Im Zuge einer zunehmenden weltweiten Bautätigkeit und sich mehrenden Extremwetterereignissen steigt der Bedarf an Planung, Neubau und Betrieb im Kontext natürlicher und bebauter Umgebung stetig. Welche Rolle dabei CAD- und BIM-Daten spielen, wird in diesem Beitrag erklärt.

Die Integration von CAD- bzw. BIM-Daten in eine ArcGIS-Umgebung kann hierbei als Treiber effizienter und nachhaltig positiver Bau- und Planungsprozesse dienen, welche gleichzeitig gesellschaftlichen Anforderungen, wie einer steigenden Urbanisierung oder sich verändernden klimatischen Bedingungen gerecht werden, da Projekte nicht länger isoliert von ihrer Umgebung geplant, entworfen und gebaut werden. 

Die ArcGIS-Produktfamilie bietet verschiedene Apps und Tools zur Integration von CAD- und BIM-Daten in Ihren Workflow, welche im nachfolgenden Blog-Artikel noch einmal näher vorgestellt werden sollen.

ArcGIS Pro 

Sowohl die Integration von CAD- als auch von BIM-Daten ist in ArcGIS Pro unkompliziert über Drag & Drop in die Benutzeroberfläche oder per „Add Data“ Schaltfläche im Hauptmenü möglich. 

CAD-Daten

ArcGIS Pro akzeptiert Daten, die von AutoCAD- und MicroStation-basierten Anwendungen und anderen Anwendungen generiert wurden, die die Dateiformate DGN, DWG und DXF verwenden. 

Wenn einer Karte CAD-Daten hinzugefügt werden, kann auf das resultierende CAD-Feature-Dataset von Feature-Classes als schreibgeschützter Feature-Layer zugegriffen werden.  

Die Anordnung der Feature-Classes in der Benutzeroberfläche erfolgt dabei bei CAD-Daten nach unterschiedlichen Geometrietypen (Annotation, Multipatch, Punkt, Polygon, Polylinie). 

Abbildung 1: CAD-Daten in ArcGIS Pro

CAD-Daten können zudem per Geoprocessing-Tool („CAD To Geodatabase“) in einer Geodatabase gespeichert werden. Auch der Export (GP-Tool „Export To Cad“) von GIS-Daten in unterschiedliche CAD-Datenformate ist in ArcGIS Pro möglich.

BIM-Daten

BIM-Daten werden von ArcGIS Pro als „Building Layer“ erkannt. Im Unterschied zu CAD-Daten erfolgt die Anordnung bei BIM-Daten nach konventionellen Baudisziplinen und nicht nach geometrischen Aspekten. Diese unterschiedlichen Disziplinen (Architektur, Struktur, Elektrik, Mechanik, Rohrleitungen) ermöglichen eine Filterung bestimmter Aspekte des Gebäudes für unterschiedliche Visualisierungszwecke, sie sind standardmäßig jedoch ausgeblendet und nur der Feature-Layer „ExteriorShell“, welcher die gesamte Struktur des Gebäudes als einzelnes Feature darstellt, ist sichtbar.

Abbildung 2: BIM-Daten in ArcGIS Pro

Auch die in ArcGIS Pro integrierten BIM-Daten können anschließend per Geoprocessing-Tool („BIM File To Geodatabase“) in einer Geodatabase gespeichert werden.

Zudem können „Building Layer“ in ArcGIS Online bzw. ArcGIS Enterprise veröffentlicht werden.

Dies kann entweder in Kombination mit anderen Daten (z.B. Straßen- oder Versorgungsnetze) in Form einer Web-Szene geschehen, oder separat gepackt als Scene Layer Package. Die so veröffentlichten Daten können anschließend sowohl als Web-App als auch in mobilen Apps oder am Desktop dargestellt und analysiert werden.

Data Interoperability

Die Data Interoperability Extension ist eine separate Erweiterung, welche gesondert heruntergeladen und installiert werden muss. Dabei handelt es sich um ein integriertes Toolset zum Extrahieren, Transformieren und Laden von räumlichen Daten (ETL), welches im Geoverarbeitungs-Framework unter Verwendung der FME-Technologie von Safe Software ausgeführt wird. Räumliche ETL-Werkzeuge sind von Benutzern erstellte Geoverarbeitungswerkzeuge, die Daten zwischen verschiedenen Datenmodellen und verschiedenen Dateiformaten umwandeln können. Sie werden mit der FME Workbench in einem Übersetzungsarbeitsbereich erstellt in einer Toolbox gespeichert. Eine Besonderheit der Data Interoperability Extension ist hierbei das Extrahieren einzelner Elemente einer Eingangsdatei.

Abbildung 3: Transformation eines Layers einer CAD-Zeichnung zum Esri Shapefile

BIM Cloud Connection

Die BIM Cloud Connection ermöglicht ArcGIS Pro-Nutzern auf Inhalte in Online-BIM-Cloud-Speicher-Repositorys wie Autodesk BIM 360 oder der Autodesk Construction Cloud und die Verwendung dieser Inhalte in ArcGIS Pro. Hiervon profitieren vor allem Teams, die mit denselben Daten außerhalb von ArcGIS zusammenarbeiten. Verschiedene CAD- und BIM-Datenformate (RVT, IFC, DWG, DXF, DGN) und die dazugehörigen Projektionsdateien aus Projektordnern können so eingelesen, auf den lokalen Speicher gedownloadet und anschließend zur gewünschten Kartendarstellung hinzugefügt werden.

Dabei wird die entsprechende Datei auf Aktualität überprüft.

Abbildung 4: Erstellen einer Verknüpfung zu BIM360 in ArcGIS Pro

GeoBIM

GeoBIM ist eine User Type Extension für ArcGIS Online, welche standartmäßig in der GIS Professional Standard und Advanced Lizenz enthalten ist, jedoch auch mit anderen User Types kompatibel ist. Sie ermöglicht Kunden, vor allem aus dem AEC-Bereich, eine webbasierte, stakeholderübergreifende Zusammenarbeit an BIM-Projekten. Daten aus ArcGIS Online können so mit Daten der Autodesk Construction Cloud oder BIM360 über räumlichen Kontext verknüpft werden und so über konfigurierbare Web-Anwendungen Projektteams zur Verfügung gestellt werden. Der Zugriff auf aktuelle Daten wird somit systemunabhängig möglich, was einhergeht mit der Reduktion von Datenimporten, – exporten und -transfomationen und somit auch das Risiko des Datenverlustes minimiert.

Abbildung 5: Funktionalität GeoBIM

Desktop Konnektoren

Esri ArcGIS for AutoCAD

Das kostenlose Plug-in Esri ArcGIS for AutoCAD verbindet CAD-Anwender mit ArcGIS-Daten und GIS-Workflows und garantiert die gemeinsame Nutzung gehosteter Dienste, Gruppen- und Benutzerinhalte einer Organisation. Auch das Erstellen, Veröffentlichen und Bearbeiten gehosteter Feature Layer wird ermöglicht. Dazu wird ein „named user“ für ArcGIS Online und ArcGIS Enterprise benötigt. Zudem unterstützt das Plug-in schemabasierte Feature-Class-Vorlagen für branchenspezifische Workflows wie Wasserversorgung, öffentliche Sicherheit oder ArcGIS Indoors.

Abbildung 6: Schienennetz der Stadt Leipzig vor Esri-Basemap in AutoCAD

Autodesk Connector for ArcGIS

Der Autodesk Connector for ArcGIS ist vor allem für Design-Profis aus dem Bauingenieurswesen entwickelt, um Inhalt und Kontext von GIS-Daten zu ihren Projekten hinzuzufügen. Dieser Konnektor importiert GIS Feature Layer als Civil 3D-Objekte. Auch der Import von Punkt-, Linien-, Polygon- und Rasterdaten und der Datenexport als File Geodatabase ist so möglich. Zudem können Daten auch in ArcGIS Online oder ArcGIS Enterprise veröffentlicht werden. Das Aktualisieren und Speichern von Änderungen an Feature-Services, Attributen und Geometrien wird ebenfalls ermöglicht. Dazu wird ein „named user“ benötigt.

Abbildung 7: Integration von GIS-Daten in Civil 3D