online Services 14 Tage. CAD_XREFs 3D Modelle Navis Works (14 Tage) Gesamt Modell Revision nicht notwendig. Elemente stimmig (Konsens) Review macht Veränderung erforderlich Visualisierung, Kollisionen, Raum+Zeit Reports Published Modell MENGEN Ausschreibung 29

30 GIS als Online Portal Cloudlösung Regeln werden mit den Use Case Verantwortlichen gemeinschaftlich erarbeitet und abgestimmt. Online Services gemäß USE Case CAD_XREFs 3D Modelle Listen Regeln ++ Übergreifende Geometrische Bedingungen Spatial DB 30

31 Thema: USE CASES (GIS) Aus einer intensiven Kommunikation mit den Projektbeteiligten werden sogenannte Use Cases erarbeitet, welche die Ansprüche der Fachabteilungen reflektieren. Eine Verteilungs- und Berechtigungsmatrix für die erstellten Use Cases wird definiert. Diese Matrix erlaubt Projektbeteiligten die Online-Karten (Pläne) zu betrachten/nutzen oder auch zu bearbeiten. Zugriff erfolgt sowohl über Desktop Rechner alsauch über Mobile Einheiten wie Smartphones oder Tablets. Thematische Karten können von den Beteiligten eigenständig durch Kombinationen erstellt werden. 31

32 Weiteres zum Thema USE CASES (GIS) Beispiel: 01 Kabel und Leitungen 02 Bestandssituation 03 Monitoring und Vermessung 04 Geo-Technik 05 Bodenmechanik. 08 X-REFs 09 Design 10 Umgebungsmanagement (Kommunikation). 12 Geo Hydrology 13 MeldeAPP (für die Öffentlichkeit). 15 Strassenbau 32

33 Weiteres zum Thema USE CASES (GIS) Beispiel: Für jeden Use Case werden folgende Festlegungen getroffen: Beschreibung Daten (Attribute) und Software Verantwortliche Personen (Leader) Zeitplan für die Umsetzung und UpDate Intervalle Nutzer (offline online Editiermöglichkeiten) 33

34 USE CASE: Ökologie Bäume und Vegation Habitate - Zeitliche Komponente 34

35 USE CASE: Geologie Sondierungsuntersuchungen und Bohrlöcher für den Straßenbau werden als Symbole dargestellt. Informationen über die einzelen Werte und Auswertungen der Bohrungen können online aus dem Managementsystem entnommen werden. Listen der Attribute können direkt angezeigt werden. Online Auswertungen sind möglich. 35

36 USE CASE: Kataster und Eigentum. Informationen über das Register des Eigentums können innerhalb der Projektgrenzen aus dem System entnommen werden. (Rechtliche Informationen verlinkt im Hintergrund) 36

37 USE CASE Bestandssituation. Informationen über die Gebäude im Projektbereich sind hinterlegt. 37

38 Weitere Online Services Projektgrenzen (Wie ist das Projekt begrenzt, Was gehört dazu?) Baugrenzen, Systemgrenzen und die Wasserhaushaltsbereiche und viele weitere Services... Alle GIS - Services erlauben es kombiniert zu werden und sind im CAD integrierbar. 38

39 Problematik: Trassen in der Infrastrukturplanung und deren Abbildung im IFC Empfehlung: Leitfaden: Geodäsie und BIM Runder Tisch GIS e.v. 39

40 Voraussetzungen -> Ausbildung + Mitarbeiter - im Umgang mit BIM+GIS schulen + Kenntnisse von BIM und GIS für Infrastrukturprojekte (Besonderheiten) + Allgemeine Fachkenntnisse in der Infrastruktur - Planung und Umsetzung + Gemeinsames Arbeiten am Projekt auf gemeinsamer Plattform (Testumgebung) -> Support durch das Management für die neuen Technologien GIS/BIM (VDC) + Verständnis in den Abteilungen für das Thema GIS / BIM / CAD + Erkennen von Vorteilen durch das Nutzen der neuen Technologien -> Erlaubnis Entwicklungen zu Betreiben + Umsetzung projektspezifischer Entwicklungen + Einbindung ggfs. externer Entwicklungspartner 40

41 Fazit: Damit es gelingt die Technischen Daten eines Projektes zusammenzuführen ist es wichtig Abstimmungen und Regeln aufzusetzen, um alle Gewerke in das Gesamtmodell einfach und strukturiert integrieren zu können. Use Cases für die einzelnen Bereiche sind zu erörtern und deren Weg zur Umsetzung festzulegen. Standard Templates für die genutzten Software Tools müssen erstellt werden. Layer, Objektbeschreibung Mitarbeiter müssen trainiert werden. Softwarekenntnisse sind dafür eine Bedingung. Wunsch: Cloudbasiertes Performantes WEBGIS (3D++) mit Analysefunktionen 41

42 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Fragen sind willkommen!!! Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Bestandteile 42