Projektbeschreibung

Gesamtprojekt

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Die Planung von Infrastrukturmaßnahmen wie Straßen-, Bahn- und U-Bahntrassen im urbanen Umfeld und der damit verbundenen Über- und Unterführungsbauwerke stellt enorme Anforderungen an die beteiligten Ingenieure, da eine Vielzahl von rechtlichen, ökonomischen, ökologischen und konstruktiven Randbedingungen zu beachten sind. Gemeinsam ist diesen Anforderungen, dass sie einen Bezug zum geographischen Raum haben und damit als eine besondere Form von Geodaten einbezogen werden müssen. Gleichzeitig ist die Planung derartiger Maßnahmen durch eine hohe Zahl an Beteiligten, angefangen bei Planern aus unterschiedlichen Fachdisziplinen über fachfremde Entscheidungsträger aus unter­schied­lichen Ressorts bis hin zu Laien im Rahmen der Bürgerbeteiligung geprägt, die zudem i.d.R. räumlich verteilt arbeiten.

Ein drei- bzw. vierdimensionales Stadt- und Bauwerksmodell, das nicht nur die vorhandenen Hochbauten, sondern ebenso die bereits vorhandenen unterirdischen Bauwerke und Infrastruktur (wie Tunnel, U-Bahnhöfe, aber auch Verrohrung, Leitungstrassen, Kanäle etc.) umfasst und die Möglichkeit bietet, geplante Infra­struktur­einrichtungen in einfacher Weise zu integrieren, trägt zur Reduzierung der Komplexität der Planungsaufgabe bei und bildet damit eine deutlich geeignetere Grundlage für Planungsaktivitäten als die bislang in der Praxis meist verwendeten 2D-Pläne. Eine wesentliche Rolle spielt dabei auch die Integration von aktuellen Bilddaten während der verschiedenen Planungsphasen, um eine realitätsnahe Visualisierung des Planungsobjektes in seiner Umgebung, 3D-Analysen und ggf. eine Adaption der aktuellen Planung durchführen zu können – nicht nur im Büro, sondern auch vor Ort durch geeignete mobile Systeme.

Einen wesentlichen Bestandteil solcher Produktmodelle bildet ein zugrunde liegendes geometrisches Modell, mit dem es möglich ist, das dargestellte Objekt in verschiedenen Detaillierungsstufen abzubilden. Die manuelle Erstellung solcher mehrskaliger Modelle hat sich, wie vorangegangene Forschungsarbeiten gezeigt haben, allerdings als komplex und fehleranfällig erwiesen. Zu untersuchen, wie solche Detaillierungsvorgänge automatisiert durchgeführt werden können, ist deshalb ein weiteres Ziel des Teilprojekts B.
Es ist dafür notwendig Überlegungen zur Repräsentation des geometrischen Teils eines solchen mehrskaligen Produktmodells anzustellen. Hierfür wurde in einem ersten Schritt untersucht, wie ein parametrisches geometrisches Modell abgebildet und in einzelnen Schritten detailliert werden kann. Der verfolgte Ansatz zur Automatisierung von Detaillierungsvorgängen besteht dabei darin, die Grundlagen der Graphentheorie mit dem Konzept der parametrischen Modellierung zu kombinieren.
Es wurde dazu bereits ein Graphersetzungssystem entwickelt, mit dem es möglich ist, parametrische Skizzen graphbasiert zu repräsentieren. Über die Anwendung von Graphersetzungsregeln ist es zudem möglich, den Graph, durch den eine Skizze repräsentiert wird, zu verändern. Der so erstellte Graph kann über einen Software-Prototypen anschließend in einen parametrischen CAD-Modellierer eingelesen werden.
Die Erweiterung des beschriebenen Graphersetzungssystems ist ein weitere Schwerpunkt des Teilprojekts B.