Unterricht:Geländemodellierung mit Civil 3D

Grundidee

• Erstellung eines Konstruktionsmodells mit definierten Abhängigkeiten -> wenn etwas geändert wird, ändert sich alles davon abhängige ebenfalls
• Trennung zwischen:

- Daten

- Darstellung der Daten (Steuerung mit Stilen)

Objekte in CIVIL 3D (Zur Verwirklichung des Konstruktionsmodells)

• CIVIL-Punkte (unterscheiden sich von Autocad-Punkten)
• Punktgruppen (Zur administrativen Zusammenfassung mehrerer Punkte)
• DGM's (digitale Geländemodelle)

Weitere Ojbekte beim Einsatz von CIVIL 3D als Tiefbaulösung:

• Achsen (Verkehrstrasse)
• Gebiete/Parzellen (Zur Zusammenfassung verschiedener Objekte)
• Kanalnetz
• ...

Allgemeiner Ablauf bei der Erstellung eines CIVIL 3D Geländemodells

(CIVIL-)Punkte erstellen

Möglichkeiten:

• zeichnen
• bestehende Autocad-Daten übernehmen
• Tabellendaten einlesen

Punkte einer Punktgruppe zuordnen (optional)

Dient der Administration und Darstellung einer logisch zusammenhängenden Menge von Punkten.
Erfolgt keine Zuordnung zu einer Punktgruppe, werden automatisch alle Punkte der Punktgruppe "alle Punkte" zugeordnet.

DGM erstellen (anlegen)

Eingabe von:

• Typ (meist trianguliertes Netz)
• Name (Bezeichnung des DGM)
• Zuweisung eines Stils (sind keine weiteren Stile definiert, wird der Stil "Standard" verwendet)

Definitionen für das DGM festlegen

Mit folgenden Informationen wird das DGM definiert:

• Punktgruppe (Einzelne Geländepunkte auf der Geländeoberfläche)
• Grenzen (Randbegrenzung des DGM's - es geht keine Dreiecksvermaschung über die Netzgrenze hinaus)
• Bruchkanten (Keine Dreiecksvermaschung geht über eine Bruchkante hinweg)

Bearbeiten des zugeordneten Stils

Damit kann die konkrete Darstellungsart festgelegt werden.
Das DGM kann anhand folgender Elemente dargestellt werden:

• Dreiecksvermaschung
• Höhenschichtenlinien
• Farbverlauf (nur 2D)

Die Darstellungsart kann getrennt nach 2D und 3D-Ansicht gesteuert werden.

Vorgangsweise bei Vorliegen eines Vermessungslageplans

Üblicherweise werden Vermessungslagepläne als 2D-Pläne geliefert, wobei die Zeinungsnelemente auf Höhe 0 liegen. Die Höheninformation entsteht durch Punktblöcke mit Höhenattributen.

Vorbereiten der Blöcke

Punkt in Blockdefinition einsetzen

Da Civil-Punkte nur aus Autocad-Punkten, nicht aber aus Blöcken erzeugt werden können, sind die Blockdefinitionen mit dem Block-Editor so abzuändern, dass sich im jeweiligen Einfügepunkt ein Autocad-Punkt befindet.

Blöcke auf Attributhöhe heben

Damit die Autocad-Punkte auf ihrem tatsächlichen z-Wert zu liegen kommen sind die Blöcke auf ihre Attributhöhe zu heben. Dazu gibt es einen Befehl in den DGM-Werkzeugen
Ändern>DGM>DGM-Werkzeuge>Blöcke auf Attributhöhe verschieben

Block sprengen

Um die Autocad-Punkte als solche ansprechen zu können, müssen alle Blöcke mit Höheninformationen, die auf die Z-Höhe verschoben wurden, mit URSPRUNG explodiert werden. Verwendet man den Befehl Explode Attributes aus den Express-Tools, wird der Attributwert als Text angeschrieben.

Erzeugen der Civil-Punkte

Als Grundlage des DGM dienen CIVIL-Punkte, die aus den Autocad-Punkten erstellt werden können. Voraussetzungen ist das Vorhandensein einer Punktwolke von Autocad-Punkten in 3D.

• öffnen der Punkterstellungswerkzeuge mit Start>Punkte>Punkterstellungswerkzeuge
• Zunächst sind die Einstellungen so zu ändern, dass die Zuweisung der Höhen und der Punktnamen ohne Nachfrage automatisch erfolgt. Möglicherweise muss dazu noch das Dialogfeld eingeblendet werden (Pfeile nach unten im rechten Bereich der Punkterstellungswerkzeuge).
• Im Bereich Punkterstellung müssen folgende Werte gesetzt sein:
  • Eingabeaufforderung für Höhen anzeigen Kein
  • Eingabeaufforderung für Punktnamen Kein
  • Eingabeaufforderung für Beschreibungen anzeigen Kein
• Befehl Autocad-Punkte umwandeln starten
• Umzuwandelnde Punkte auswählen

Als Ergebnis sollten alle gewünschten Punkte nun als Civil-Punkte vorhanden sein und als Grundlage für eine DGM-Definition zur Verfügung stehen.#

DGM erzeugen

Aufruf des Befehls Start>DGMs>DGM erstellen.
Um Verwechslungen zu vermeiden ist es sinnvoll, einen aussagekräftigen Namen zu vergeben.

Punkte in die DGM-Definition aufnehmen

Ein DGM lässt sich nicht mit einzelnen CIVIL-Punkten definieren, sondern nur mit einer Punktgruppe. Dazu kann entweder eine (oder mehrere) spezielle Punktgruppe angelegt werden oder es wird die Standardgruppe alle Punkte verwendet.
Das Ergebnis ist ein Roh-DGM, das noch Fehler enthalten kann, da noch keine Bruchkanten definiert wurden.

Erstellung von Bruchkanten

Vorbereiten der Vermessungszeichnung für die Bruchkantenerstellung

Eine empfehlenswerte Möglichkeit ist die Erstellung von Bruchkanten aus 2D-Polylinien. Damit die Höhen (aus den Attributen) exakt der Bruchkante zugewiesen werden, muss in jedem Stützpunkt der 2D-Polylinie ein Höhenattribut vorhanden sein. Umgekehrt werden Höhenattribute auch nur dann berücksichtigt, wenn sie genau auf einem Stützpunkt der Polylinie liegen. Das kann es erforderlich machen, dass entweder noch zusätzliche Stützpunkte oder zusätzliche Höhenattribute eingefügt werden müssen. Diese zusätzlichen Höhen müssen in jedem Fall auch im DGM vorhanden sein (daher am Besten vor DGM-Erstellung ergänzen). Eine besondere Situation stellen enge Bögen dar. Diese müssen entweder durch Einzelpunkte polygonalisiert werden oder sie sind in der Polylinie durch Bogenabschnitte enthalten. Diese können dann in der Folge automatisch polygonalisiert werden. Voraussetzung ist jedoch wieder, dass an den Stützpunkten Bogenanfang und Bogenende Höhenattribute vorhanden sind.
Wichtig ist außerdem, dass sich kein Stützpunkt der Polylinie außerhalb des DGM befindet, weil sonst die Höhe auf 0 gesetzt wird und sich negativ auf das DGM auswirkt.

Erstellung von Elementkanten als Grundlage für die Bruchkantendefinition

Voraussetzung ist ein Punkt-DGM und vorbereitete Polylinien (wie oben beschrieben)

• Start der Elementkantenerstellung mit Start>Elementkante>Elementkante aus Objekten erstellen
• gewünschte Polylinien auswählen (ev. auch mit Filter)
• Vorhandene Objekte löschen nach Bedarf anhaken
• Höhen zuweisen anhaken
• Höhenzuweisung vom bereits erstellten DGM auswählen
• Zwischenliegende Neigungsbrechpunkte einfügen nicht angehakt lassen

Bruchkanten der DGM-Definition hinzufügen

Dazu ist im Projekt Browser das entsprechende DGM auszuwählen und bei Definition>Bruchkanten im Kontextmenü (Rechtsklick) Hinzufügen aufzurufen.

• Es kann eine Bezeichnung für die Gruppe der hinzugefügten Bruchkanten angegeben werden.
• Für die Ppolygonalisierung von Kreisbögen dient der Wert Kürzester Abstand vom Sekantenmittelpunkt zum Kreisbogen. Er definiert die maximale Abweichung der polygonalisierten Linie von der geometrisch exakten Lage. Der Voreinstellungswert von 1,0m ist in der Regel zu grob. Vermutlich kann je nach Anforderung ein Wert von 0,01m bis 0,1m sinnvoll sein.
  

Da die Bruchkanten auch in mehreren Schritten eingefügt werden können, kann die Genauigkeit je nach Erfordernis eingestellt werden. (Randsteinkanten ev etwas genauer als Böschungsfuß)