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15. Juni 2020

Linienbearbeitung mit Höhen am Beispiel eines Regenrückhalte­beckens

Linienbearbeitung mit Höhen am Beispiel eines Regenrückhalte­beckens

Seit die Linien in card_1 eigene Höhen unabhängig von Punkten haben können, gibt es die Höhenbearbeitung für Linien. Da diese Linien mit Höhen auch direkt für das DGM verwendet werden ...

Seit die Linien in card_1 eigene Höhen unabhängig von Punkten haben können, gibt es die Höhenbearbeitung für Linien. Da diese Linien mit Höhen auch direkt für das DGM verwendet werden können, kann man 3D-Planungen für flächige Objekte sehr leicht auch ohne Achsen, Gradienten und Querschnitte herstellen. Die Funktionen dafür wollen wir am Beispiel eines Regenrückhaltebeckens hier erläutern.

Linien mit Höhen neu eingeben

Bei der Planung eines Regenrückhaltebeckens geht man in der Regel von einem Bestands-DGM aus. Hier in unserem Beispiel wurden DGM1-Daten im 1m-Raster über xyz-Dateien eingelesen, die von den meisten Landesvermessungsämtern zum Download angeboten werden.

Abbildung 1: Bestands-DGM in der 3D-Projektansicht. Hier in der Höhenschichten-Darstellung
Abbildung 1: Bestands-DGM in der 3D-Projektansicht. Hier in der Höhenschichten-Darstellung

Nun soll eine Linie in der Topografie eingegeben werden, deren Linienpunkthöhen auf dem DGM liegen. Dazu gibt es in der Funktiongruppe „Topografie – Linien bearbeiten – neu“ eine Höhenvorgabe für neue Linienpunkte. Hier kann die Höhe beispielweise aus einem DGM entnommen werden. Dazu wählt man das DGM und optional auch eine Differenzhöhe. Danach werden die Linienpunkte in der Lage platziert bzw. konstruiert. Wichtig ist, dass bei der Linieneingabe keine vorhandenen Punkte mit Höhe gefangen werden, sondern dass immer nur neue Linienstützpunkte oder wenn gewünscht auch neue Punkte angelegt werden.
Das Ergebnis ist eine Linie, deren Stützpunkte die Höhe des DGM an dieser Stelle abbilden. Die Verbindung zwischen den einzelnen Linienpunkten verläuft linear von Punkt zu Punkt, der tatsächliche Höhenverlauf des DGM zwischen diesen beiden Punkten wird hierbei nicht abgebildet.

Abbildung 2: Neue Linie über Fadenkreuz eingegeben. Die Linienpunkthöhen werden aus de DGM übernommen
Abbildung 2: Neue Linie über Fadenkreuz eingegeben. Die Linienpunkthöhen werden aus de DGM übernommen

Die Ergebnislinie kann man sich auch in der 3D-Projektansicht anzeigen lassen. Dazu muss man die betreffende Schicht anschalten und zu besseren Erkennbarkeit das Bestand-DGM auf transparent mit einer Grundfarbe einstellen. 

Abbildung 3: Hilfreiche Anzeige am Bildschirm: Daten darstellen – Topografie – Linien Beschriftung- Punkthöhen
Abbildung 3: Hilfreiche Anzeige am Bildschirm: Daten darstellen – Topografie – Linien Beschriftung- Punkthöhen
Die Anzeige der Linienhöhen für alle Linien der aktuellen Schicht kann unt­er „Daten darstellen“ an­ge­schal­tet werden.
Abbildung 4: 3D-Projektansicht mit einfarbigem DGM und der neuen Linie, die auf dem DGM liegt.
Abbildung 4: 3D-Projektansicht mit einfarbigem DGM und der neuen Linie, die auf dem DGM liegt.

Die Funktion Böschungskante

Über die Ansicht in Abbildung 2 können wir nun ungefähr abschätzen, wo sich der tiefste Punkt der Linie befindet. Die Sohlhöhe für das Becken soll in der Regel in einem bestimmten Abstand unter dem tiefsten Punkt des Beckenrandes liegen. Das bedeutet, dass man unabhängig von der unterschiedlichen Höhe des Beckenrandes mit Hilfe einer vorgegebenen Neigung bis zu einer vorgegeben Sohlhöhe böschen möchte. Diese Funktion finden Sie ebenfalls im Menü Topografie – Linien bearbeiten – neu – Generieren Böschungskante“. Man wählt zunächst die Ausgangslinie und Abschnitt (z.B. rechte Maustaste: Anfang-Ende) sowie die Seite, zu der geböscht werden soll. Mit der Methode „Neigung und Zielhöhe“ kann man die Grundfläche des Beckens auf einer Höhe konstruieren. Die Ergebnislinie ist bei dieser Methode keine Parallele, weil anhängig von der Höhe der Ausgangslinie die Böschungsbreite unterschiedlich ist.

Abbildung 5: Böschungskonstruktion mit Vorgabe der Zielhöhe
Abbildung 5: Böschungskonstruktion mit Vorgabe der Zielhöhe
Abbildung 6: räumliche Ansicht der Ergebnislinien in der 3D-Projektansicht
Abbildung 6: räumliche Ansicht der Ergebnislinien in der 3D-Projektansicht

DGM über Linien erstellen und Volumen ermitteln

Mit Hilfe dieser beiden Linien ist es nun möglich, ein erstes Füllvolumen für das Becken abzuschätzen. Dazu legt man unter „Topografie – DGM bearbeiten“ ein neues RRB-DGM an, fügt diese Linien einzeln als Bruchkanten hinzu und kann daraufhin sofort die Triangulation starten.

Mit der Funktion „Topografie – DGM-Massen – Wassermassen berechnen“ kann nun für dieses DGM die Aufnahmemenge für bestimmten Füllhöhen ermittelt werden.

Abbildung 7: Wassermassen für eine vorgegebene Füllhöhe ermitteln
Abbildung 7: Wassermassen für eine vorgegebene Füllhöhe ermitteln

Linien kopieren mit Höhen

Da ein Regenrückhaltebecken in der Regel eine einheitliche Höhe für die Dammkrone besitzt, wird nun noch einmal ausgehend von der Unterkante des Beckens mit der Böschungsfunktion eine neue Linie mit der Höhe des höchsten Punkt des Beckens erzeugt. Dabei gibt man die Zielhöhe und die Neigung vor.

Abbildung 8: Beckenoberkannte mit einheitlicher Höhe berechnen
Abbildung 8: Beckenoberkannte mit einheitlicher Höhe berechnen

Da ein Regenrückhaltebecken in der Regel eine einheitliche Höhe für die Dammkrone besitzt, wird nun noch einmal ausgehend von der Unterkante des Beckens mit der Böschungsfunktion eine neue Linie mit der Höhe des höchsten Punkt des Beckens erzeugt. Dabei gibt man die Zielhöhe und die Neigung vor.

Abbildung 9: Linien parallel mit Höhenvorgabe kopieren, z.B. mit Fahrbahnneigung und Fahrbahnbreite
Abbildung 9: Linien parallel mit Höhenvorgabe kopieren, z.B. mit Fahrbahnneigung und Fahrbahnbreite

Schnitt der Böschungsfläche mit dem Gelände ermitteln

Nach dem äußeren Bankett schließt sich eine Böschung an, die mit dem Gelände verschnitten wird. Die passende Funktion findet man in der DGM-Verschneidung. Dazu legt man zunächst eine Böschung in der richtigen Neigung an, die aber als Zielhöhe einen Wert unterhalb des zu erwartenden Geländeschnittes hat. Mit allen Linien des Beckens wird nun wieder ein neues DGM angelegt, wie oben bereits beschrieben.

Abbildung 10: Das RRB-DGM in Höhenschichtendarstellung und fiktiver Böschungsunterkante wird zusammen dem transparenten Bestands-DGM in der 3D-Projektansicht angezeigt. Hier ist bereits die Schnittlinie zwischen beiden DGMs zu erkennen.
Abbildung 10: Das RRB-DGM in Höhenschichtendarstellung und fiktiver Böschungsunterkante wird zusammen dem transparenten Bestands-DGM in der 3D-Projektansicht angezeigt. Hier ist bereits die Schnittlinie zwischen beiden DGMs zu erkennen.

Danach kann dieses DGM mit dem Bestands-DGM verschnitten werden. Hierfür gibt es die Funktion „Topografie – DGM-Massen – aus Verschneidung berechnen“. Neben der Ermittlung der Auf- und Abtragsmassen kann man hier die Schnittlinien als Topografielinien mit Höhen abspeichern.

Abbildung 11: DGM-Massen aus Verschneidung berechnen. Die Schnittlinien zwischen Auf- und Abtrag können in der Topografie gespeichert werden.
Abbildung 11: DGM-Massen aus Verschneidung berechnen. Die Schnittlinien zwischen Auf- und Abtrag können in der Topografie gespeichert werden.

Die äußere Schnittlinie wird nun als neue Böschungsunterkante in der Topografie und auch im RRB-DGM verwendet. Damit ist das Becken vollständig konstruiert.

Abbildung 12: das fertige Becken in der 3D-Ansicht
Abbildung 12: das fertige Becken in der 3D-Ansicht

Linienhöhen im Schnitt bearbeiten

Um nun noch eine Auffahrt zur Dammkrone zu konstruieren, können die Linien im Menü „Topografie – Linien bearbeiten“ zunächst ohne Höhe konstruiert werden. Über die Funktion „Höhen im Schnitt bearbeiten“ im Linien-Menü kann nachträglich nun die Höhe der Linien angepasst werden. Dazu kann man in dem Schnittfenster unter „Daten darstellen“ auch ein Schnitt durch das RRB-DGM und das Bestands-DGM anschalten. Die Höhen am Anfang und Ende der Linie werden jeweils mit der Funktion „Linienhöhe aus DGM“ auf die passenden DGM-Höhen gelegt. Die Punkte dazwischen können interpoliert werden. Wenn der entstandene Knick in der Linie zu stark ist, kann die Linienhöhe auch noch ausgerundet werden. Die Funktionen dafür findet man alle in dem Untermenü „Höhen im Schnitt“.

Abbildung 13: Mit der Funktion „Höhen im Schnitt bearbeiten“ kann eine Linienhöhe mit verschiedenen Funktionen angepasst werden
Abbildung 13: Mit der Funktion „Höhen im Schnitt bearbeiten“ kann eine Linienhöhe mit verschiedenen Funktionen angepasst werden

Anschließend können diese neuen Linien ebenfalls in das RRB-DGM übernommen werden.

Abbildung 14: Regenrückhaltebecken mit Auffahrt in der 3D-Ansicht
Abbildung 14: Regenrückhaltebecken mit Auffahrt in der 3D-Ansicht

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