bimkernel · 01

    Realität · Modell · Baustelle

    Koordinaten-
    systeme
    in BIM.

    A · Warum Koordinaten

    Physisches und Digitales koordinieren.

    Das Koordinatensystem übersetzt die physische Realität präzise in digitale Daten und umgekehrt.

    Ein Kreislauf, ein System in der Mitte · das ganze Leben des Bauwerks messencodierenplanenkoordinierenabsteckenbauen KOORDINATEN-SYSTEME · N · H physisch ▸ digitaldigital ▸ physisch Totalstation Prisma Nagel PHYSISCHES BAUWERK im Betrieb Modell · E N H ENH Nagel DIGITALES BAUWERK das Modell
    B · Wie wir die Erde vermessen

    Zwei Modelle der Erde, zwei Daten.

    Lage: das Ellipsoid, eine glatte mathematische Form, die der Erde nahekommt. Das geodätische Datum verankert es mit einem Mittelpunkt, Achsen und einem Zeitpunkt.

    Höhe: das Geoid oder eine Näherung daran: der unter den Kontinenten verlängerte mittlere Meeresspiegel. Das Höhendatum legt dort die Null fest.

    Zwei Daten: eines für die Lage, eines für die Höhe GEODÄTISCHES DATUM · das EllipsoidHÖHENDATUM · das Geoid Drehachse Greenwich Massen-mittelpunkt P (φ, λ) echtesRelief Mittelpunkt + Achsen + Epoche → Lage Geoid unter den Kontinenten GeoidNull der Höhen ZOOM · die Küste Pegel Null H Geoid, unter Land gewellt, ohne Formel → Höhe
    Ihr Land · EspañaETRS89Höhe: Alicante
    Asia y Oceanía · AustraliaGDA2020Höhe: AHD
    América · PerúSIRGASHöhe: La Punta (Callao)
    Geodätische Netze

    Das Netz realisiert das Datum.

    GNSS-Stationen und Festpunkte legen die Lage fest; ein Pegel und die Höhenbolzen die Höhe.

    Zwei Verankerungen, zwei Netze LAGE · Lagedatum HÖHE · Höhendatum FestpunktReferenzstationEmpfänger (Baustelle) Korrekturen Pegel · NullpunktHöhenbolzenBaustellenhöhe
    Ihr Land · EspañaREGENTE · REDNAP · ERGNSSbetreut von: IGN
    Asia y Oceanía · AustraliaMarcas de control estatales + AUSCORS/ARGNbetreut von: ICSM / Geoscience Australia
    América · PerúREGPMOC + Red Geodésica Geocéntrica Nacionalbetreut von: IGN Perú
    Geografische Koordinaten

    Breite, Länge und Höhe.

    Zwei Winkel und eine Höhe über dem Datum. Sie gelten für den ganzen Planeten, messen aber nicht in Metern.

    Ein Punkt auf dem Ellipsoid φ BREITE · im Profilλ LÄNGE · vom Pol aus φhP ÄquatorNormale zum Ellipsoid in P λP NordpolGreenwich · 0°Meridianvon P
    Ihr Land · España40,42° N
    3,70° O
    Datum ETRS89
    AchtungAnderes Datum, andere WinkelKoordinaten ohne ihr Datum verorten nichts
    Kartenabbildung

    Projizieren ergibt eine euklidische Ebene.

    Auf dem Ellipsoid helfen weder Lineal noch Pythagoras. Die Abbildung abstrahiert zu einer Ebene, in der mit gewohnter Geometrie geplant wird, um den Preis einer kleinen Verzerrung.

    Vom Ellipsoid zur Ebene E · N das Ellipsoid des Datums Mittel-meridian
    In der Ebene d = √(ΔE² + ΔN²) Strecken, Geraden und Zeichnungswinkel
    False Easting 500 000m am Mittelmeridian
    Was UTM erhält Winkel, nicht Strecken winkeltreue Abbildung
    Projizierte Koordinaten

    Ostwert und Nordwert, in Metern.

    Nach der Abbildung wird der Punkt in Metern angegeben. Datum und Abbildung haben zusammen einen EPSG-Code.

    Ihr Land · España440 616 E
    4 474 610 N
    EPSG 25830 · in m
    Asia y Oceanía · Australia334 436 E
    6 250 816 N
    EPSG 7856 · in m
    América · Perú277 925 E
    8 667 092 N
    EPSG 32718 · in m
    Was ein EPSG-Code enthält
    Datum+Abbildung und Zone+Einheiten und Achsen=Ein Bezugssystem

    Die Höhe kommt getrennt hinzu, mit eigenem Code, und wird damit kombiniert.

    Orientierung

    Die Drehung zählt ab Gitter-Nord.

    Das Gebäude wird gerade gezeichnet, der amtliche Plan dreht es. Der Winkel geht von Gitter-Nord aus, nicht von geografisch Nord.

    BIM-Kompass
    Gitter-NordIFC
    Geografisch
    Magnetisch
    Projektnord
    Meridiankonvergenz am Rand einer UTM-Zone
    ≈ 2°zwischen geografisch Nord und Gitter-Nord an den Zonenrändern
    Maßstab

    Ein Gittermeter ist kein Baustellenmeter.

    Abbildung und Höhenlage verändern die Strecken. Gearbeitet wird im Gitter oder im Gelände, und es wird festgehalten, worin.

    Der Maßstabsfaktor über die Breite einer Zone k = 1 k0 = 0,9996 MittelmeridianZonenrandZonenrand k = 1 etwa 180 km vom Mittelmeridian MadridSydneyLima
    Ihr Land · España−3,6cmje 100 m, nur durch die Projektion
    Asia y Oceanía · Australia−0,6cmje 100 m, nur durch die Projektion
    América · Perú+2,1cmje 100 m, nur durch die Projektion
    Höhen

    Zwei Höhen für denselben Punkt.

    GNSS misst über dem Ellipsoid, die Pläne über dem Geoid. Der Unterschied, N, ändert sich mit dem Ort.

    h, H und N Gelände Geoid (Meeresspiegel) Ellipsoid H h N GNSS liefert h · Pläne verwenden H · H = h − N
    N weltweit−106 bis +86mso weit liegt ein Modell mit h statt H daneben
    Ihr Land · EspañaAlicanteEPSG 5782
    Asia y Oceanía · AustraliaAHDEPSG 5711
    América · PerúLa Punta (Callao)EPSG —
    Bezugssysteme nach Land

    Jedes Land, sein System.

    Die Vermessungsbehörde jedes Landes legt Datum, Abbildung und Höhen fest. Wählen Sie Ihres und verwenden Sie seinen EPSG-Code.

    C · Vermessung

    Das Modell erbt das System des Vermessers.

    Der Vermesser stützt sich auf das Netz und liefert Koordinaten in einem bekannten System.

    Die Koordinatenkette geodät.Netz GNSS oderTotalstation φ λ hDatumgeografisch E N H+ Geoidprojiziert Absteck-punkte ModellBIM jeder Schritt fügt eine Transformation hinzu: Sie müssen wissen, welche
    GNSSAbsolute Positionim Datum des Netzes
    TotalstationWinkel und Streckenvon bekannten Punkten aus
    Gleitkomma

    Fern vom Ursprung wackelt alles.

    Bei großen Koordinaten verliert jede Software an Genauigkeit. Deshalb modelliert man nicht direkt in UTM.

    Nutzbarer Bereich der Engine r = einige km Modellursprung UTM-Koordinaten → Hunderte km weg
    UTM-Y in Spanien 4 400 km vom Ursprung der Abbildung
    Ein UTM-Punkt in Spanien E ≈ 400 000
    N ≈ 4 400 000
    Symptome
    FlackernSpringende HöhenOffene Anschlüsse
    Warum das passiert

    Ganzzahlen fressen Dezimalen.

    Eine Gleitkommazahl hat nur begrenzt viele Stellen. Bei Millionen von Metern bleiben wenige für die Millimeter.

    Einfache Genauigkeit: etwa 7 nutzbare Stellen huso 30 · N = 4 474 310,800 4474311 , ??? keine Stellenfür Dezimalen Lokal · y = 310,800 m 310 , 8000 Stellen übrig:Zehntelmillimeter
    Kleinster Schritt bei 4.474 km 0,5m einfache Genauigkeit
    Kleinster Schritt bei 310 m 0,03mm einfache Genauigkeit
    Der Preis

    Mehr Stellen, mehr Bytes.

    Doppelte Genauigkeit verdoppelt den Speicherbedarf jeder Koordinate: Das merkt man in einer Punktwolke, nicht in einem Modell.

    Einfach · float32 4bytes
    ≈ 7 Stellen
    Doppelt · float64 8bytes
    ≈ 15–16 Stellen
    Punktwolke mit 1 Milliarde Punkten (nur X, Y, Z)
    f6424 GB · verlustfrei
    f3212 GB · verliert 0,5 m
    LAS12 GB · millimetergenau
    Punktwolken

    Senkrechten, die tanzen.

    Eine einfach verknüpfte Punktwolke in UTM zittert. Schuld ist nicht der Scanner, sondern die numerische Genauigkeit.

    In UTM, unverschoben
    Lokal verschoben
    Sichtbar ab> 30kmvom Modellursprung · Fallbeispiel Modelical
    Symptome
    Senkrechten im ZickzackSpringende SchnitteMaße, die nicht stimmen
    Der Trick

    Das Große abziehen, das Kleine speichern.

    Der Versatz wird einmal gespeichert; jeder Stützpunkt trägt nur den kleinen Rest, mit allen Dezimalen.

    Eine Koordinate, zwei Teile 4 474 310,800 = 4 474 000 + 310,800 echte Koordinate einmal: georeferenzierter Punkt, IfcMapConversion, Offset der Wolke je Stützpunkt
    Gewonnene Genauigkeit× 16.000von 0,5 m auf 0,03 mm
    Zusätzliche Bytes0dasselbe float32
    Die goldene Regel

    Lokal modellieren, separat verorten.

    Die Geometrie bleibt nahe am Ursprung. Eine Transformation platziert sie in der realen Welt.

    Lokales Modellam Ursprung
    + VerschiebenOst · Nord · Höhe
    + DrehenWinkel zu Nord
    Ergebnis
    = Reale WeltUTM · EPSG
    Zwei Wege, sie anzuwenden
    Das universelle Prinzip

    Drei Ursprünge, einer verbindet.

    Nur der georeferenzierte Punkt verknüpft das Modell mit der realen Welt.

    ModellursprungFest
    ProjektbasisLokal
    Georeferen­zierter PunktGemeinsam
    Alle drei im Grundriss → UTM
    Beispiel · Spanien

    ETRS89, UTM und Alicante.

    Das ist der amtliche Bezugsrahmen. BAP, Civil 3D und IFC geben ihn per EPSG-Code an.

    UTM-Zonen · ein EPSG-Code pro Zone ZONE 274082amtlich nicht genutzt ZONE 284083alle Kanaren ZONE 2925829Galicien · Westen ZONE 3025830Zentrum ZONE 3125831Katalonien · Balearen REGCAN95ETRS89
    DatumETRS89REGCAN95 auf den Kanaren
    AbbildungUTM6°-Zonen
    HöhenAlicanteEPSG 5782
    IFC und openBIM

    In IFC ist nur ein Weg der richtige.

    Ab IFC4: IfcMapConversion plus ein EPSG-System.

    LoGeoRef-Stufen
    10Adresse
    20lat / long
    30placement
    40Kontext
    50MapConversion + EPSG
    Schema Modellkontext IfcMapConversion IfcProjectedCRSEPSG:25830 E · N · H · DrehungZielsystem
    Empfohlene Stufe
    LoGeoRef 50IFC4 · IFC4.3
    BAP · ISO 19650

    Einmal entscheiden, schriftlich festhalten.

    Acht Entscheidungen, die ab dem ersten Tag in den BAP gehören.

    Eine Seite des BAP BAP · KOORDINATEN UND STANDORT 01EPSG02HÖHENBEZUG03GITTER ODER GELÄNDE04PASSPUNKTE05NORDRICHTUNG06EINHEITEN07VERANTWORTLICH08IFC-SCHEMA Unterschrift Verantwortliche/r
    Grenzen

    Jedes Programm hat seinen Radius.

    Der nutzbare Bereich um den Ursprung hängt vom Programm ab. Nur wenige Hersteller veröffentlichen ihn.

    Nutzbarer Bereich in Revit r = 16 km Interner Ursprung UTM-Koordinaten → Hunderte km weg
    Maximaler Radius 16km 10 Meilen · Revit
    Bonsai warnt ab 5km
    Die übrigen Kein veröffentlichter Wert laut unserer Recherche
    Entsprechungen

    Gleiche Punkte, andere Namen.

    Jedes Programm hat sein Gegenstück zum Vermessungspunkt.

    Ein Punkt, acht Namen REVITSURVEY POINTARCHICADSURVEY POINTALLPLANSURVEY POINTVECTORWORKSSURVEY POINTTEKLABASE POINTBRICSCAD BIMSURVEY LOCATIONBENTLEYGLOBAL ORIGINBONSAIFALSE ORIGIN IfcMapConversion
    Revit · Vermessungspunkt

    Der Vermessungspunkt ist nicht der Ursprung.

    Er ist nur eine Markierung. Beschnitten liegt er im gemeinsamen Ursprung; unbeschnitten auf einem Punkt, dessen Koordinaten er zeigt.

    Koordinatenanzeige · Cursor ziehen
    Revit

    Übernehmen oder veröffentlichen.

    Ein einziges Modell legt die Koordinaten fest, alle anderen übernehmen sie.

    Der Ablauf mit dem Lageplan-Mastermodell DWGVermessung LAGEPLANMastermodell ARCHITEKTUR TRAGWERK TGA ÜbernehmenVeröffentlichenÜbernehmenÜbernehmen
    Bei einer DWG Immer übernehmen nie veröffentlichen
    Danach verknüpfen Über gemeinsame Koordinaten
    Revit · Campus

    Jedes Gebäude, sein lokales System.

    Jedes Gebäude gerade und nahe am eigenen Ursprung. Das Grundstücksmodell platziert und dreht es und veröffentlicht seine Position.

    Ein Grundstück, drei lokale Systeme A B C gemeinsam · UTM └ lokale Achsen
    Je Gebäude eigen Raster und Ebenen ändern sich beim Platzieren nicht
    Allen gemeinsam Der gemeinsame Standort veröffentlicht vom Grundstücksmodell
    Revit · Typologien

    Eine Verknüpfung, mehrere Positionen.

    Der Wohnungstyp wird so oft verknüpft, wie er vorkommt; jedes Exemplar speichert seine benannte Position.

    Eine RVT, drei Exemplare im Mastermodell TYP A.rvt Block 1 Block 2 Block 3
    Verwaltet über Exemplareigenschaften nicht über Übernehmen oder Veröffentlichen
    Zu pflegende Dateien 1 einmal bearbeiten, alle Blöcke ändern sich
    Punktwolken

    Erst verschieben, dann drehen.

    Eine Punktwolke in UTM wird vor dem Import in Revit an den Ursprung verschoben.

    Ablauf von Modelical RECAPE57 DYNAMOMatrizen CLOUDCOMPARE1 verschieben2 drehen RECAP.rcp REVITUrsprung
    Werkzeuge3ReCap · Dynamo · CloudCompare
    Kleines Projekt (≤ 100 m)Punktwolke lokal anfordern
    Viewer

    Im Viewer verschieben ist Flickwerk.

    Liegt ein Modell falsch, korrigieren Sie es in der Quelldatei.

    Navisworks · KoordinatenSharedStandard
    BIMcollab ZoomLiest IfcMap­Conversionstandardmäßig deaktiviert
    SolibriLiest IfcMap­Conversionals Eigenschaften
    Flickwerk vs. Korrektur ✗ IM VIEWER VERSCHIEBEN geht beim nächsten Export verloren .rvt ✓ QUELLDATEI KORRIGIERENplatziert exportieren und föderieren
    In der Cloud

    Jede Plattform liest anders.

    Alle föderieren Modelle aus vielen Programmen, suchen die Georeferenzierung aber nicht alle an derselben Stelle.

    Autodesk DocsTransformnur in der Cloud
    Trimble ConnectIfcSitevon Tekla empfohlen
    Bentley iTwinLinear oder projiziertzwei Geolokalisierungen
    ArcGIS GeoBIMIFC4 + IfcMap­Conversionempfohlen
    Was die Plattform tut .ifcDatei CDE platziert angezeigt = Datei bleibt unverändert
    Civil 3D ↔ Revit

    Zwei Punkte, gleiche Reihenfolge.

    Civil 3D kennt das Koordinatenreferenzsystem, Revit speichert nur eine Transformation. Die Brücke bilden zwei gemeinsame Punkte.

    Shared Reference Point CIVIL 3DEPSG 25830 AB XMLA · B REVITTransformation AB
    Vertauschte Reihenfolge
    180° Abgeleitet
    Beide Punkte Auf gleicher Höhe
    DWG in Revit

    Das schwebende CAD.

    Eine normale DWG liefert Ursprung und Drehung; eine aus Civil 3D zusätzlich ihren EPSG-Code. In beiden Fällen addiert sich die Höhe der Zeichnung zur Höhe der Ebene.

    Was jede DWG mitbringt DWG CADohne System UrsprungDrehung EPSGDWG CIVIL 3DSystem zugewiesen UrsprungDrehungBreite·Länge EPSG 25830
    Die doppelte Höhe +1 300 Ebene 0 = +650 gehört hierher interner Ursprung · 0 Ebene+650Z DWG+650
    Häufige Fehler

    Die drei häufigsten.

    01 DWG in UTM, Ursprung auf Ursprung Geometrie km entfernt
    02 Gleiche Werte, nicht gemeinsam nicht verknüpft
    03 IFC mit doppelter Verschie­bung IfcSite + MapConversion
    Nach Gruppe · 15 Fehler
    6Revit: Verknüpfungen, Punkte und Ansichten
    4IFC und Viewer
    3Geodäsie: Datum, Zone, Höhen
    2Civil 3D
    Qualitätsprüfung

    Vier Fragen pro Modell.

    Ein Modell kann gut aussehen und hundert Meter danebenliegen. Vor der Föderation: wo es liegt, wohin es zeigt, auf welcher Höhe und in welchem System.

    01 · Wo Ostwert und Nordwert des Kontrollpunkts
    02 · Wohin Drehung nach Nord Gitter-Nord, nicht geografisch
    03 · Auf welcher Höhe Orthometrische Höhe über dem Meeresspiegel
    04 · In welchem System 25830 ein EPSG-Code, kein Name
    Die Optionen

    Fünf Prüfwege.

    Manche prüfen das native Modell, andere das IFC; manche werden konfiguriert, andere programmiert.

    Was sie prüfen · wie sie definiert werden IDS ist der einzige Standard: Solibri und IfcOpenShell lesen ihn
    IDS

    Die Anforderung in einer Datei.

    Eine XML-Datei von buildingSMART legt fest, was das IFC enthalten muss. Sie gehört zum Vertrag, und jedes Prüfprogramm liest sie gleich.

    IDS 1.0 2024 finaler Standard
    Sechs Facetten
    EntitätAttributEigenschaftKlassifikationMaterialTeil von
    Kann EPSG:25830 fordern und dass die Umrechnung existiert
    Kann nicht Berechnen, wo ein Punkt liegt vergleicht Werte, verrechnet sie nicht
    IfcOpenShell

    Prüfen mit Code.

    Eine offene Python-Bibliothek validiert gegen das IDS und überführt zusätzlich den Kontrollpunkt nach UTM, um ihn mit dem des Vermessers zu vergleichen.

    Ablauf
    IfcTester Prüft gegen IDS Kommandozeile oder Web
    Berechnet Local → UTM mit der Umrechnung aus dem IFC selbst
    Kosten 0 € Open Source
    Model Checker

    Prüfen direkt in Revit.

    Vor dem Export prüft ein Regelsatz das native Modell und führt zu jedem Element, das die Regeln nicht erfüllt.

    Preis 0 € mit Revit-Lizenz
    Regeln Checksets bearbeitet im Configurator
    Ausgabe Excel · Power BI Modellqualität im Zeitverlauf
    Einordnung
    Configurator→Checkset→Revit→Bericht→IFC
    Solibri

    Regeln für das Koordinationsmodell.

    Prüft die IFC-Dateien aller Beteiligten mit Regeln und liest seit Version 25.12 die Georeferenzierung als Projekteigenschaften.

    Version 25.12 IfcMapConversion lesbar
    Regel 244 Validiert IDS inkl. IDS 1.0
    Große Koordinaten Flackern Geometrie nahe am Ursprung
    Eine Georeferenzierungsregel
    Projekt→Name = EPSG:25830→Bestanden oder nicht
    In jedem Programm

    Was Ihr Programm schon kann.

    Ohne Installation: ein Kontrollwürfel an jedem Kontrollpunkt, abgelesen in Ihrem Programm und in einem neutralen Viewer.

    Kontrollobjekt
    RevitPunktkoordinateBeschriftung mit N, O und Höhe
    ArchicadSurvey Pointzeigt seine Koordinaten
    Civil 3DEinheiten und Zoneder EPSG-Code der Zeichnung
    BIMcollab ZoomGeoreferenzierungOption standardmäßig aus
    IFCGeoRefCheckerLoGeoRefBericht von 10 bis 50
    Zurück auf die Baustelle

    Vom Modell zur Absteckung.

    Das im Gelände Gemessene kehrt dorthin zurück. Vier Regeln, damit es an derselben Stelle ankommt.

    01Ein Ursprungnahe daran modellieren
    02Ein Leitmodelldie anderen übernehmen
    03Ein EPSG-CodeIFC4 + MapConversion
    04Eine KontrolleIDS + Kontrollpunkt