MAGNET Field - Straßenmodul (Roads)

Das Straßenmodul in MAGNET Field

Straßenobjekte können in MAGNET Field konstruiert und abgesteckt werden. Die Konstruktion erfolgt jedoch üblicherweise im Büro-CAD. In MAGNET Field werden sämtliche Bestandteile der Konstruktion dargestellt und können angepasst werden. Straßen werden erstellt und bearbeitet unter 

Details, Definitionen und mathematische Grundlagen entnehmen Sie bitte der Online-Hilfe von MAGNET Field.

Ein Straßenobjekt besteht üblicherweise aus 3 miteinander verknüpften Bestandteilen.  Diese sind Achse (Mittellinie), Gradiente (Steigung/Gefälle) und Querprofil, also die Form der Straße links und rechts der Achse. Die Bestandteile sind im einzelnen:

Achse

Eine Achse besteht aus einer Abfolge von Linien, Bögen und Klothoiden. In MAGNET Field wird die übliche Eulersche K. mit "O Klothoide" bezeichnet,  eine kubisch-parabolische K. heißt DSP Klothoide. Diese Achselemente sind nur in der Horizontalen definiert, ohne Höhenangabe! Die Achse ist also ein 2D-Objekt.

Eigenschaften:

• Startpunkt
  • Name - kann jederzeit geändert werden.
  • Startpunkt - die Achse kann an einen beliebigen Punkt angehängt und somit verschoben werden. Die Form der Achse bleibt dabei gleich. Der Startpunkt ist mit der Achse verknüpft, demzufolge können Ost- und Nordwert nicht manuell geändert werden. Der Startpunkt der Achse ist üblicherweise ein 2D-Punkt, also nur Lage (Rechtswert, Hochwert) ohne Höhe.
  • Startpunkt-Station, siehe dazu Stationierung. Meist 0+00.00 (die Achse fängt bei "0m" an), hier jedoch -0+10.00, d.h. die Achse fängt bei -10m an.
  • Übergang - Auswahl und Definition. siehe dazu Stationierung.
• Elemente
  • Die Achselemente (Linie, Bogen, Klothoide, Schnittpunkt) werden angezeigt. Sie können bearbeitet, gelöscht, eingefügt (Einfügen jew. vor dem markierten Element) oder Neu am Ende erstellt werden. Eine Änderung der Element-Parameter (z.B. Länge einer Linie) wirkt sich auf die Koordinaten und auf die Anfangs- und Endstationen der nachfolgenden Elemente aus.
  • Übergänge der Stationierung können definiert werden.
  • Start- und Endstation des markierten Elements werden angezeigt.

Andere und verwandte Begriffe für Achse: Trasse, Horizontale.

Merke: Eine Achse allein kann in der Kartenansicht von MAGNET Field nicht dargestellt werden. Sie muss zuerst in ein Straßenobjekt eingebunden werden. Eine Absteckung über

ist jedoch möglich, in der Absteckansicht wird die Achse angezeigt.

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Gradiente

Mit Hilfe der Gradiente (Steigung/Gefälle) wird das 2D-Objekt "Achse" zu einem linienförmigen 3D-Objekt (String). Der Startpunkt der Gradiente ist meist identisch mit dem Startpunkt der Achse, dem nun eine orthometr. Höhe zugewiesen wird.

Als Elemente der Gradiente stehen Neigungspunkt (lineares Gefälle zum Endpunkt), Bogen und Parabel zur Verfügung.

Eine Gradiente resp. ihre Elemente können auf zwei Arten definiert werden (wird angegeben bei der Neuerstellung einer Gradiente):

• Länge eines Elements und Gefälle
• Station (Endpunkt auf der Achse) und orthometr. Höhe des Endpunkts

Unter M werden Hoch- und Tiefpunkte ausgegeben.

Eigenschaften:

• Startpunkt
  • Name - kann jederzeit geändert werden.
  • Orthometrische Höhe - am Startpunkt der Gradiente, meist zusammenfallend mit dem 2D-Startpunkt der Achse.
  • Startpunkt-Station, siehe dazu Stationierung. Meist identisch mit Startpunkt der Achse.
  • Übergang - Auswahl und Definition. siehe dazu Stationierung.
• Elemente
  • Die Gradientenelemente (Parabel, Kreisbogen, Neigungspunkt (= Endpunkt einer konstanten Steigung/Gefälles)) werden angezeigt. Bearbeitungsmöglichkeiten wie bei den Achselementen.
  • Übergänge der Stationierung können definiert werden.
  • Start- und Endstation des markierten Elements werden angezeigt.

Andere und verwandte Begriffe für Gradiente: Steigung, Neigung, Vertikale, Gefälle, Längsprofil.

Merke: Die Stationen der Gradientenelemente müssen nicht zwangsläufig mit den Stationen der Achselemente zusammenfallen!

Querprofil

Querprofile entstehen durch Schnitte durch die Straße senkrecht zur Achse. Ein Querprofil enthält die Querneigung (z.B. in Kurven) und den Querschnitt von Straßenrand, Bordstein, Gehweg, Bankett etc. Ein Querprofil besteht aus 2 Segmenten: dem Segment links und rechts der Achse (Straßenmitte).

Sobald sich im Verlauf der Straße etwas ändert, also z.B. der Gehweg schmaler wird, wird an dieser Stelle ein neues Querprofil stationiert. Durch Verbindung der Ecken des Querprofiles längs der Achse enthält man Linien, die mehr oder weniger parallel zur Hauptachse verlaufen und z.B. die Bordsteinkante oder die Böschungsunterkante darstellen.

Querprofil-Vorlagen

Längs eines Straßenzugs wiederholen sich üblicherweise Abschnitte mit gleichem Querprofil. Daher ist es sinnvoll, Querprofil-Vorlagen zu erstellen. Das Querprofile an einer bestimmten Station wird aus dieser Vorlagen-Liste ausgewählt. Separate Querprofil-Vorlagen werden jeweils für die linke und die rechte Seite der Achse konstruiert.

Eine einzelne Vorlage besteht aus einer Abfolge von Segmentpunkten (eigentlich: gerade Linien mit einem Endpunkt) mit vorgegebener Länge und Höhendifferenz zum vorhergehenden Segmentpunkt. Das Gefälle (Querneigung) wird berechnet und in % angegeben. Eine Angabe der Stationierung ist an dieser Stelle nicht erforderlich, da diese später, im Querprofil, zugeordnet wird.

Merke: Erfolgt die Straßenkonstruktion in einem externen CAD, werden meist genauso viele Querprofil-Vorlagen-Paare erzeugt wie Querprofile, daher erscheint in der Namensgebung der Vorlagen bereits die Stationierung.

Strings

Die Linien, die im Querprofilsatz Ecken und Ränder verbinden, werden in MAGNET Field Strings genannt. Strings sind Linien, die mehr oder weniger parallel zur Hauptachse verlaufen und quasi "Nebenachsen" für Fahrbahnrand, Bordsteinrand, Böschungsunterkante etc. darstellen. Auch mit Hilfe von Strings statt Querprofilen kann eine Straße vollständig beschrieben werden. Diese Methode wird hier nicht beschrieben, da weniger üblich.

Straße

Mit Hinzufügen des Querprofils zu Achse und Gradiente entsteht ein 3D-Modell, das die Straße eindeutig beschreibt. Das Straßenmodell entsteht somit nicht aus der üblichen Dreiecksvermaschung (Geländemodell)  , sondern aus einem Satz mehr oder weniger parallelen, gekrümmten Linien mit einer Hauptachse in der Mitte.

Eigenschaften:

• Trasse
  • Name - Straßenname - kann jederzeit geändert werden.
  • Ebene - Zuordnung kann jederzeit geändert werden
  • Achse - ("H-Ausgl")
  • Gradiente ("V-Ausgl.")
  • Startpunkt Station (aus der Achsendefinition entnommen, daher hier nicht editierbar)
  • Stationierungsintervall - Anzeige der Hauptstationen in den Karteneigenschaften aktivieren!
• Modell
  • Einst. QP - Auswahl des Querprofils. Alternativ kann ein Stringsatz ausgewählt werden.

Stationierung

Die Entfernung auf der Straße (längs der Achse) zum Startpunkt der Straße wird in Meter bzw. km gemessen, der aktuelle Standpunkt auf der Achse ist die Station oder Stationierung (nicht zu verwechseln mit der Stationierung einer Totalstation).  Zur besseren Orientierung werden in regelmäßigen Abständen (Stationierungsintervall, z.B. 50m) feste Stationen gesetzt, die in MAGNET Field angezeigt werden können.

Beispiel: Station "2+50.00" = 2x100m + 50m = 250m vom Nullpunkt "0+00.00" der Achse entfernt

Merke:

• Der Startpunkt der Straße erhält meist die Station "0". Dies wird in den Achseigenschaften festgelegt (der Startpunkt kann aber auch negativ oder positiv sein).
• Das Stationierungsintervall, also der Abstand zwischen Hauptstationen, wird in den Straßeneigenschaften festgelegt, da in die Entfernungsberechnung sowohl Achsdaten wie Neigung einfließen.
• Das Format der Stationskennzeichnung (z.B. 12+70 = 12x100m+70m=1270m vom Startpunkt 0+0 aus) wird festgelegt in
  Optionen > Ansicht
• Die Anzeige der Stationsmarken erfolgt in den Punkteigenschaften der Kartenansicht

Im Straßenbau sind diese festen Stationen erkennbar an kleinen Stationszeichen (meist prismenförmige Marker) am Straßenrand.

Andere und verwandte Begriffe für Stationierung: Kilometrierung.

Dateiformate für Straßen

Straßen mit den oben beschriebenen Elementen können via Topcon *.tp3 importiert/exportiert werden, alternativ via LandXML (*.xml) , u.U. auch per DWG. Andere Formate werden ebenfalls unterstützt (HeXML, SSS, TDS *.rd5, Carlson, *.icm.dgn u.a.).

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Abkürzungen

• EP - Endpunkt
• IP - Intersection point (Schnittpunkt)
• QP - Querprofil
• Sta - station
• TP - Trassenpunkt (Achspunkt)
• TSP - Trassenschnittpunkt
• VTS - Station des Endpunkts eines Gradientenelements (vertical station)

Symbole

Reguläre Station

Station des Endpunkts eines Achselements

Station des Endpunkts eines Gradientenelements (VTS)

 

Transformation

Nach allen bisherigen Erkenntnissen können Straßenobjekte nicht transformiert werden. Eine Umwandlung von UTM nach Gauß-Krüger mit Hilfe einer NTv2-Datei funktioniert nicht. Erklärbar mag dies dadurch sein, dass Straßen eine Verknüpfung von 2D-Objekten sind und eine 3D-Trafo somit mit den üblichen Routinen nicht möglich ist.

Berechnung von Koordinaten von Stationen, anderen besonderen Achspunkten und Offsetpunkten

Achse markieren > Kontextmenu "Punkte erzeugen", dann die zu erzeugenden Punkte auswählen:

• Achspunkte
• Punkte rechts bzw. links der Achse (Offset-Punkte zu den Achspunkten)
• Übergangspunkte
  • Bogenmittelpunkte und horizont. Endpunkte von Achselementen
  • Endpunkte von Gradientenelementen, Hochpunkt, Tiefpunkt
• Stationierungsintervall angeben, z.B. 20m

 

FAQ

Wo finde ich die Stationen der Anfangs- und Endpunkte der Achselemente?

Unter Achseigenschaften > Elemente

Wie werden gemessene Absteckpunkte exportiert ?

Hierfür gibt es individuell konfigurierbare Absteckprotokolle, als Tabelle (csv) oder als PDF