Möglichkeiten zur Volumenberechnung Bewertung dieser ... · "Verbindet Punkte linear, bildet...

Möglichkeiten zur Volumenberechnung&

Bewertung dieser Möglichkeiten in Bezug auf ihren Nutzen im Bauingenieuralltag

Dienstag, 28. Oktober 2008 1Christian Boltner 730914

ArcView – das ProgrammFlächen – von der Punktwolke zur 3D-FlächeVolumen – was liegt zwischen verschiedenen Flächen?Spielereien – was bringt uns ArcGis in der Praxis?

WasserbauStraßenbauErdbauKonstruktiv

Probleme – wo hinkte das Programm?Fazit – Werkzeug oder Spielzeug?


„ArcView ist ein komplettes Gis Paket für die Erstellung, Verwaltung, Analyse und Darstellung/Ausgabe von Daten mit Raumbezug“(Esri-Homepage)Aktuelle Version: Version 9.2Größe: 1,2 GB

Dienstag, 28. Oktober 2008 3Christian Boltner 730914 Dienstag, 28. Oktober

2008 Christian Boltner 730914 4






Dienstag, 28. Oktober 2008 7Christian Boltner 730914Dienstag, 28. Oktober 2008 Christian Boltner 730914



2008 10Christian Boltner 730914

Convert tin to raster

Interpolate to raster, inversed distance weighted

Interpolate to raster, spline

Interpolate to raster, kriging

11Christian Boltner 730914Dienstag, 28. Oktober 2008

Basiert auf Vektordaten, daher berechnungsintensiverVerbindet Punkte linear, bildet dreieckige Flächen zwischen Punkten

Basiert auf Rasterdaten, daher weniger rechenintensivErrechnete Fläche stark abhängig von der gewählten Auflösung des Rasters

GridAchtung: jede Flächenmodellierung ist nur

eine Annäherung an die Realität!









Der Versuch, als direkt erzeugten Rasterflächen das Volumen zu ermitteln, scheiterte. Siehe

Kapitel „Probleme“.

Mittelwert: 496251,08. Maximale Abweichung: ca. 5%.

Die Werte weichen deutlich voneinander ab. Abgesehen davon, dass die Bezugsebene bei der

Funktion „area and volume“ nicht zu weit vom zu berechnenden Körper entfernt sein sollte, lässt

sich aber keine deutliche Tendenz erkennen.

Fazit: Wenn beide Berechnungsarten möglich

sind, ist die Wahl Geschmackssache.



19Christian Boltner 730914Dienstag, 28. Oktober 2008

Volumen mit tin: 14533,33 m³Volumen mit grid (raster aus tin): 16717,20 m³Volumen mit grid (interpolate inverse distance weighted): 14271,31 m³Volumen mit grid (krige): 10735,32 m³Volumen mit grid (spline): 26369,50 m³

Volumen mit tin: 14533,18 m³Volumen mit grid (raster aus tin): !!Fehler!!Volumen mit grid (interpolate inverse distance weighted): 14334,33 m³Volumen mit grid (krige): 10788,76 m³Volumen mit grid (spline): 26475,18 m³

Area and volume

Fazit: Beide Berechnungsalternativen liefern jeweils ähnliche Ergebnisse, auch hier deutet sich

an, dass die Wahl Geschmackssache ist. Deutliche Unterschiede bestehen jedoch

zwischen unterschiedlich erstellten Rasterflächen!!!

Finger weg von interpolierten Rasterflächen!

Soll-Volumen: 14800 m³ !





Anwendungsmöglichkeiten:Ausweisung von ÜberflutungsflächenErmittlung der Retentionswirkung von gewässernahen FlächenErmittlung von potentiellen Schäden durch HochwasserereignisseErmittlung des Volumens von Gewässern, z.B. Stauseen





Retentionsraum Siegen: ~94 Mio. m³

Max. Tiefe bei Wsp. 300 mNN: ~65 m

Keller des PB wäre überflutet.


Volumen des Sees bei Füllhöhe 315 mNN: ~15,81 Mio. m³

Abmessungen der Mauer: ~563 x80 x 90 m

Volumen der Staumauer: ~1,14 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.




Straßenverlauf horizontal auf 310 mNN

Auftrag: ~2,05 Mio. m³

Abtrag: ~2,47 Mio. m³

Anwendungsmöglichkeiten:Volumenermittlung von ErdkörpernErzeugen von Erdbauwerken wie z.B. Dämmen als Tin und Ermittlung der Volumina dieser Bauwerke über Verschneiden dieser mit der TopographieDarstellung von Schichten




Anwendungsmöglichkeiten:Volumenermittlung von Baugruben, Gebäuden …Ermittlung von Entfernungen und Gefälle, beispielsweise für den BrückenbauDarstellung 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.


Problem: Funktion lieferte nicht nur gewünschten Ausschnitt aus einer

Fläche, sondern gab den Flächenrändern die Höhe 0.

Lösung: das Flächenshape hatte eine Spalte „hoehe“, in die 0 eingetragen war.


Lösung: Das für cut/fill gewählte Raster war zu grob.

Problem: Die Funktion cut/fill lieferte das Ergebnis „unchanged“ dort, wo es

nicht hingehörte. Außerdem war die berechnete Fläche zu groß.


Problem: Bei der Konvertierung von tin zu grid verändert sich die Form der

Fläche.

Lösung: Rasterauflösung verfeinern.





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!

Dienstag, 28. Oktober 2008 Christian Boltner 730914 42

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