Bis vor einigen Jahren war in Deutschland das Gau\u00df-Kr\u00fcger-Koordinatensystem ma\u00dfgebend in der Vermessung. Bis 2015 wurde im Rahmen der Internationalisierung in den Bundesl\u00e4ndern nach und nach das Universal Transverse Mercator (kurz: UTM)-System als amtliches Koordinatensystem eingef\u00fchrt.<\/p>\n
Zum Unterschied der beiden Koordinatensysteme sollten Baufachleute folgendes wissen: Beide Koordinatensysteme projizieren die Geodaten der gekr\u00fcmmten Erdoberfl\u00e4che auf einen gedachten Zylinder. Dieser Zylinder wird beim UTM-System durch das Ellipsoid der Erde gesteckt. Bei diesem Vorgehen handelt es sich um eine sogenannte Mercator-Projektion. Dabei werden immer nur 6 Grad breite Zonen der Erde betrachtet, die aussehen wie das Segment einer Orange. Innerhalb dieser Zonen gelten je nach Lage der zu \u00fcberplanenden Region unterschiedliche ma\u00dfst\u00e4bliche Verzerrungen zwischen Erdoberfl\u00e4che und Kartenprojektion.<\/p>\n
Bild 1:<\/strong> Das Ellipsoid, der Schnittzylinder und die 6\u00b0 breite Zone Verzerrungen k\u00f6nnten nicht mehr vernachl\u00e4ssigt werden<\/strong><\/p>\n Bei der Anwendung des Gau\u00df-Kr\u00fcger (GK)-Koordinatensystems im Bauwesen waren die ma\u00dfst\u00e4blichen Verzerrungen vernachl\u00e4ssigbar. Anwender konnten die GK-Koordinaten ohne Probleme in ihre CAD-Systeme einlesen und dann in diesem Netz planen.<\/p>\n Bei dem UTM-Koordinatensystem sind die ma\u00dfst\u00e4blichen Verzerrungen nicht mehr \u00fcberall vernachl\u00e4ssigbar, unter anderem auch, weil die Zonen eine Breite von 6 Grad haben. Der Raum M\u00fcnchen zum Beispiel liegt in dem Bereich, in dem der gedachte Zylinder das Ellipsoid durchdringt, der Ma\u00dfstabsfaktor ist hier 1,00. Orte, die innerhalb der Linie Bremen-Stuttgart liegen \u2013 das trifft zum Beispiel auch f\u00fcr Gemeinden im Rhein-Main Gebiet zu \u2013 befinden sich im Bereich der Zonenmitte und somit im Segment der gr\u00f6\u00dften Ma\u00dfstabs\u00e4nderung. Im Ruhrgebiet und der Rheinschiene bei K\u00f6ln sind die Ma\u00dfstabs\u00e4nderung dagegen kleiner, aber dennoch nicht zu vernachl\u00e4ssigen.<\/p>\n Bild 2:<\/strong> Schematische, stark \u00fcberh\u00f6hte Darstellung der Zone 32 im Schnitt Koordinaten m\u00fcssen transformiert werden<\/strong><\/p>\n Erhalten Planer die Kataster-Daten in den CAD-Formaten DWG oder DXF, besitzen diese heute UTM-Koordinaten. Das w\u00e4re an sich noch kein Problem, w\u00fcrden diese Koordinaten beim Import in ein lokales CAD-Koordinatensystem transformiert. Die gro\u00dfe Gefahr besteht darin, dass Planer die DWG-Pl\u00e4ne wie gewohnt einfach einlesen und darin planen, ohne vorher transformiert zu haben. Die Geometrie der neu geplanten Objekte w\u00e4re dann falsch, weil die Bauwerksgeometrie eigentlich im Ma\u00dfstab 1:1 gedacht war, nun aber als \u201efalsche\u201c UTM-Koordinaten gespeichert und exportiert werden.<\/p>\n Die eigentlichen Probleme entstehen dann, wenn ausf\u00fchrende Bauunternehmen anhand der von Planern zur Verf\u00fcgung gestellten Zeichnungen oder Modellen (zum Beispiel an dem achtstelligem Rechtswert) UTM-Koordinaten erkennen und den Plan beim Import in ihr CAD- bzw. BIM-System transformieren. Das Kataster wird dann in der Baufirma korrekt in das ebene Koordinaten-System transformiert, die Planung jedoch wird um den Ma\u00dfstabsfaktor verzerrt.<\/p>\n Ver\u00e4nderungen von Bauwerksdaten sind keine Aufgaben von Baufirmen<\/strong><\/p>\n Das bedeutet: Bei Projekten mit deutlich von 1 abweichenden Ma\u00dfstabsfaktoren werden L\u00e4ngen von Bauwerken durch die fehlerhafte Arbeitsweise und anschlie\u00dfender Transformation verf\u00e4lscht. Komplexer wird es noch bei Trassierungen: Achsen von Stra\u00dfen- und Bahntrassen m\u00fcssen konsequent transformiert werden. Das bedeutet: Nicht nur die Koordinaten sind zu transformieren, auch Werte wie L\u00e4ngen, Radien und Klothoidenparamter m\u00fcssen entsprechend angepasst werden. Zudem sind alle stationsbezogenen Daten wie z.B. Querprofile zu transformieren und bekommen v\u00f6llig ‚unrunde‘ Stationen und Abst\u00e4nde! Wer mag schon ein Querprofil an Station 19.923? Was passiert, wenn die ausf\u00fchrende Baufirma die Daten nicht transformiert? Dann ist zwar das Modell ma\u00dfst\u00e4blich, das Kataster jedoch nicht. Falls der Planer wie oben angenommen unkorrekt gearbeitet hat, ist in diesem Sonderfall jedoch die Vermeidung der Transformation der bessere Weg, damit wenigstens das korrekte Modell absteckt und gebaut werden kann.<\/p>\n Kl\u00e4rung der historischen Entstehung der Daten<\/strong><\/p>\n Meine Empfehlung ist es, dass Bauunternehmen Planungsdaten in UTM ablehnen oder zumindest mit den Planern abkl\u00e4ren, wie die Daten historisch entstanden sind und wie damit umzugehen ist. Der ideale Weg ist, wenn Planer bereits die Katasterdaten in ein ebenes, lokales System \u00fcberf\u00fchren und dann ihre Modelle im Ma\u00dfstab 1:1 darin planen. Ansonsten tragen Planer auch das Risiko, wenn Grunderwerbspl\u00e4ne nicht korrekt sind. Anders als im Hoch- und Tiefbau werden im Stra\u00dfenbau h\u00e4ufig fremde Grundst\u00fccke in Anspruch genommen oder es wird sehr dicht an die Grenze gebaut. Ma\u00dfstabsfehler zwischen Planung und Kataster d\u00fcrfen hier nicht toleriert werden.<\/p>\n Probleme auch bei der Abrechnung<\/strong><\/p>\n Praktische Probleme sehe ich zudem auch bei der Pr\u00fcfung von Bauabrechnungen. Heute ersetzen zunehmend leicht zu bedienende GPS-Rover die Arbeit mit Bandma\u00df und Zollstock (genauer ist der Begriff GNSS-Rover, wobei die Abk\u00fcrzung f\u00fcr global navigation satellite system steht). Alle Sonderleistungen, die nicht im 3D-Modell ber\u00fccksichtigt sind, m\u00fcssen weiterhin von Hand aufgemessen werden.<\/p>\n Anders als bei der Messung mit Totalstationen liefern GNSS-Rover keine lokalen Koordinaten, sondern L\u00e4ngen- und Breitengrade gem\u00e4\u00df dem World Geodetic System 1984 (WGS84). Oder es werden \u00fcber eine Korrekturanwendung UTM-Koordinaten erzeugt. Diese Daten m\u00fcssen anschlie\u00dfend \u00fcber die bereits erw\u00e4hnten Festpunkte ins lokale Koordinatensystem des Projektes transformiert werden. Dabei \u00e4ndern sich durch den Ma\u00dfstabsfaktor auch die L\u00e4ngen. Daraus entsteht ein weiteres Problem. Rechnungspr\u00fcfer k\u00f6nnen Fehler vermuten, wenn L\u00e4ngen aus GNSS-Koordinaten nicht mehr exakt mit L\u00e4ngen im Plan und in der Abrechnung \u00fcbereinstimmen. Nochmals die R\u00fcckschau: Bei Verwendung der Gau\u00df-Kr\u00fcger-Koordinaten traten diese Unterschiede nicht auf, da in der Regel \u00fcberall im gleichen System geareitet wurde.<\/p>\n M\u00f6gliche L\u00f6sungswege<\/strong><\/p>\n Es wird deutlich: An verschiedenen \u00dcberg\u00e4ngen des BIM-Workflows sind seit Einf\u00fchrung des UTM-Koordinatensystems Fehler m\u00f6glich. Helfen w\u00fcrde allen am Bauvorhaben Beteiligten ein offizieller Leitfaden, auf den ausf\u00fchrende Baufirmen in der Kommunikation mit Planern und auch gegen\u00fcber Rechnungspr\u00fcfern zur\u00fcckgreifen k\u00f6nnten. Weiterhin w\u00e4re es hilfreich, wenn in der Vergabe- und Vertragsordnung f\u00fcr Bauleistungen (VOB) verankert w\u00e4re, dass Bauunternehmen Anspruch haben auf \u00dcbergabe der Ausgangsdaten in einem fachlich korrekten Koordinatensystem.<\/p>\n Einen Ansatz daf\u00fcr finden Sie mittlerweile unter folgendem Link.<\/p>\n
\n![\"UTM](\"https:\/\/bim-tiefbau.de\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/Bild-2-300x208.jpg\")
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\nDie auf den Schnittzylinder projizierten L\u00e4ngen \u00e4ndern sich um den Ma\u00dfstabsfaktor ‚M‘
\n![\"Ma\u00dfst\u00e4bliche](\"https:\/\/bim-tiefbau.de\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/Bild-3-300x152.png\")
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\nBaufirmen sollten daher beachten: Die ma\u00dfst\u00e4bliche Ver\u00e4nderung dieser Achsparameter ist nicht ihre Aufgabe! In solche Haftungsrisiken sollten sich Auftragnehmer keinesfalls begeben und besser das Gespr\u00e4ch mit Planern und gegebenenfalls auch Auftraggebern suchen.<\/p>\n