Wo das Modell liegt

Eine Datei geht an den Auftraggeber, und dort liegt das Modell neben der Straße oder gleich im Nullpunkt. Die Geometrie stimmt, jede Haltung hat die richtige Länge, und trotzdem passt nichts zusammen. Vier Angaben entscheiden das, bevor das erste Bauteil entsteht. Welche sind das, und woran prüfst du sie?

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Was gemeint ist

Koordinaten ohne Bezugssystem sind Zahlen ohne Aussage, weil außer dem Verfasser niemand weiß, worauf sie sich beziehen. Erst die dokumentierte Verbindung zwischen Modell und amtlichem Raumbezug macht daraus etwas, das ein Zweiter an der richtigen Stelle einbaut; sie heißt Georeferenzierung.

Der Zeitpunkt dafür liegt weit vorn. Für Baumaßnahmen des Bundes verlangt die Handreichung des Bundesbaus, Projektsystem und Transformationsparameter spätestens zu Beginn des Vorprojekts im Abwicklungsplan zu dokumentieren, vor dem ersten Referenzmodell.¹ Für ein kommunales Projekt ist das kein geltendes Recht, wohl aber die Richtschnur.

Die amtliche Vermessung liefert ihre Koordinaten in der UTM-Abbildung; die Modellierung arbeitet meist in einem lokalen, verzerrungsfreien Projektsystem, weil sie für die Mengen reale Längen braucht. Zeichnest du dagegen direkt in UTM-Koordinaten, sind die Längen im Modell Netzlängen und nicht die Maße im Feld. Für dieselbe Strecke kommen deshalb zwei Zahlen heraus, beide für ihr Rechenverfahren richtig.

Diese vier Punkte gehören in jede Lieferung.

• Das Lagebezugssystem mit dem Projektnullpunkt, also dem Punkt, auf den sich die Modellkoordinaten beziehen. Ohne diese Angabe bleibt offen, in welcher Zone das Projekt liegt.
• Der Maßstab. Ohne Maßstabsänderung zu arbeiten ist der empfohlene Normalfall. Wird doch einer angesetzt, muss er im Abwicklungsplan stehen, sonst rechnet der eine um und der andere nicht.
• Der Höhenbezug mit seinem Höhenstatus. In derselben Stadt sind mehrere Höhensysteme im Umlauf, und der Sprung dazwischen fällt beim Durchblättern niemandem auf.
• Die Ablagestelle der Georeferenz in der Datei. Sie sagt, welche der drei Angaben darüber der Empfänger ohne Rückfrage findet.

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Was das für dein Büro heißt

Nehmen wir das gedachte Beispiel, eine Ortsdurchfahrt über 800 Meter mit Mischwasserkanal, geplant von einem Büro mit acht Leuten. Die Strecke liegt in der UTM-Zone 32, nahe dem Mittelmeridian, auf rund 100 Metern Höhe.

Was die Abbildung mit den Längen macht

Die UTM-Abbildung ist nicht längentreu, und der Abbildungsmaßstab sagt, um wie viel sie danebenliegt. Am Mittelmeridian wird eine Strecke von einem Kilometer um 40 Zentimeter verkürzt abgebildet.² Nach außen wird der Betrag kleiner, das Vorzeichen kippt, und der Betrag wächst danach wieder.

Die Geländehöhe steuert einen zweiten Anteil bei, weil die Lagekoordinaten auf dem Ellipsoid gerechnet werden und das Bauwerk darüberliegt. Bei rund 100 Metern Höhe über dem Ellipsoid, mit der die Tabelle rechnet, sind das rund 2 Zentimeter je Kilometer.² Der Projektmaßstab ist das Produkt aus beiden Anteilen.³

Zusammen ergibt das für diese Lage rund 42 Zentimeter je Kilometer, gerechnet nach der Beziehung aus Modul 2, Ellipsoid GRS80, Breite 51 Grad;³ beide Anteile sind belegt, die Summe ist eine eigene Rechnung und kein amtlicher Wert.²

Der Projektmaßstab liegt damit bei rund 0,99958; auf die 800 Meter sind das rund 33 Zentimeter Verkürzung, wenn jemand Modellmaße unbesehen als Naturmaße behandelt. Zum Vergleich zitiert die Handreichung Modul 2 eine Grenzabweichung von 3,0 Zentimetern für Nennmaße über 30 Meter.³ Den Rechenweg für deinen Standort zeigt der Projektmaßstab-Rechner dieses Themenfelds.

Der Ostwert und der Höhenstatus

Der Ostwert hat zwei amtliche Schreibweisen, sechs Vorkommastellen ohne vorangestellte Zonenkennziffer und acht mit ihr, im EPSG-Register 25832 gegen 4647 für die Zone 32.⁴ Beides kann aus demselben Amt kommen, je nach Produkt und Ausgabestand; welche Produkte mit und welche ohne Kennziffer kommen, sagt das Merkblatt der Landesvermessung.⁴

Beim Höhenbezug heißt der aktuelle Stand DHHN2016 und hat den Höhenstatus 170. Ältere Pläne stehen im Status 160 oder 100, und Städte behalten den alten Stand für ihren Altbestand ausdrücklich bei.⁵ Für die Anschlusshöhen des Kanals ist das die entscheidende Angabe, weil sich sonst nicht sagen lässt, ob eine Differenz von zwei Zentimetern eine Setzung ist oder der Systemwechsel.

Zwei Orte für dieselbe Angabe

Die Stufen der Georeferenzierung beschreiben von 10 bis 50, wo die Angaben in der Datei stehen; sie stehen nebeneinander, eine höhere enthält die niedrigere nicht. Auf der obersten Stufe stehen sie in IfcMapConversion und IfcProjectedCRS. Was Autorensoftware üblicherweise ausliefert, ist die Stufe 30, und die führt weder einen Maßstab noch das Zielsystem.⁶

Deshalb hat die Georeferenz einen zweiten Ort: Der Abwicklungsplan führt alle Angaben, damit ein Mensch sie nachlesen kann, die Datei so viele, wie ihr Format zulässt.

Feldnamen aus dem IFC- und dem ISYBAU-Schema,⁷ die Formvorgaben aus der Handreichung.¹

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Woran du es prüfst

Fünf Blicke in deine Lieferung zeigen vor der ersten Abgabe, ob sie verortet ist.

1. Sieh dir den Ostwert an. Acht Vorkommastellen heißen mit vorangestellter Zonenkennziffer, die ersten beiden Ziffern sind dann die Zone, also 32 oder 33; sechs heißen ohne.
2. Prüfe, ob ein Maßstab angesetzt wurde. Ist keiner gesetzt, gehört der Vermerk „ohne Maßstabsänderung“ in deinen Abwicklungsplan, sonst rät der Empfänger.
3. Lies den Höhenstatus nicht nur am Plankopf ab. Neuere Planblätter tragen ihn in einem Stempelfeld, ältere schweigen dazu und führen den alten Stand weiter; im Zweifel fragst du beim Vermessungs- und Katasteramt nach.
4. Rechne zwei bekannte Passpunkte nach, am besten solche, die nicht in die Transformation eingeflossen sind, am Rand oder außerhalb deines Baufelds. Erst sie zeigen, ob die Zahlen stimmen; die Ablagestelle in der Datei sagt darüber nichts.
5. Mach vor der ersten Abgabe einen Testexport zum Empfänger und zurück, und sieh im Texteditor nach, ob die Datei ein Zielsystem führt; alles andere ist eine Vermutung über fremde Software.

Steht in deiner Ausschreibung kein Bezugssystem, geht die Frage vor dem Angebot an die Vergabestelle: „In welchem Lage- und Höhenbezugssystem sind die Modelle zu liefern? Wir bitten um Angabe der EPSG-Codes für Lage und Höhe sowie um Mitteilung, ob der Auftraggeber einen Projektnullpunkt vorgibt und ob ein Referenz- oder Mastermodell bereitgestellt wird.“

Dabei lässt sich das Zielsystem nicht als UTM 32 voraussetzen, denn die Mustervorlage einer Stadt nennt im Beispiel ein Dreigradsystem, und wer aus Gewohnheit im regional üblichen Code abgibt, liefert an diesem Auftraggeber vorbei.⁸

Zonen, EPSG-Codes, Höhenstatus und die fünf Stufen der Georeferenzierung stehen auf dem Datenblatt Bezugssysteme.