Modellierung zeitabhängiger 3D-Modelle in der Geotechnik

Aufgrund der steigenden quantitativen und qualitativen Anforderungen an den Bauplanungsprozeß wird in den letzten Jahren nach neuen Lösungsansätzen gesucht, mit deren Hilfe der Bauplanungsprozeß den gestiegenen Anforderungen angepaßt werden kann. Ein Lösungsansatz hierzu stellt die durchgängig computergestützte, dreidimensionale und zeitabhängige Modellierung und Verwaltung des Bauplanungsprozesses beginnend bei der Vorplanung bis hin zum Recycling des Bauobjektes am Ende seiner Lebensdauer dar. Der vorliegende Beitrag zeigt auf, daß gerade der zeitliche Verlauf innerhalb einer geotechnischen Aufgabenstellung einen nicht unerheblichen Einfluß auf die verwendeten Modelle bzw. die Durchführung von Sicherheitsnachweisen ausübt. Für die Entwicklung geotechnischer Softwaresysteme ergibt sich daraus schon innerhalb der Analysephase die Anforderung, die zeitkritischen Abhängigkeiten zu modellieren und entsprechend im Entwurf zu berücksichtigen. Hierfür hat sich die objektorientierte Methode in Form des Objektmodells und des dynamischen Modells nach Rumbaugh als ein geeignetes Werkzeug herausgestellt. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse und Ergebnisse können bereits sehr früh in die Konzeption des Gesamtsystems mit einbezogen werden. Am Beispiel des Geotechnischen Informationssystems (GTIS) führte dies zu einer raum- und zeitabhängigen Verwaltung des Boden- und Konstruktionsmodells und zu einer Bauablaufsteuerung, innerhalb derer die einzelnen Bauzustände verwaltet und mit den entsprechenden Ausprägungen innerhalb des dreidimensionalen Boden- und Konstruktionsmodells verknüpft werden können

Raumgeometrieunterricht: Hinweise auf die Übertragbarkeit des Supplantationskonzeptes von Salomon?

Ein Raumgeometrieunterricht ohne die Verwendung bzw. das Arbeiten mit real angreifbaren Körpermodellen scheint undenkbar – und das in allen Ausbildungsstufen vom Kindergarten bis zur Universität. Das sind Modelle vom Würfel, seinem Netz, von den hier allseits bekannten Grundkörpern, das sind diverse Kegelschnittsmodelle, von den Dandelinschen Kugeln beim ebenen Zylinderschnitt bis hin etwa zur Dupinschen Zyklide. Modelle gehören einfach zum Geometrieunterricht [MÜLLER 2012]. Modelle sollen helfen, eine Grundvorstellung von Raumgeometrie zu entwickeln, Raumobjekte darzustellen und damit zu operieren. Oft scheint es, dass selbst kreative Architekten direkt die in ihrer Ausbildung kennengelernten Geometrieobjekte realisieren. Im Unterricht ist es in der Regel so, dass Modelle helfen sollen, bestimmte räumliche Vorgänge zu verstehen, zu verinnerlichen und so eine Kompetenz zu erwerben, Probleme ohne reale 3D-Modelle nur mit Hilfe von Skizzen oder 2D-Zeichnungen zu lösen. Geometriemodelle sollen eine Skizze nicht ersetzen, nicht „supplantieren“. Und um die Frage der Gültigkeit eines gewissen Supplantationseffektes im Unterricht geht es in der Folge

On multigrid for anisotropic equations and variational inequalities: pricing multi-dimensional European and American options

Partial differential operators in finance often originate in bounded linear stochastic processes. As a consequence, diffusion over these boundaries is zero and the corresponding coefficients vanish. The choice of parameters and stretched grids lead to additional anisotropies in the discrete equations or inequalities. In this study various block smoothers are tested in numerical experiments for equations of Black–Scholes-type (European options) in several dimensions. For linear complementarity problems, as they arise from optimal stopping time problems (American options), the choice of grid transfer is also crucial to preserve complementarity conditions on all grid levels. We adapt the transfer operators at the free boundary in a suitable way and compare with other strategies including cascadic approaches and full approximation schemes

Virtual Reality und Urban Emotions – Biosensorik im virtuellen Kontext städtebaulicher Planungsmethoden

Das Urban-Emotions-Projekt versucht, mit Hilfe von Biosensorik festzustellen, wie sich Menschen in der Stadt fühlen. Hierbei geht es auch um die Qualität der Architektur, des Stadt- und Freiraumes und des Städtebaus. Waren die Versuche in der Vergangenheit stärker auf das Thema des Fußgänger- oder Radverkehrs, der Barrierefreiheit sowie des sogenannten Wayfinding fokussiert, so wird in diesem neuen Ansatz erstmals versucht, virtuelle Modelle als Grundlage für die humansensorische Messung zu nutzen. Der virtuelle Raum bietet nun die Möglichkeit, externe (Umwelt-) Einflüsse zu minimieren und den Fokus auf die Bewertung gestalterischer Eindrücke zu legen. Die Methode ist eine Weiterentwicklung des Q-Sortings nach Stephenson (1953) sowie des im städtebaulichen Kontext angewandten Ansatz nach Krause (1974). Mithilfe von virtuellen Modellen realer Situationen soll festgestellt werden, ob Probanden auf die gebaute Umwelt positiv oder negativ reagieren. Zum Einsatz kommen die Formate 360°-Videos und Virtual Reality Ambiente sowie als Ausgabegeräte VR-Brillen. Mithilfe dieses Settings können vergleichbare Laborsituationen geschaffen werden, die es erlauben, die alleinige Fokussierung auf die Bausituation herzustellen

Automatische Vektorzeichnungen von Keilschrifttafeln aus 3D-Messdaten mit dem GigaMesh Software-Framework

Aufgrund ihrer gekrümmten Form sind Keilschrifttafeln auf Photos häufig nicht vollständig lesbar. Eine besser lesbare zweidimensionale Darstellung lässt sich durch Anwendung eines lokalen Filterverfahrens auf die hoch aufgelösten 3D-Scandaten der Tafeln erreichen. Dieses Verfahren berechnet die lokale Krümmung auf mehreren Maßstabsebenen mithilfe von virtuellen Kugeln unterschiedlicher Größe, deren Schnittmenge mit dem Dreiecksnetz der Oberfläche ermittelt wird. Mit diesem Ansatz lässt sich die Lesbarkeit von Keilschrifttafeln und alten Steininschriften deutlich erhöhen. Bei Keilschrifttafeln ist es darüber hinaus mit dem hier vorgestellten GigaMesh Software-Framework möglich, die Keile zu erkennen und eine automatische Umzeichnung (Vektordarstellung) zu erstellen