Homogenisierung von Leitungsnetzen
Um die Lage von Leitungsnetzen zu dokumentieren, werden diese bezogen auf eine Grundkarte aufgemessen. Es kann nun aber vorkommen, dass sich die Lage dieser Grundkarte verändert oder eine andere Grundkarte als Basis genutzt werden soll. Mit dem Produkt ITS LEHO® kann dann das Leitungsnetz automatisiert auf die neue Lage der Grundkarte eingepasst werden.
- Automatisierte Lageanpassung auf neue Grundkartensituationen
- Beibehaltung von Rechtwinkel- und Geradheitsbedingungen
- Zusammenführung verschiedener Grundkarten
- Einpassen von Inselkarten (z.B. für die Planung)
- Wechsel von einer Raster-Grundkarte auf Vektordaten
Produktbeschreibung
Einleitung
Allgemein wird unter einer Leitungsnetzhomogenisierung die nachbarschaftstreue Anpassung der Betriebsmitteldokumentation an eine veränderte geodätische Referenz unter Berücksichtigung geometrischer Bedingungen verstanden. Dies kann z.B. der Umstieg von einer eigenerfassten Grundkarte auf die ALK sein. Mit dem Produkt LEHO® der ITS Informationstechnik Service GmbH besteht die Möglichkeit, eine Leitungsnetzhomogenisierung automatisiert durchzuführen. ITS LEHO® kann als Standard-Modul im Smallworld GIS installiert werden und ist so konzipiert, dass es durch ein eigenes Datenmodell fachschalenunabhängig arbeitet.
Funktionsweise
Durch ITS LEHO® wird die Lage der Betriebsmittelobjekte in Abhängigkeit von Lageveränderungen der Grundkarte unter Berücksichtigung nachbarschaftlicher Verhältnisse (nachbarschaftstreue Restklaffenverteilung) angepasst. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Einhaltung der geometrischen Beziehungen zwischen den Betriebsmittelobjekten bzw. den Betriebsmittel- und den Grundkartenobjekten. Die Geometrien werden dabei durch die Homogenisierung mit ITS LEHO® lediglich verschoben und Veränderungen an den Objekten sind rein geometrischer Art. Alle topologischen Beziehungen bleiben daher erhalten.
Einsatzmöglichkeiten
Die Notwendigkeit einer Homogenisierung des Leitungsnetzes kann sich aus verschiedenen Gründen ergeben. Im Folgenden sind die häufigsten Gründe aufgelistet:
- Umstieg von der eigenen Grundkarte auf eine amtliche (z.B. ALK / ALKIS)
- Zusammenführung von verschiedenen Netzdokumentationen auf eine einheitliche Grundkarte (z.B. bei fusionierten Unternehmen)
- Nachführung der Dokumentation eines Netzes bei einer inhomogenen Lageänderung der Grundkarte (z.B. Homogenisierung des Katasteramtes).
Funktionen
Die Leitungsnetzhomogenisierung wird in LEHO® in fünf Stufen durchgeführt:
- Suchen nach identischen Punkten
- Bestimmung der Verschiebepunkte
- Bestimmung (Erschnüffeln) von geometrischen Bedingungen
- Berechnung der Homogenisierung
- Ausführung der Verschiebung
Es besteht dabei die Möglichkeit, Teilgebiete zu definieren und diese dann jeweils separat zu bearbeiten. Die Durchführung der einzelnen Stufen in ITS LEHO® wird im Folgenden detailliert erläutert.
1. Suche identischer Punkte
Bei der Suche nach identischen Punkten werden in der alten und der neuen geodätischen Referenz Gebäudepunkte oder Gebäude- und Grenzpunkte gesucht, die einander in der Realwelt entsprechen. Aus den gefundenen Identitäten lässt sich das Vektorfeld der Verschiebungen dieser Sollpunkte ermitteln. Die berechneten Vektoren werden für den weiteren Auswerteprozess gespeichert und zu Kontrollzwecken in der Grafik dargestellt. Die Ermittlung identischer Punkte führt zu den grün gekennzeichneten Gebäude- und Grenzpunkten, mit deren Hilfe das Verschiebungsfeld der Sollpunkte bestimmt wird (Grüne Vektoren). Diese Vektoren bilden dann die Grundlage für die spätere Ausgleichungsrechnung.
2. Ermittlung der Verschiebepunkte
Im zweiten Arbeitsschritt werden alle Punkte gesucht und gekennzeichnet, die bei der Homogenisierung verschoben werden sollen (Verschiebepunkte). Dies sind alle Stützpunkte der zu verschiebenden Objekte, also Leitungspunkte, Referenzpunkte der Beschriftungsblöcke, Punktobjekte und Bemaßungen. Durch die Verschiebung dieser Punkte und damit auch der anliegenden Leitungselemente etc. wird die Homogenisierung letztendlich realisiert. Welche Punkte verschoben werden sollen, wird in einer menügeführten Konfiguration am Anfang des Projektes innerhalb von ITS LEHO® festgelegt. Die Abbildung zeigt, dass die betroffenen Punkte im Grafikfenster dann rot markiert dargestellt werden.
3. Ermittlung geometrischer Bedingungen
Den dritten Arbeitsschritt bildet das sogenannte „Erschnüffeln“ geometrischer Bedingungen. Automatisch werden hier vorher defininierte Bedingungen zwischen Betriebsmittelobjekten untereinander oder von Betriebsmittelobjekten und Grundkartenobjekten (Gebäude, Flurstücke) ermittelt. Dies können z.B. Parallelitäten oder Rechtwinkligkeiten sein, die für die Interpretation des Planwerkes wichtig sind. Typische Anwendungsfälle für geometrische Bedingungen sind z.B. die Rechtwinkligkeit zwischen Anschlussleitungen und Gebäuden, die Parallelitäten zwischen Stromleitungen in einem Kabelbündel oder die Geradheit zwischen einer Fluchtbemaßung und einem Gebäude.
4. Berechnung der Verschiebung
Die Berechnung der Verschiebungen unter Berücksichtigung der Nachbarschaftstreue und Einhaltung der geometrischen Bedingungen findet im vierten Arbeitsschritt statt. Hier erfolgt iterativ eine beste lineare erwartungstreue Schätzung der Verschiebungsvektoren. Als Beobachtungen gehen die Identitäten und die geometrischen Bedingungen ein, als Unbekannte die Verschiebepunkte. Das Ergebnis der Homogenisierung wird im Grafikfenster des Smallworld GIS in Form von Vektoren angezeigt (siehe Abbildung der roten Vektoren).
5. Durchführung der Verschiebung
Im fünften Arbeitsschritt erfolgt die Ausführung der Homogenisierung. Die Betriebsmittel und die Bemaßung werden nun auf die neue geodätische Referenz bezogen verschoben. Dies ist der einzige Arbeitsschritt, in dem auf die Fachdatenbanken des Smallworld GIS schreibend zugegriffen wird. Die fünf Arbeitschritte können zusammengefasst automatisch in einem Lauf durchgeführt werden. Der Anwender hat aber auch die Möglichkeit, nach jedem Arbeitsschritt das Ergebnis zu kontrollieren und manuell einzugreifen.
Fazit
Mit dem Produkt LEHO® der ITS Informationstechnik Service GmbH kann die Homogenisierung von Leitungsnetzen auf der Basis von mathematischen Algorithmen automatisiert werden. Die Ergebnisse sind dabei transparent und reproduzierbar. Gegenüber der manuellen Bearbeitung einer Homogonisierung wird mit ITS LEHO® eine erhebliche Zeit- und Kosteneinsparung erzielt. Das Produkt ist vollständig in das Smallworld GIS integriert, kann aber auch in Verbindung mit vielen anderen GIS eingesetzt werden, zu denen bereits Schnittstellen existieren.
