IFC coordinate system

IFC coordinate system und Georeferenzierung des Projekts und der Elemente im IFC-Format. Hier einige praktische Beispiele mit Edificius, Revit, Archicad, Tekla und EdiLus

Haben Sie die Notwendigkeit, die Parameter zur Georeferenzierung eines Projekts für den IFC-Export korrekt zu definieren und möchten Sie besser verstehen, wie Sie sie in Ihrer Authoring-Software einstellen können, bevor diese in einer IFC-Datei exportiert werden? Oder möchten Sie die Geolokalisierungswerte direkt in einer bereits vorhandenen IFC-Datei lesen?

Heute befassen wir uns mit IFC coordinate reference system, indem wir mittels praktischer Beispiele sehen werden, wie diese Werte aus den wichtigsten BIM-Autorensoftwares für Architektur (wie Revit, Archicad, Edificius) und Struktur (wie Tekla und EdiLus) exportiert werden.

Außerdem möchten wir anhand eines einfachen Beispiels darstellen, wie diese Werte in einer IFC-Datei mit einem Online-BIM-Viewer gelesen werden, den Sie kostenlos verwenden können.

Abschließend werden wir die Bedeutung von IFC coordinate reference system vertiefen und sehen, wie die Hierarchie der Objekt-Positionierung innerhalb einer IFC-Datei strukturiert ist.

Koordinatenreferenzsystem mit usBIM (coordinate reference system)

Wie man die Koordinaten eines Projekts in einer IFC-Datei identifiziert

Wenn Sie über eine IFC-Datei verfügen, von der Sie die Koordinaten des Referenzsystemsatzes kennen müssen, benötigen Sie eine IFC-viewer, mittels der die enthaltenen IFC-Eigenschaften angezeigt und gelesen werden können, einschließlich derjenigen, die sich auf geografische Koordinaten (IFC coordinate reference system)beziehen.

Dazu sind nur fünf Schritte notwendig:

• Melden Sie sich mit Ihrem ACCA-Konto bei usBIM an;
• Laden Sie die IFC-Datei in die usBIM-Cloud hoch;
• Öffnen Sie die Datei, indem Sie auf das Bildschirmsymbol auf der rechten Seite klicken;
• Projekt-Grundstück auswählen (IfcSite);
• Die geographischen Koordinatenwerte (Breitengrad, Längengrad, Höhe) direkt in der Eigenschaften-Toolbox lesen.

IFC coordinate reference systems – Edificius

Nun zeigen wir Ihnen, wie man das Projekt in IFC exportiert und das IFC coordinate reference system mit Edificius, der BIM-Authoring-Software für den architektonischen Entwurf und MEP (Gebäudetechnik – HKLS/GWA/ELT) definiert.

Zunächst können wir den Nullpunkt des Projekts, d.h. den Punkt mit den Koordinaten (0;0;0) in Bezug auf das lokale Bezugssystem, identifizieren. Zu diesem Zweck fügen wir einen Punkt in den Plan ein, um diesem die Koordinaten (0;0;0) zuzuweisen: Wir erhalten somit den Nullpunkt des Projekts.

Um die zugehörigen Koordinaten eines Objekts in Bezug auf das lokale Bezugssystem festzulegen, gehen Sie wie folgt vor:

• Wählen Sie das Objekt;
• Ändern Sie die XYZ-Werte aus der Eigenschaften-Toolbox.

Auf diese Weise wird das Objekt entsprechend den kartesischen Koordinatenwerte im Raum positioniert.

Zur Festlegung der geographischen Koordinaten und Georeferenzierung des Projekt-Grundstücks (und damit der IfcSite-Koordinaten);

• Klicken Sie auf Allgemeine Daten in der Toolbox links;
• Legen Sie die geographischen Koordinatenwerte (Breitengrad, Längengrad, Höhe) fest.

Nun kann das Projekt im IFC-Format exportiert werden. Die Datei speichert alle Informationen, die den Objekten zugewiesen wurden, einschließlich die Koordinaten, die die Position des Grundstücks charakterisieren.

Um das Projekt im IFC-Format zu exportieren:

• Klicken Sie auf Datei in der Symbolleiste oben links;
• wählen Sie Export;
• Klicken Sie auf IFC-Format;
• Definieren Sie die IFC-Export-Einstellungen;
• Klicken Sie auf OK, um die Datei am gewünschten Ort zu speichern.

Screenshot von Edificius | Einstellungen IFC coordinate system

IFC coordinate reference systems – Revit

Um das Benutzer-Referenzsystem mit Revit einzustellen, folgen Sie diese Schritte:

• Wählen Sie in der Menüleiste Manage
• Klicken Sie auf Coordinates in der Multifunktionsleiste;
• Wählen Sie Specify coordinates at point;
• Geben Sie die Koordinaten ein.

Um die absoluten Koordinaten der IfcSite anzugeben, gehen Sie wie folgt vor:

• Wählen Sie in der Menüleiste Manage;
• Klicken auf Location;
• Geben Sie im Dialogfeld die geographischen Koordinaten ein oder wählen Sie den Ort aus dem Archiv.

Screenshot von Revit | Dialog Location

IFC coordinate reference systems – Archicad

Um das Benutzer-Referenzsystem mit Archicad einzustellen, folgen Sie diese Schritte:

• Klicken Sie auf den Befehl Move user origin in der Symbolleiste;
• Klicken Sie auf den gewünschten Punkt.

Um die absoluten Koordinaten der IfcSite festzulegen, gehen Sie folgendermaßen vor:

• Klicken Sie auf Option in der Menüleiste;
• Wählen Sie Project preference
• Klicken Sie auf Project location
• Gegen Sie die Koordinaten im angezeigten Dialog ein.

Screenshot Archicad | Dialog der Project location

IFC coordinate reference systems – EdiLus

Um die Bezugssystem-Koordinaten eines Punktes mit EdiLus festzulegen:

• Wählen Sie das Objekt aus;
• Ändern Sie die XYZ-Werte aus der Eigenschaften-Toolbox.

Auf diese Weise wird das Objekt entsprechend den Werten, die den kartesischen Koordinaten des EdiLus-Referenzsystems zugeordnet sind, im Raum positioniert.

Zur Festlegung der geographischen Koordinaten und der Georeferenz des Projekt-Grundstücks:

• Klicken Sie auf Allgemeine Daten in der Toolbox links;
• Definieren Sie die geographischen Koordinatenwerte (Breitengrad, Längengrad, Höhe).

Jetzt kann das Projekt im IFC-Format exportiert werden. In der Datei werden alle den Objekten zugewiesenen Informationen, einschließlich die Koordinaten, welche die Position des Grundstücks charakterisieren, gespeichert.

IFC coordinate reference systems – Tekla

Um die Basispunktkoordinaten in Tekla festzulegen, gehen Sie folgendermaßen vor:

• Klicken Sie auf Datei;
• Wählen Sie Projekteigenschaften;
• Klicken Sie auf Basispunkte;
• Geben Sie die Koordinatenwerte im Dialogfeld ein.

Screenshot von Tekla | Dialog Basispunkt

Überprüfung des IFC-Koordinatensystems

Um die Korrektheit der Projektpositionierungsinformationen in der IFC-Datei (exportiert mit einer BIM-Authoring-Software – Edificius, Revit, Tekla, EdiLus usw.) zu überprüfen, können Sie einen Online-BIM-Viewer verwenden.

Referenzsysteme im IFC-Format

Nach diesen praktischen Beispielen, möchten wir mit Ihnen einige grundlegende Konzepte teilen.

Zur Verwaltung der Referenzsysteme im IFC-Format können Sie folgendes verwenden:

• Absolute Koordinaten, um sich auf das globale Bezugssystem zu beziehen;
• Relative Koordinaten, wenn Sie sich auf die Positionierung eines anderen Elements beziehen wollen;
• Beschränkte Koordinaten, wenn sie sich auf die Achsen eines definierten Gitters beziehen.

Jedes Element wird durch entsprechende Hierarchien (siehe unten) korrekt im Raum positioniert.

Wir gehen für die Positionierung des Projekts von der IfcSite aus, eine Einheit die das Baugrund darstellt und auf dem sich das Gebäude befindet.

IfcSite wird durch ein absolutes oder relatives Koordinatensystem in Bezug auf einer anderen Entität definiert. Nehmen wir z.B. an, dass wir absolute Koordinaten verwenden.

Wir definieren die Position des IfcBuilding (das Gebäude) mit Hilfe eines Koordinatenreferenzsystems relativ zu IfcSite.

Als nächstes definieren wir das IfcBuildingStorey, das die Gebäudeebenen darstellt.

Jede Einheit (IfcWall – Wand, IfcSlab – Decke, IfcBeam – Träger, …) ist wiederum mit dem IfcBuildingStorey durch besondere Beziehungen (IfcRelContained, InSpatialStructure) verbunden.

Letztendlich verfügen wir über ein Objekt wie z.B. eine Stütze, das wir zunächst mit der entsprechenden Zugehörigkeitseben verbinden, die wiederum mit dem Gebäude in Beziehung steht, das wiederum mit dem Baugrund verbunden ist. Schließlich wird der Baugrund durch die Koordinaten eines Punktes georeferenziert (der im Allgemeinen mit dem Nullpunkt der Zeichnung übereinstimmt).

Folgend finden Sie eine Infografik, die das Konzept der hierarchischen Positionierung von Objekten veranschaulicht.

Infografik, die die hierarchischen Beziehungen für die Positionierung von Objekten darstellt

IFC4 und Referenzsysteme

IfcCoordinateReferenceSystem ist eine neue, von IFC4 vorgesehener Einheit, die dazu dient, ein Koordinatenreferenzsystems nur durch qualifizierte Identifikatoren zu definieren (siehe den entsprechenden Abschnitt auf der Webseite von buildingSMART International).

Ein Referenzsystem ermöglicht, die geographische Position eines Punktes auf der Erdoberfläche zu definieren. Dazu ist es notwendig, ein Datum zu definieren (der die Art und Weise repräsentiert, in der das Geoid – d.h. die reale Erdoberfläche – durch das Ellipsoid – einen mehr oder weniger regelmäßigen Festkörper – angenähert wird). Das Datum ist die Kupplung des Ellipsoids und Orientierung zum Geoid.

Es gibt globale und lokale Datum; das bekannte WGS84 (von Google Maps bereitgestellt und in GPS-Systemen weit verbreitet) basiert auf dem globalen Datum: Das Ellipsoid ist im Erdschwerpunkt zentriert und kann für alle Kontinente verwendet werden. Das lokale Datum bewirkt hingegen, dass das Ellipsoid in einem Referenzpunkt, dem sogenannten „Emanationspunkt“, mit der realen Erdoberfläche zusammenfällt (z.B. ED50-Systeme für Europa und Rom40 für Italien).

Datum und Referenzsysteme: Erdoberfläche, Geoid und Ellipsoid und ihre Vertikalen

Um die bestehenden Referenzsysteme (sowohl geographische als auch kartographische) besser zu verstehen und eindeutig zu identifizieren, kann man sich auf die Datenbank der EPSG (European Petroleum Survey Group) beziehen. Diese enthält fast alle Referenzsysteme der Welt sowie deren projektierte Systeme und deren gegenseitigen Transformationsmethoden. Mit dem Aufkommen der GIS-Softwares hat die EPSG eine noch größere Bedeutung erlangt.

Screenshot des EPSP Online-Dienstes

Im Fall von IFC4 wird das für die Geolokalisierung verwendete Referenzsystem im Attribut Name des IfcCoordinateReferenceSystem gespeichert.