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Geodaten und BIM für den Strassenbau

Fähigkeiten

Was die Pipeline kann — und wo sie aufhört

Zwei Verfahren habe ich gebaut und kann sie hier vorführen, zwei sind bisher nur beschrieben. Zu jedem steht, was es erzeugt, worauf es beruht und wo die Aussage endet. Hinzu kommen die Normprüfung einer bestehenden Achse, die gemeinsame Grundlage dahinter sowie Punktewolke zu BIM und eine befahrbare Simulation als weitere Arbeitsabläufe mit ihrem jeweiligen Entwicklungsstand.

umgesetzt

Technischer Bericht

Alle Geodaten zu einem Projektperimeter, ausgewertet und gegeneinander geprüft — als Bericht mit Quellenverzeichnis. Ein vollständiges Muster liegt offen.

Wofür

Am Anfang eines Strassen- oder Werkleitungsprojekts steht dieselbe Arbeit: zusammentragen, was am Ort gilt — Gewässerraum, Waldabstand, Naturgefahren, Altlasten, Grundwasserschutz, Verkehr. Ein bis drei Arbeitstage, meist neben dem Tagesgeschäft.

Was der Durchlauf erzeugt

Je Thema eine Kennzahl zur Betroffenheit und eine Quellenzeile mit Datenherr und Stand, dazu Karten zu den betroffenen Themen. Der Wert liegt in der Synthese: wo zwei Quellen sich widersprechen, welches Thema eine Bewilligung auslöst, welche Feststellung Kostenfolgen hat. Ein amtlicher Auszug zeigt Ebenen, nicht Konsequenzen.

Angaben zu Grundeigentümerinnen und Grundeigentümern sind Personendaten und werden nicht übernommen.

umgesetzt

Modellprüfung und Schulung

Unabhängige Prüfung von IFC-Modellen auf Georeferenz, Plausibilität und Mengentauglichkeit — je Befund Kriterium, Sollwert, Istwert und Fundstelle im Modell.

Wofür

Modellbasierte Mengenermittlung scheitert an wenigen, immer gleichen Punkten: nicht georeferenziert, falsch klassiert, Mengen aus der Geometrie nicht ableitbar, Attribute fehlen oder heissen uneinheitlich. Das Tiefbauamt des Kantons Zürich nennt die Modellanalyse in seiner Arbeitshilfe selbst aufwendig und setzt qualifiziertes Personal voraus.

Was der Durchlauf erzeugt

Das Modell wird gegen eine dokumentierte Prüfliste geführt — Georeferenz und Bezugssystem, Plausibilität von Lage, Höhe und Geometrie, Klassierung, Attributierung, Eignung für die Mengenermittlung. Jeder Befund nennt Kriterium, Sollwert, Istwert und Fundstelle: lesbar als Arbeitsanweisung statt als Mängelliste.

Kurstag

Ein Tag für Ingenieurbüros, Gemeinden und Tiefbauämter, mit Übungen an einem bereitgestellten Modell.

in Arbeit

IFC-Bestandesmodell aus amtlicher Vermessung und Leitungskataster

Aus vorhandenen Geodaten — amtliche Vermessung, Terrainmodell, Werkleitungskataster — entsteht ein föderiertes IFC-Modell des Bestands, ohne Vermessungsgang.

Schrägansicht von oben auf einen Autobahnanschluss am Rand eines Dorfes. Die Fahrbahnen der Nationalstrasse ziehen als gelb-orange Bänder durch das Bild, die Kunstbauten am Anschluss sind rot abgesetzt; ringsum liegen Wiesen und bewaldete Kuppen, dazu Wohnhäuser mit roten Dächern, Hallen und Einzelbäume als Körper.
Anschluss Affoltern am Albis (N4) im Bestandesmodell des Demoprojekts, eingefärbt nach den Attributen des Modells: die Flächen der Nationalstrasse in den Richtlinienfarben des ASTRA, die Kunstbauten rot abgesetzt, daneben Gebäude und Bäume aus der amtlichen Vermessung. Render aus dem Modell, keine Aufnahme der Anwendung.

Wofür

Für ein Vorprojekt braucht es ein Modell des Bestands, aber selten eine Neuvermessung. Die Grundlagen sind meist schon da — amtliche Vermessung, Terrainmodell, Werkleitungskataster. Was fehlt, ist die Überführung in eine Form, mit der im Modell weitergearbeitet werden kann.

Was der Durchlauf erzeugt

Die vorhandenen Datensätze werden georeferenziert zusammengeführt und nach Fachbereichen getrennt in IFC überführt. Welche Ausgangsklasse zu welcher IFC-Klasse wird, steht in einer Zuordnungstabelle — nachvollziehbar statt in einem Werkzeug versteckt.

Werkleitungsdaten werden nur mit Bezugsberechtigung verarbeitet; Personendaten kommen nicht ins Modell.

in Arbeit

Mengen und Positionsnummern aus dem Modell

Aus Modell- und Geodaten abgeleitete Mengen mit den zugehörigen NPK-Positionsnummern — als prüfbare Tabelle, jede Zeile auf ihr Objekt zurückführbar.

Wofür

An der Mengenermittlung zeigt sich, ob ein Modell etwas taugt. Sie wird meist von Hand nachgerechnet, weil unklar bleibt, woher eine Zahl kommt. Jede Menge muss auf ihr Objekt zurückführbar sein, sonst wird sie ohnehin nachgemessen.

Was der Durchlauf erzeugt

Mengen nach dokumentierten Regeln, den passenden Positionsnummern zugeordnet. Jede Zeile führt mit, aus welchem Bauteil sie stammt und nach welcher Regel gerechnet wurde; was sich nicht sauber ableiten lässt, wird als offene Position ausgewiesen statt geschätzt.

Positionstexte des Normpositionen-Katalogs sind lizenzpflichtig und nicht Teil des Ergebnisses.

Neu · Trassierung und Normprüfung

Eine bestehende Achse gegen die Norm prüfen

Die Achse eines Strassenzugs wird in ihre Elemente zerlegt und horizontal wie vertikal gegen die Schweizer Trassierungsnormen geprüft. Das Ergebnis steht dort, wo es gebraucht wird: je Element auf der Karte.

  1. Achse zerlegenGeraden, Kreisbögen und Klothoiden aus der bestehenden Achse
  2. Element prüfenLage und Längenprofil gegen die Trassierungsnormen
  3. Abweichung zeigenKlasse je Element auf der Karte, mit Befundart
Graue Landeskarte mit Hedingen, Affoltern am Albis und Obfelden. Die Achse der N4 zieht vom Islisbergtunnel nach Süden, grün eingefärbt, mit kurzen orangen Abschnitten und orangen Dreiecken als Befundpunkten. Rechts oben der Titelkasten «Achse trassieren und Normabweichungen» und die Legende mit den Zahlen je Klasse und den Befundarten, unten der Bildfuss mit den Quellen.
Normabweichungen je Element, Demoprojekt N4 im Knonaueramt, Zug Z0001, Trassierungslauf vom 26.09.2026. Landeskarte, swissTLM3D und swissALTI3D © swisstopo; Auswertung Trassia.Bild in voller Grösse

Legende der Karte

35 Elemente auf 7'239.8 m — ganze Zuglänge der Achse im Trassierungslauf, Projektierungsgeschwindigkeit 120 km/h als Annahme (allgemeine Höchstgeschwindigkeit auf Autobahnen)

erfüllt
27
Richtwert nicht eingehalten
8
Grenzwert verletzt
0

Eine Zelle je Element, nach Klasse gruppiert; die Lage an der Achse zeigt die Karte. Auf der Karte gezeichnet sind 8 Befundpunkte; nicht gezeichnet sind 21 Hinweise ohne Grenzwert.

Im Musterbericht steht dieselbe Prüfung für beide Richtungsfahrbahnen: Kapitel 15 mit Tabelle 5 und Abbildung 8, ab Seite 23 im PDF.

Die Karte zeigt, wo die bestehende Linienführung von Richt- und Grenzwerten abweicht. Wie damit umzugehen ist, bleibt eine Ingenieurentscheidung.

Was vor der Prüfung aus den Geodaten entsteht

Oben der Grundriss aller Strassenzüge im Projektperimeter als rote Linien mit dem gestrichelten Perimeter, unten das Längenprofil eines Strassenzugs über 1200 Meter: die Gradiente als Linie, darauf die gemessenen Stützstellen als farbige Punkte.
Achsen und Gradienten. Strassenzüge als 3D-Linien, die Höhe aus gemessenen Stützstellen. swissTLM3D und swissALTI3D © swisstopo.Bild in voller Grösse
Planausschnitt einer Strassenkreuzung auf grauen Flächen der amtlichen Vermessung: Fahrbahn-, Trottoir- und Befestigungsränder als farbige Linien, dazu grüne Messpunkte mit Station und gemessener Fahrbahnbreite in Metern.
Ränder und Breiten. Strassenränder aus der Bodenbedeckung, Fahrbahnbreite je Station. Amtliche Vermessung © GIS-ZH / Kanton Zürich.Bild in voller Grösse

Grundlagen

Eine Grundlage für mehrere Anwendungen

Zuerst werden die offenen Geodaten für den Perimeter beschafft und zugeschnitten. Auf denselben Korridor legen sich dann Höhenmodell, Orthofoto und die weiteren Schichten — dieselbe Grundlage trägt Bericht, Bestandesmodell und Normprüfung.

Grundlagen beschaffen

Plan des Demoperimeters an der N4 auf weissem Grund: der Projektperimeter als schwarze Umrisslinie, darum die blau gestrichelte Schnittlinie. Innen das Strassennetz aus swissTLM3D, die Hochleistungsstrasse rot, Kunstbauten ocker, Verbindungsstrassen orange, Gewässer blau, die Bahn gestrichelt; oben links die Legende mit den Objektzahlen.
swissTLM3D-Zuschnitt: Perimeter mit 300 m Puffer, Strassen nach Objektart, Gewässer und Bahn. swissTLM3D © swisstopo.Bild in voller Grösse

Auf einen Korridor legen

  1. Schräge Aufsicht auf einen geschwungenen Geländekorridor, weiss schattiert ohne Farbe. Das Band der Autobahn ist als leicht eingetiefte Spur zu erkennen, dazu Hänge, Kuppen und Böschungen.
    Höhenmodell. swissALTI3D © swisstopo.
  2. Derselbe Korridor aus derselben Kamera, nun mit dem Luftbild belegt: Felder, Waldstücke, die Autobahn mit Brücke und am unteren Rand ein Ortsteil mit Gewerbebauten.
    Orthofoto. SWISSIMAGE © swisstopo.

Zwei Ansichten desselben Korridors an der N4 im Knonaueramt aus derselben Kamera. Darstellung Trassia.

Weitere Arbeitsabläufe

Vom gemessenen Bestand zur Modellwelt

Zwei Entwicklungsstränge erweitern die Arbeit mit Geodaten und BIM: Bauteile aus einer Punktewolke ableiten und eine Modellwelt befahrbar machen.

Workflow umgesetzt

Von der Punktewolke zum BIM-Modell

Eine Aufnahme des Bestands wird zu Bauteilen mit Geometrie und Eigenschaften.

  1. Punktewolke lesen
  2. Bauteile ableiten
  3. Annahmen ausweisen
  4. IFC-Modell prüfen
  5. Pläne aus dem Modell

Der Ablauf überführt Gebäudepunkte aus einer LAS-Punktewolke in ein IFC-Modell und leitet daraus Pläne ab. Dabei werden Bauteile aus den erkennbaren Oberflächen abgeleitet. Ergänzungen für nicht gemessene Bauteile werden als Annahmen dokumentiert. Das Beispiel ist eine Schweizer Alphütte.

  1. Dichte farbige Punktewolke einer Schweizer Alphütte schräg von oben: Satteldach mit Kamin, Holzfassade mit Fensterläden, Balkon auf Stützen und das umgebende Wiesengelände. Lücken und einzelne Punkte bleiben sichtbar.
    Punktewolke. Gemessene Oberflächen als farbige Punkte, mit Lücken und Verdeckungen.
  2. Bauteilmodell derselben Alphütte in isometrischer Ansicht: graues Satteldach, beige Wände, blaue Fenster, braune Pfetten und Tür, der Balkon auf einer Stütze.
    Bauteilmodell. Bauteile aus dem IFC-Modell, Stand 14.09.2026. Farben unterscheiden Bauteilklassen; verdeckte Fortsetzungen und Bauteildicken sind dokumentierte Annahmen.
  3. Strichzeichnung einer Giebelansicht derselben Alphütte: Satteldach, Kamin, Fenster, der Balkon links auf einer Stütze und der Sockel unten. Viele Bauteile tragen Codes wie B41:A oder B32:M, dazu Kettenmasse in Metern; gestrichelte Linien zeigen angenommene Bauteile.
    Pläne aus dem Modell. Ansicht, abgeleitet aus dem Bauteilmodell; Ausschnitt der Zeichnung. Jedes Bauteil trägt seinen Code und Belegstatus (A angenommen, M gemischt). Bild in voller Grösse

Ein Scan zeigt sichtbare Oberflächen. Verdeckte Schichten oder Bauteilaufbauten sind daraus nicht automatisch bekannt; die Ableitung braucht eine Prüfung am Bestand.

Wer die Modelle ableitet

Befahrbarer Pilot · in Entwicklung

Von Geodaten zur befahrbaren Simulation

Gelände, Strassen und Modelle werden zum Ausgangspunkt einer interaktiven Fahrwelt.

  1. Geodaten aufbereiten
  2. Modelle ableiten
  3. Fahrwelt aufbauen
  4. Fahren und prüfen

AiO-Strassenbau bereitet Geodaten und Strassenbezug auf, Blender die Modelle. Simulation verbindet sie in Unreal mit Fahrzeug, Kamera und Kollision. Der aktuelle Pilot lässt sich bereits befahren; die vollständige Funktionsprüfung und der weitere Ausbau laufen noch.

Die ersten 30 Sekunden aus Marcos Aufnahme vom 10. September 2026 zeigen den damaligen Fahrpilot: ein Fahrzeug auf der Strasse, Gebäude und Bäume in der Umgebung, die Kamera folgt hinter dem Fahrzeug. Ohne Ton; die Simulation wird weiterentwickelt.
Gebäude: © swisstopo. Amtliche Vermessung, Gelände, Orthofoto und Baumstandorte: GIS-ZH / Kanton Zürich. Vegetationsmodelle: Kenney Nature Kit (CC0). Darstellung: Trassia, Unreal Engine.

Der Pilot erprobt die Erstellung einer Fahrwelt. Er ist noch kein allgemein einsetzbares Verfahren, das aus beliebigen Geodaten ein fertiges Spiel erzeugt.

Wer die Fahrwelt baut

Arbeitsfeld

Das gemeinsame Arbeitsfeld

Eine Aufgabe im selben Feld — Geodaten, Modell, Menge —, die hier nicht steht? Die Frage lohnt sich; passt sie nicht, kommt das als Antwort.

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Schema, kein Projekt. Ohne Masse, ohne Ortsbezug.