zfv 5/2016

zfv 5/2016
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Geodäsie im FOKUS | Beim Bau des Gotthard-Basistunnels half eine Vielzahl geodätischer Messmethoden, sich präzise unter den Alpen hindurch zu navigieren. Sie trugen zum erfolgreichen Durchbruch des längsten Eisenbahntunnels der Welt bei.

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Das Bewertungsinformationssystem Hamburg ermöglicht die digitale Führung von Informationen über Kauffälle von Grundstücken sowie die Analyse wertbeeinflussender Merkmale des Grundstücksmarktes durch den Einsatz optimierter mathematisch-statistischer Methoden. Die empirischen Daten der Zufallsexperimente können redigiert, selektiert und nach modernen statistischen Verfahren modelliert und analysiert werden. Ausgehend von Regressionsanalysen und Kollokation wird zusätzlich der Expectation-Maximization-Algorithmus eingesetzt, der die Resultate verbessert und einen höheren Erklärungsbeitrag liefert als die Kollokation der empirischen Datenfelder. Außerdem wird im Beitrag die Akzeptanz der Modellierung im Bereich der sanierungsbedingten Wertsteigerungen in der Rechtsprechung behandelt.

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Zur Einfahrt in den Hamburger Hafen werden ca. 120 km des tidebeeinflussten Abschnitts der Elbe, die Unter- und Außenelbe, durchquert. Für den Schutz der Uferzonen sind Buhnen, spezielle Strömungsbauwerke, in den Flusslauf eingebracht. Seit ca. 2001 werden Schäden an den Buhnen festgestellt, die eine regelmäßige und teure Ertüchtigung der Bauwerke erforderlich machen. Die Ursache scheint in der erhöhten Elbbefahrung von immer größeren Schiffen gefunden zu sein. Die Schiffe verursachen bei der Durchquerung des Elbabschnittes starke langperiodische Wellenbelastungen, die sowohl Buhnen erodieren lassen, als auch zu Durchbrüchen führen. Im Unterelbeabschnitt Juelssand wird im Rahmen eines Naturversuchs der Bundesanstalt für Wasserbau und des Wasserstraßen- und Schifffahrtsamtes Hamburg die Stabilität unterschiedlicher Bauformen und -weisen erprobt, um eine probabilistische Bemessung der Deckwerke zu ermöglichen. Die Dokumentation der Veränderungen erfolgt durch geodätisches Monitoring, welches in Kooperation mit der HafenCity Universität Hamburg entwickelt und ausgeführt wird. Gekapselt in ein schützendes Gehäuse werden Laserscans der Buhnenoberfläche jeweils bei Niedrigwasser vollautomatisch durchgeführt. Mit zwei identischen Messsystemen werden jeweils von einer 12 m hohen Messplattform Daten von zwei Buhnen erfasst. Durch einen 3D-Vergleich zu der Nullepoche werden die aufgetretenen Deformationen beschrieben. Ein Zusammenhang zwischen den verursachten Schäden und einzelnen Schiffspassagen kann hergestellt werden. Dafür werden wichtige Parameter zu den vorbeifahrenden Schiffen vom Automatischen Informationssystem (AIS) geliefert, während die schiffsinduzierten langperiodischen Wellenbelastungen mit Hilfe von in der Buhne verteilten Drucksonden gemessen werden.

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Der vorliegende Fachartikel behandelt das ganzheitliche Monitoring von Großbauwerken am Beispiel des Schiffshebewerkes in Lüneburg, bei dem sowohl klassische geodätische als auch hochpräzise Messverfahren aus dem Maschinenbau zum Einsatz kommen.
So wurden in diesem Fall gleichzeitig die dem Massivbau zuzuordnenden Bauwerksteile mit Hilfe von Extensometern, Inklinometern und Präzisionslotungen bestimmt und gleichzeitig mit speziellen und automatisierten Messsystemen sowie Lasertrackermessungen die Veränderungen in den Antrieben des Hebewerkes untersucht.
Neben der messtechnischen Erfassung spielte die vollständige Modellierung des Deformationsverhaltens von Massivbau und maschinenbautechnischen Bereichen der Anlage eine zentrale Rolle. Hierdurch wurde die Reaktion des Bauwerks auf externe Einflüsse beschrieben und die noch für Verformungen zur Verfügung stehenden tolerierbaren Reserven in den Antrieben des Troges ermittelt.

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Die Smart City-Initiative in Hamburg soll der stetig wachsenden Bevölkerung mehr Komfort und Lebensqualität bieten. Die Hamburg Port Authority (HPA) soll mit einem smarten Hafen einen Beitrag dazu leisten. Dafür setzt die HPA auf innovative Technologien, die vorhandene Infrastrukturen besser nutzen und vernetzen. Eine dieser Technologien ist der Peiltisch, mit dem Nautiker Schiffsankünfte planen. Der Peiltisch hilft Nautikern, die Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs auf der Elbe zu erhöhen. Dazu nutzen Nautiker einen 55 Zoll Multitouch-Tisch, der ca. 200 m² Papierkarten ablöst. Dieser Beitrag stellt die Digitalisierung der Papierkarten auf dem Peiltisch vor und beschreibt die damit einhergehenden Herausforderungen.

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Der Artikel erläutert die Strategie Hamburgs zur »Digitalen Stadt«. Es werden die einzelnen großen Projekte und die zugehörige Organisation kurz vorgestellt. Alle wesentlichen Informationen, die bei der Umsetzung der Strategie benötigt werden, haben einen Raumbezug. Aus diesem Grund spielen Geodaten eine herausragende Rolle und sind Basis für alle smarten Projekte. Im Weiteren werden aus dem Bereich der Stadtentwicklung verschiedene Beispiele für smarte Lösungen präsentiert. Hierzu zählen Anwendungen wie der Geo-Standard »XPlanung/XBau«, Geoportale, Bürgerbeteiligungsplattform, digitales Bauantragsverfahren sowie EU-Projekte.

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Der Beitrag beschäftigt sich mit den Grundlagen, der Umsetzung, den Erfahrungen und Auswirkungen von Open Data in Hamburg basierend auf den Anforderungen des dort seit 2012 geltenden Transparenzgesetzes. Der Fokus in diesem Beitrag liegt im Speziellen auf der Integration und Verwendung der beteiligten Geodaten. Es werden die rechtlichen und organisatorischen Rahmenbedingungen aufgezeigt und es wird der Weg der technischen Umsetzung im Transparenzportal Hamburg auf Grundlage der Geodateninfrastruktur Hamburg nachvollzogen. Auswirkungen und Erfahrungen aus der Praxis runden den Blick auf dieses Themengebiet ab.

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Mit IT-Datenaustauschstandards lassen sich künftig sowohl Bestimmungen in raumbezogenen Planwerken wie auch beantragte Bauvorhaben mit ihren alphanumerischen Bauantragsdaten georeferenzieren und zwischen den planenden und bauenden Akteuren austauschen. Damit wird es möglich, die bebaute Umwelt Deutschlands von der Planung über den Genehmigungs- und Bauprozess sowie die Nutzungsphase bis zum Abbruch räumlich abzubilden.
Mit der semantischen Abbildung von Planungs- und Prozessdaten durch die Standards XBau und XPlanung wird die entscheidende Infrastrukturvoraussetzung geschaffen, um vielfältige Potenziale im Bau- und Planungsbereich zu erschließen. Als wichtiges Basispotenzial eröffnet sich die Möglichkeit, Planungs- und Genehmigungsprozesse zu beschleunigen und insgesamt verlässlicher zu gestalten. Gleichzeitig entsteht die Voraussetzung für eine einheitliche raumbezogene Dateninfrastruktur innerhalb föderaler Strukturen und gemeindlicher Zuständigkeiten. Das macht den Staat leistungsfähiger und entlastet ihn. Es verbessert gleichzeitig aber auch staatliche Leistungen und ermöglicht die Bereitstellung von (neuen) Dienstleistungen bei der Vorbereitung und Steuerung von Planungs- und Baumaßnahmen sowie in der Nutzungsphase und damit über deren gesamten Lebenszyklus.
Dieser Standardisierungsprozess mündet 2017 in eine verbindliche Regelung dieser Standards in Deutschland. Für den weiteren Fortgang ist die Umsetzung in der heterogenen föderalen IT-Landschaft die nächste Herausforderung. Dabei gilt es, die begonnene Standardisierung möglichst zukunftsoffen zu gestalten und Zukunftstechnologien mit zu denken. Das bedeutet z.B., dass die Kompatibilität zur Einführung von Building Information Modeling (BIM) Methoden schon heute mit einzuplanen ist. Gerade weil IT-Standardisierung nicht so im Licht der Wahrnehmung steht, gilt es, diese Entwicklung in den Blick zu nehmen, schafft sie doch die entscheidenden Voraussetzungen für einen Innovationsschub im Bau- und Planungsbereich der deutschen Verwaltung.

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Schleswig-Holstein ist im Jahr 2003 der Implementierungspartnerschaft für das Projekt ATKIS-Generalisierung beigetreten, das die weitgehend automatische Ableitung der topographischen Landeskartenwerke über die Verfahren der Modellgeneralisierung (MG) und der automatischen kartographischen Generalisierung (AKG) anstrebt. Über den ursprünglichen Ansatz der Ableitung eines DLM 50 und in Folge der topographischen Karte 1:50.000 hinaus wurde dieses Verfahren bis heute kontinuierlich weiterentwickelt, sodass es nunmehr für die Ableitung der kompletten Maßstabsreihe der Landesvermessung geeignet ist. Seit 2011 wird es in Schleswig-Holstein konsequent für die Neuherstellung der topographischen Landeskartenwerke eingesetzt. Die topographischen Kartenwerke 1:50.000 und 1:100.000 sind bereits fertiggestellt; die Ableitung der topographischen Karte 1:25.000 soll Mitte 2017 abgeschlossen werden, sodass damit die Umstellung innerhalb von sechs Jahren erfolgt sein wird.
In diesem Beitrag wird das in Schleswig-Holstein angewendete Verfahren zur Ableitung der Kartenwerke vorgestellt.

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Das Referat Gefahrenerkundung Kampfmittelverdacht (GEKV) der Feuerwehr Hamburg ist für die Einstufung von Verdachtsflächen hinsichtlich der Belastung durch Kampfmittel des Zweiten Weltkrieges zuständig. Die GEKV führt eine multi­temporale Auswertung von historischen Luftbildern durch und berücksichtigt ergänzend historische Unterlagen. Für eine stetige Verbesserung des Workflows und im Bestreben, Informationen effizient zu nutzen, befinden sich aktuell zwei Projekte in der Realisierung: die Erstellung eines flächendeckenden Orthophotos von Hamburg sowie das lagebezogene Einpflegen von mehr als 3.000 terrestrischen Fotos in die Geodatenbank.

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Das amtliche Höhenbezugssystem der Bundesrepublik Deutschland wird gegenwärtig durch das Deutsche Haupthöhennetz 1992 (DHHN92) realisiert. Die Festpunkte des DHHN92 und nachgeordneter Netze bilden die Grundlage für alle Vermessungsaufgaben, die einen übergeordneten Höhenbezug erfordern. Das DHHN92 ist der erste Höhenbezugsrahmen nach der Wiedervereinigung, dem in der Eile der damaligen Geschehnisse jedoch keine flächendeckenden neuen Nivellements zugrunde gelegt werden konnten. Im Jahr 2002 stellten sich daher die grundsätzlichen Fragen, ob dieser Höhenbezugsrahmen noch die notwendige Aktualität und Genauigkeit besitzt und ob er den zukünftigen Anforderungen gerecht werden kann. Zur Untersuchung dieser Aspekte setzte der Arbeitskreis Raumbezug der Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) die Projektgruppe »Erneuerung des DHHN« ein. Die Untersuchung ergab dringenden Handlungsbedarf. In der Folge wurden im Zeitraum von 2006 bis 2012 Messungen in allen Bundesländern durchgeführt, mit denen der amtliche Raumbezug in der Bundesrepublik Deutschland auf eine zeitgemäße und moderne Grundlage gestellt wird. Die Erneuerung des DHHN92 ist eines der wichtigsten Vorhaben, an denen die AdV in den letzten Jahren gearbeitet hat. Der Artikel stellt die fachliche Ausgangslage und die Ziele des Projektes im Kontext einer zukunftsorientierten Aufgabenerledigung vor. Die Organisation, die durchgeführten Messungen und technischen Rahmenbedingungen werden beschrieben. Im Anschluss werden erste Ergebnisse und Analysen der Messungen diskutiert.