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BIM+GIS Methoden in der Projektumsetzung

Integration von BIM+GIS Methoden anhand

eines Infrastrukturprojektes in Amsterdam

Geodäsie und BIM (DVW-Seminar 171) 03.07.2018

Andreas Hesterkamp

[email protected]

[email protected]

SUSTAINABILITY

TEAM WORK

CREATING

mailto:[email protected]



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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 2019

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„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

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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.

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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

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BIM+GIS Gundeinteilung Infrastrukturprojekte

Tender Information Design Information Time Schedule BIM+GIS

Datenbank

Projekt DB für Infrastrukturbauwerke

TRASSEN PLANUNG

BAUWERKE PLANUNG

BAU METHODE

Internationale / Nationale Standards - Planungsrichtlinien

OGC - GIS

IFC - BIM

Tender Projekt DB

Bauelemente 3D Features ++ Terminplan 4D

DB

KALKLATION

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Kalkulation

Terminplanung


BIM / GIS Projektmanagement und Daten - Zentrale

Angebots Information Planungs Information Termin Planung BIM/GIS Database

Transfer zum Kunden As Built / Dokumentation Umsetzung Bauphase BIM/GIS Database

BIM/GIS

Projekt

Datenbank

Zentrale Daten für Infrastrukturprojekte

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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

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BIM+GIS in der Projektumsetzung

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)

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- 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: 28992 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

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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)

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BRÜCKE KW53 > DWG > IFC > GIS

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

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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 Bau-

segmenten/abschnitten

-> GeoProzesse

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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

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BIM – Projektabwicklungsplan

Organisation des BIM/GIS Teams

- Personen, Aufgaben und Verantwortlichkeiten

- Update Intervalle für das Gesamtmodell, Teilmodelle

KUNDE BIM-MANAGER

Planung Intern / Extern

Bim Nutzer

Quality + Compliance

Mgmt.

Bim Nutzer

Beschaffung

Bim Nutzer

Kalkulation

Bim Nutzer

Termin Planung

Bim Nutzer

BAUKONSORTIUM BIM - MANAGER

BIM-KOORDINATOR

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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?)

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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, …..

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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 -> Basis für Team Arbeit

WebMapping -> Projekt in IntraNet, Cloud

ArcGIS Editor –> Management Tool

FME -> Automatisierung von Abläufen

AutoDesk Civil 3D -> Planung von 3D Infrastruktur

-> Straßenbaumengen (detailliert)

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Geodätische Aufgaben

Service gesteuerte Prozesse

PointCloud:

Umgebungsvermessung

Erfassung IST

Abgleich mit Tender Doc‘s

Modellrechnungen

Monitoring Online

Multiple Sensoren

Nahe Echtzeit

Vermessung:

Klassisch

Prüfergebnisse

Soll Ist Vergleich

ins (DMS) Dokumentenmanagementsystem

Vermessung Monitoring

Point Cloud Geo RM

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GIS Methoden für BIM

(Vorhandene / neue LaserScan - Daten)

Auswertungen von Laserdaten

Punktwolken allgemein, Mobilemapping

Speziel (Airborn LaserScan)

Mechanismen (Last Puls, First Puls, …)

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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

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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)

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- BIM Regeln und Standards – Qualitäts Prüfungen

- Art der Interaktion (Regeln, Formate für den Datentransfer / Austausch)

CAD_XREFs

3D Modelle

Listen

Regeln Spatial DB

Online

Plattform

Service

Navis

Works

Clashes

Messungen

Monitoring

Sensoren

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Kommunikationstool Navisworks (14 tägiges Update mit Verfallsdatum)

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Ablage- und Ordnungssystem der Modellstufen

und Modellversionen sowie Freigaben (BS 1192- 12007) (ISO 19650) (Siehe Eschenbruch, Klaus; BIM in Deutschland)

Project Setup

Work in Progress (WIP)

Shared

Published

Archive

Anforderungen, Plattform, Prozesse

Bereichsinterne Fachmodelle

Frei für gemeinsame Bearbeitung

Geprüfte Planung für Ausschreibung

As-Built Modell für Betreibung

T

I

M

E

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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)

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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...

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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

Visualisierung,

Kollisionen, Raum+Zeit

Reports

Review macht

Veränderung erforderlich

Revision

nicht

notwendig.

Elemente

stimmig

(Konsens)

Published

Modell

MENGEN

Ausschreibung

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GIS als Online Portal – Cloudlösung

Regeln werden mit den Use Case Verantwortlichen

gemeinschaftlich erarbeitet und abgestimmt.

CAD_XREFs

3D Modelle

Listen

Regeln

++

Spatial DB

Online

Services

gemäß

„USE

Case“

Übergreifende

Geometrische

Bedingungen

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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.

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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

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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)

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USE CASE: Ökologie

Bäume und Vegation – Habitate - Zeitliche Komponente

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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.

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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)

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USE CASE Bestandssituation.

Informationen über die Gebäude im Projektbereich sind hinterlegt.

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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.

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Problematik:

Trassen in der Infrastrukturplanung

und deren Abbildung im IFC

Empfehlung:

Leitfaden: „Geodäsie und BIM“

Runder Tisch GIS e.V.

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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

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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

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Danke für Ihre

Aufmerksamkeit

Fragen sind

willkommen !!!

„Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Bestandteile“

Date post:	15-Aug-2019
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