Geoinformatik

Bei gbm gehört das Arbeiten mit digitalen Werkzeugen zum Arbeitsalltag. Wir verwenden Geoinformationssysteme als auch Modellierungs- und Berechnungssoftware für Baugrund- und Grundwasserberechnungen und verarbeiten die Daten entsprechend für BIM. Ebenso kommen bei uns Drohnen zum Einsatz, um Gelände- und 3D-Modelle zu erstellen.

Durch den Austausch der Programme untereinander können die ermittelten und aufbereiteten Daten unterschiedlichster Herkunft und Genese zusammengeführt und für projektspezifische Fragestellungen miteinander verknüpft und interpretiert werden. Gerade für komplexe Projekte und/oder Vorhaben mit einer Vielzahl äußerer Einflüsse (z. B. im urbanen Raum) können sich aus dieser Datenverknüpfung und –aufbereitung vielfältige Potentiale in Hinblick auf Optimierung des Leistungsumfangs, von Bau- und Planungszeiträume sowie Kosten ergeben.

Geoinformationssysteme (GIS)

Bei der Planung und Ausführung von komplexen Projekten des Hoch-/Tiefbaus oder von weiträumigen Infrastrukturmaßnahmen fallen große Mengen raumbezogener Basisdaten an. Dazu zählen zum Beispiel Kataster, Gewässer und Straßen aber auch Fachdaten, wie zum Beispiel Grundwassergleichen, Altlasten und Kampfmittelvorkommen. Diese Daten sind entsprechend zu verwalten und für alle Projektbeteiligten aber auch (bedingt) für die Öffentlichkeit zu visualisieren.

Mit Hilfe von Geografischen Informationssystemen können raumbezogene Daten erfasst, verwaltet, analysiert und präsentiert werden, was wiederum als wichtige Entscheidungshilfe in der Projektarbeit dient. Ebenso vereinfacht es den Austausch mit Projektbeteiligten und dient als Schnittstelle und Vorbereitung für weitergehende Prozesse, wie zum Beispiel die 3D-Modellierung.

In Kombination mit Datenbanken können so ermittelten Daten aus dem Feld oder Labor zum Beispiel eingepflegt und direkt miteinander verknüpft werden. Dies erleichtert nicht nur die Interpretation der Daten, sondern bietet auch vielfältige Möglichkeiten in Hinblick auf die Optimierung des Leistungsumfangs von Bau- und Planungszeiträumen und damit einhergehenden Kosten, insbesondere für komplexere Projekte oder größere Vorhaben.

Zu den zentralen Aufgaben der gbm im Bereich der Anwendung mit Geoinformationssystemen gehören:

3D-Modellierung

Geologische und hydrogeologische 3D-Modelle stellen eine Erweiterung der klassischen, zweidimensionalen Karten und Schnitte dar. Durch die Visualisierung in der Tiefenebene kann der Untergrund räumlich in allen 3 Ebenen beschrieben werden und somit komplexe geologische Strukturen aufzeigen. Dadurch können frühzeitig Problemstellungen erkannt und leichter bearbeitet werden. Außerdem kann die räumliche Darstellung bereits in der Planungsphase wichtige Informationen liefern, wodurch wiederum Kosten und Zeit eingespart werden können. In den anschließenden Erkundungen und während der späteren Baumaßnahme können die 3D-Modelle dann mit weiteren Ergebnissen präzisiert werden und einen deutlichen Mehrgewinn an Informationen bieten.

Als Grundlage und Vorbereitung für 3D-Modellierungen dienen Daten, die zuvor in einer Datenbank oder in einem Geoinformationssystem (GIS) erfasst und/oder aufbereitet worden sind. Ebenso können Daten aus der 3D-Modellierung wieder als 2D-Information überführt werden.

Die 3D-Modellierung des Baugrunds bildet außerdem die Basis im Building Information Modeling (BIM) Prozess in der Geotechnik. Durch die Zuweisung von geotechnischen und hydrogeologischen Parametern im Baugrundmodell können Verformungen des Untergrunds aus baulichen Eingriffen ermittelt oder für Grundwassermodellierungen und numerische Berechnungen herangezogen werden.

3D-Baugrundmodellierung

Für ein 3D-Untergrundmodell werden zunächst Bohrdaten als Zylinder mit Attributen erzeugt. Durch die Zuweisung von Schichten werden wiederum 3D-Volumenkörper erzeugt, denen entsprechende geotechnische Parameter zugewiesen werden. Daneben können zusätzliche Informationen wie zum Beispiel Schnitte, Vektor- und Rasterdaten, Geländemodelle, Tektonische Daten, usw. erzeugt oder in das Modell importiert werden. Liegen Bauwerke ebenfalls als Volumenkörper vor, können die geotechnischen Schichten auf das Bauwerksmodell projiziert werden. So lassen sich nicht nur Mengen präzise ermitteln, sondern auch im Vorfeld Risiken beim Bau erkennen.

Grundwassermodellierungen

Mit Grundwasserströmungsmodellen können die Auswirkungen von Eingriffen oder Maßnahmen auf den Grundwasserkörper bereits im Vorfeld simuliert und baubegleitend überprüft werden. Neben möglichen Auswirkungen auf Grundwasserhöhen und –strömungen können dabei auch Stoff- und Wärmetransporte prognostiziert werden. Durch Grundwassermodelle können Eingriffe in den Grundwasserhaushalt besser beurteilt werden und als Entscheidungshilfe bei verschiedenen Fragestellungen hinsichtlich Bau- und Bemessungswasserständen, Wasserentnahmen oder Geothermie dienen.

Zu den zentralen Aufgaben der gbm im Bereich der 3D-Modellierung gehören:

Building Information Modeling (BIM)

Für alle relevanten öffentlichen Großprojekte ist mittlerweile die BIM Methode anzuwenden. BIM steht dabei für eine modellbasierte Methode, die Planung, Errichtung und Betrieb von Bauwerken und alle für den Lebenszyklus des Bauwerks relevanten Informationen und Daten konsistent erfassen soll. Dabei ist BIM ein Prozess und keine Datei. Mit BIM wird ein „digitaler Zwilling“ erzeugt, der mehrere Fachmodelle vereint. Zu den Fachmodellen gehört unter anderem das 3D-Baugrundmodell. Mithilfe von BIM soll in der realen Welt eine bessere Planung ermöglicht und sowohl die Errichtung als auch der Betrieb von Anlagen effizienter werden.

Neben den (geo-)technischen Eigenschaften, die in jedem Bauteil bzw. Fachmodell hinterlegt sind, können auch Zeit und Kosten als Parameter in den Prozess miteinfließen. Auftraggeber können die Daten über den gesamten Lebenszyklus der Anlage hinweg immer wieder verwenden.

Bei gbm sind mehrere Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen buildingSMART basiszertifiziert. Eine Zertifizierung, die weltweit einen gültigen Qualitätsmaßstab für die Bewertung und Vergleichbarkeit von Kenntnissen und Fertigkeiten in Building Information Modeling steht.

Zu den zentralen Aufgaben der gbm im Bereich von Building Information Modeling (BIM) gehören:

Drohnenbefliegung

gbm ist sowohl unter der Erde als auch in der Luft unterwegs, und zwar mithilfe von Drohnen. So können mit Drohnen nicht nur Bilder aus der Vogelperspektive aufgenommen, sondern auch Punktwolken und 3D-Modelle erzeugt werden. Dabei lassen sich anhand eines 3D-Modells mehr Informationen entnehmen als von einem einfachen Bild. Insbesondere an Stellen, die schwerer zugänglich oder sehr steil sind, eignet sich eine Drohnenbefliegung für eine Vermessung. gbm setzt Drohnen vor allem zur Erfassung von Böschungs- und Bauwerksgeometrien ein. 3D-Modelle von Böschungen, von denen ein Steinschlag oder Felssturzrisiko ausgeht, können ingenieurgeologisch effizienter bewertet werden. Auch zeitintensive Vermessung von Bauwerken, wie zum Beispiel Tunnelportalen, können mit Hilfe von Drohnenaufnahmen erfolgen. Die Ergebnisse sind eine wichtige Grundlage für die Objekt- und Fachplanung. Ebenso können die Daten aus der Drohnenbefliegung für Geoinformationssysteme und 3D-Modellierung verwendet werden.