Planung von Straßen

Das mangelnde Angebot auf dem derzeitigen Wohnungsmarkt treibt die Preise in die Höhe und veranlasst immer mehr Menschen dazu, in einen Neubau zu investieren. Da die Materialkosten weiter steigen und die Zinssätze wahrscheinlich zunehmen werden, ist dies noch keine einfache Entscheidung, und weitere Entwicklungen sind notwendig, um den heutigen Bedarf an Wohnraum zu decken. Für Immobilienentwickler, die über das nötige Kapital verfügen, ist die Bebauung eines leeren Grundstücks wahrscheinlich ein lukratives Unterfangen. Diese Planung kann in Global Mapper mit Hilfe von Global Mapper Mobile und Geographic Calculator abgeschlossen und visualisiert werden.

Straßen sind eine Grundvoraussetzung für ein neues Entwicklungsprojekt, da sie den Zugang zum Land für die anschließende Implementierung von Versorgungseinrichtungen und den Bau von Gebäuden ermöglichen. Mit den in Global Mapper Mobile verfügbaren Datenerfassungsoptionen, der Transformationskompetenz von Geographic Calculator und der Visualisierungs- und Analyseleistung von Global Mapper ist die Blue Marble-Produktsuite ideal für die Straßen- und Bauplanung geeignet.

Zu Beginn eines Projekts in Global Mapper ist eine der einfachsten Möglichkeiten, das Untersuchungsgebiet zu erkunden, der Import von Daten aus der Liste der integrierten kostenlosen Online-Quellen des Programms. Mit Quellen für hochauflösende Bilder in den Vereinigten Staaten und weltweiten Geländedaten können die vorhandene Topografie und der Bewuchs des vorgeschlagenen Standorts in einen neuen Arbeitsbereich geladen und zur schnellen Visualisierung des Standorts der neuen Entwicklung verwendet werden.

Neben der Nutzung der in Global Mapper integrierten Online-Quellen können auch neue Quellen hinzugefügt werden. In diesem Beispiel werden Parzellendaten aus der staatlichen GIS-Bibliothek als Online-Quelle aus einer ESRI FeatureService-Ebene hinzugefügt. Das Streaming dieser Daten in den Arbeitsbereich hilft bei der Definition der Parzelle, die sich im Besitz des Immobilienentwicklers befindet, und des für die Entwicklung verfügbaren Gebiets.

Zur Verbesserung der gestreamten Daten mit geringerer Auflösung können Lidar- oder Punktwolkendaten für das Gebiet in Global Mapper geladen oder mit dem Tool Pixels to Points von Global Mapper Pro aus den von Drohnen gesammelten Bildern generiert werden. Für dieses Gebiet hat das staatliche Datenerfassungsprogramm Daten aus einer aktuellen Erhebung zur Verfügung gestellt. Nach dem Herunterladen wird die LAZ-Datei (LAS zip) in Global Mapper Pro geladen und kann nach Höhe, Klassifizierung, RGB-Wert (Farbe) und vielen anderen Merkmalen angezeigt werden.

Für die Planung der neuen Straße müssen die bestehenden Straßen in dem Gebiet in Global Mapper dargestellt werden, um eine reibungslose Verbindung mit der neuen Nachbarschaft zu gewährleisten. Da die bestehende Straße nicht vom Staat, sondern von der Stadt unterhalten wird, sind keine aktuellen Daten über den Straßenverlauf verfügbar. Die bestehende Straßenmittellinie muss aus den geladenen Lidar-Daten abgeleitet werden.

Das Punktwolken-Segmentierungstool von Global Mapper Pro bietet eine anpassbare Punktwolkenanalyse, mit der Punkte, die einzigartige Merkmale darstellen, identifiziert und beschriftet werden können. Mit Optionen zur Auswahl, welche Attribute in der Analyse berücksichtigt werden und wie sie bewertet werden, können einzigartige Merkmale wie die vorhandene Fahrbahn identifiziert werden.

Bei den für die Analyse verfügbaren Punktattributen werden Normal- und Krümmungswerte berücksichtigt, um die Fahrbahn zu erkennen, da die Straße im Vergleich zu den umliegenden bewaldeten Gebieten relativ flach ist. Außerdem wird die Rücklaufnummer berücksichtigt, da die offene Fahrbahn hauptsächlich durch die ersten Rücklaufpunkte dargestellt wird, und die Farbe wird berücksichtigt, um zwischen den grünen, bewachsenen Punkten und den grauen, die Straße darstellenden Punkten zu unterscheiden.

Nachdem Punktsegmente identifiziert wurden, die die Straße repräsentieren, werden diese Segmente mit dem Werkzeug "Lidar-Segmente auswählen" ausgewählt, und ein Begrenzungsbereich für den benötigten Bereich der Straße wird nur für die ausgewählten Punktrückgaben erstellt. Dieser Fahrbahnbereich bietet eine gute Begrenzung für die vorhandene Fahrbahn, aber der Bereich muss bereinigt werden, und es muss eine Mittellinie für die Straße erstellt werden.

Mit den Digitalisierungswerkzeugen von Global Mapper werden Skelettlinien für das begrenzte Straßengebiet erzeugt. Die Skelettlinien werden in Segmenten für das Gebiet generiert und dann zu einer einzigen Linie zusammengefügt und geglättet, um alle winkligen Linienverbindungen zu entfernen. Die modifizierte Skelettlinie folgt der Mittellinie der Straße und wird als Referenz für die neue Nachbarschaftsstraße verwendet.

Während die in Global Mapper eingespeisten niedrig aufgelösten Geländedaten einen groben Überblick über das Entwicklungsgebiet geben, kann aus der in Global Mapper Pro geladenen Punktwolke ein höher aufgelöstes Geländemodell erstellt werden. Die in diesem Projekt verwendeten Lidar-Daten wurden bereits klassifiziert, so dass in diesem Fall das Werkzeug zur automatischen Bodenklassifizierung von Global Mapper Pro nicht verwendet werden muss. Das Tool zur Erstellung von Gitternetzen ermöglicht die Filterung von Punkten auf der Grundlage vieler Merkmale, einschließlich der Klassifizierung. Mithilfe einer Binning-Methode für die Gittererstellung wird ein hochauflösendes digitales Geländemodell erzeugt. Dieses hochauflösende Geländemodell wird für die Planung und Visualisierung der neuen Straßen verwendet.

Um mit der Verwendung dieses generierten Gitters zu beginnen, werden der 2D-Straßenmittellinie Erhöhungen pro Scheitelpunkt hinzugefügt, um ein 3D-Feature für die vorhandene Fahrbahn zu erstellen. Wenn Sie im 3D-Raum planen, sollten die in der Planung verwendeten Linien und Flächen ebenfalls 3D sein.

Die geplanten Nachbarschaftsstraßen können in den Arbeitsbereich geladen oder im Arbeitsbereich mit den manuellen Digitalisierungswerkzeugen von Global Mapper erstellt werden. Die erstellten Linienmerkmale werden als Leitfaden für die Datenerfassung vor Ort verwendet, bei der Mitarbeiter mit Global Mapper Mobile Pro und einem externen GNSS-Gerät die vorgeschlagenen Straßen ablaufen und 3D-Daten erfassen.

Mit dem Tool zur Verwaltung mobiler Daten in Global Mapper wird eine Global Mapper Mobile-Paketdatei erstellt, die drahtlos auf ein mobiles Gerät in der Nähe übertragen oder gespeichert und per E-Mail oder über ein freigegebenes Laufwerk übertragen werden kann. Nach dem Laden in Global Mapper Mobile mit der lizenzierten Pro-Edition werden die erweiterten GPS-Tools verwendet, um ein externes GPS-Gerät für eine genauere Datenerfassung anzuschließen, und eine GPS-Funktion im Erstellungsmodus wird verwendet, um 3D-Linien zu erfassen, die die vorgeschlagenen Straßen darstellen.

Bevor die gesammelten Daten in den Projektarbeitsbereich zurückgeführt werden, um die neuen Straßenverläufe zu analysieren und zu modellieren, muss das vertikale Koordinatensystem der Daten berücksichtigt werden. Die mit dem GPS-fähigen Global Mapper Mobile erfassten Straßenverlaufsdaten zeichnen Höhen oder Z-Werte in Bezug auf die WGS84-Ellipsoidhöhe auf. Die im Projekt bisher verwendeten 3D-Punktwolken und abgeleiteten Geländemodelle verwenden das vertikale System NAVD88. Um das Vertikalsystem der erfassten Daten zu konvertieren, kann der GeoCalc-Modus in Global Mapper verwendet werden.

Beim Öffnen eines neuen Arbeitsbereichs wird der GeoCalc-Modus aktiviert, so dass Global Mapper auf die geodätische Datenquelle aus dem installierten und lizenzierten Programm Geographic Calculator zugreifen kann, um vertikale und erweiterte horizontale Koordinatentransformationen durchzuführen. Wenn der GeoCalc-Modus in einem neuen Arbeitsbereich aktiviert ist, wird eine Global Mapper Mobile Package-Datei mit den neu gesammelten Daten geladen, und das neue vertikale System wird auf der Registerkarte Projektion der Konfigurationseinstellungen von Global Mapper ausgewählt. Um die Transformation abzuschließen, wird eine vertikale Transformation des Geoidmodells ausgewählt, und die Daten werden in eine neue Datei exportiert. In diesem Fall werden die Daten in das Global Mapper-Paketformat exportiert, da sie zur weiteren Analyse in den Hauptarbeitsbereich des Projekts geladen werden sollen.

Nach dem Laden der transformierten 3D-Liniendaten, die in Global Mapper Mobile erfasst wurden, enthält der Arbeitsbereich nun Daten, die das Gelände, die vorhandene Fahrbahn und die neu vorgeschlagenen Straßen darstellen. Mit dem Schwerpunkt auf den vorgeschlagenen Straßen in der Nachbarschaft können die Werkzeuge zur Erstellung und Bearbeitung des Geländes in Global Mapper verwendet werden, um das veränderte Gelände zu modellieren.

Obwohl das Gelände in diesem Gebiet im Allgemeinen flach ist und die Straßen so geplant wurden, dass für den Bau nur eine minimale Neigung erforderlich ist, können die per GPS erfassten Höhenwerte pro Scheitelpunkt für die vier vorgeschlagenen Straßenverläufe schnell analysiert werden, um die maximale Neigung entlang der Linie zu bestimmen. Durch die Auswahl der vier Linien und die Verwendung der Digitizer-Option Analyse/Messung zur Berechnung von Höhen-/Neigungsstatistiken mit den Scheitelpunkt-Höhenwerten werden jedem Feature neue Attribute hinzugefügt, die die Linienneigungen und -höhen zusammenfassen.

Aus den berechneten Neigungsstatistiken geht hervor, dass die Straße Nr. 1, die an das bestehende Straßennetz anschließt, eine maximale Neigung aufweist, die über dem erforderlichen Schwellenwert liegt. Wenn man sich die Scheitelpunktinformationen für diese Strecke ansieht, wird die Neigung jedes Segments angezeigt, und wenn man sich das Trassenprofil ansieht, scheint der hohe Neigungswert entlang der Schulter der bestehenden Straße zu liegen. Durch Änderung einiger geplanter Fahrbahnscheitelpunkte kann die Höhenänderung über eine längere Strecke verteilt werden, um die maximale Neigung der Straße zu verringern.

Um ein Polygon zu erstellen, das den Bereich repräsentiert, den die Straßen einnehmen werden, werden Puffermerkmale aus den gesammelten Straßenlinien generiert. Unter Verwendung eines Pufferabstands von einer einzelnen Fahrspur für jede Seite jeder Linie und der Wahl, die überlappenden Puffer dort zu kombinieren, wo sich Straßen verbinden, wird ein einziger zusammenhängender Bereich erzeugt, der das Straßennetzgebiet für die neue Nachbarschaft modelliert. Der Puffer ist ein 3D-Merkmal, da er die Erhebungen pro Scheitelpunkt von den gesammelten Straßenlinien übernommen hat, die zu seiner Erstellung verwendet wurden.

Unter Verwendung der generierten kombinierten Pufferfläche wird mit dem Global Mapper-Werkzeug Abgeflachter Lageplan generieren eine abgeflachte Geländerasterschicht für das Gebiet erstellt. Mit der Option, die Höhen des Features pro Scheitelpunkt zu verwenden, werden die neuen Fahrbahnen in Global Mapper als 3D-Geländegitter modelliert. Das abgeflachte Straßennetz ist eine separate Geländeschicht in Global Mapper, kann aber nahtlos mit dem Geländemodell der größeren Fläche angezeigt und mit einem Export in ein beliebiges unterstütztes Format kombiniert werden.

Als Ergebnis der Erstellung des abgeflachten Lageplans wird eine Volumenberechnung durchgeführt, um die Größe des Projekts zu bestimmen. Das Abtrags- und Aufschüttungsvolumen zur Abflachung der Erde für die neuen Straßen wird auf der Grundlage des ursprünglichen Geländerasters und des abgeflachten Geländes berechnet. Diese Informationen können kopiert und in einen Bericht eingefügt werden, der zusammen mit den in Global Mapper erstellten Projektdateien verwendet wird.