Streckenbau mit sichtbarem Geländeprofil

[Herbert Brüser]

Hallo Carsten,
das Thema brennt mir seid Monaten auf den Nägeln. Ich hatte hierzu bereits im Februar 2006 mit Roland Ziegler das Problem erörtert, Roland meinte zum Schluß, ich möchte doch lieber Carsten ansprechen. Für mich war im Februar 2006 Carsten in Bezug auf Zusi 3 ein viel beschäftigter Mann, sicher Heute auch noch, den man nicht unbedingt seine Zeit stehlen sollte und eine Veröffentlichung im Zusi Forum erschien mir zu Aufwendig.
Ich habe zu dieser Zeit Kontakt mit anderen Zusi-Spezialisten aufgenommen, zuletzt mit Jürgen Verheien den ich gebeten habe bei dem Zusi-Treffen am 17.06. dieses Jahres (mit Beispielen) in der Braunschweiger-Runde mein Anliegen den Zusi Experten vorzutragen. Leider wurde laut Jürgen nichts daraus.

Um die Sache auf den Punkt zu bringen:
- die mit den Ziegler-Tools erstellte Geländeform einer neuen Strecke beinhaltet keine Sichtbarkeit der Geländeform (3D) obwohl die Geländehöhen unsichtbar ermittelt und vorhanden sind.
Nur mit dem Strecken-Edi sind diese über die EL abtastbar,
- es ist in diesem Fall mühsam für eine Trasse die exakten Höhen zu finden, dieses beruht auf den Schätzungen "Motto Pi mal Daumen" oder einer Begehung der zu erstellenden Trasse,
- auch ist sehr schwierig eine großflächige Trasse nach den x - y Koordinaten, wie Hamm Rbf, anzulegen,
- das gleiche wird mit den Brücken, Unterführungen, Dämmen, Straßen, Wegen etc. verfahren.

Als kleines Beispiel habe ich zum Vergleich den Streckenabschnitt Nordbögge-Haferkamp gewählt (siehe Anlagen).


Streckenanfang Nordbögge-Haferkamp mit Trassenloch

gekachelten Terrainplatte ohne Trassenloch, gedreht

gekachelten Terrainplatte ohne Trassenloch

Bei dieser Vorgehensweise (Pi mal Daumen) können bei der Trassierung einer Strecke Trassenlöcher entstehen, siehe Beispiel Streckenanfang Nordbögge-Haferkamp. Zwar sind die Höhen von dem Geländeboden mit TransDEM und dem Geländeformer ermittelt und vorhanden, aber in 3D nicht sichtbar. Ich habe zwar beim Bau der Trasse den Gleiskörper (mit den so genannten Siemens-Lufthaken) angehoben, aber nicht genug. Nach der Fertigstellung des Gleisbettes konnte ich ein Trassenloch feststellen.
Es folgte die 1:1 Bearbeitung mit mit einer gekachelten Terrainplatte welches mir die Höhen und Tiefen sowie das x- und y-Profil anzeigte.
Was sehr schön zu erkennen ist, daß hier das Trassenloch begradigt wurde und die Bahn-Trasse in einer Ebene liegt.

Nach meiner Ansicht fehlt für die praktische Arbeit mit dem Strecken-Edi in Zusi 3 ein aktives Drahtgitter bzw. ein Gitternetz (1000-Meter-Raster, ähnliche Variante hatte Carsten als inaktiv angedacht) mit der eine Geländeform erkennbar und hiernach die Höhen und Breiten der Bahn-, Straßen- und Fluß-Trassen anlegen kann. Bei unserem Mitbewerber wird diese Funktion angewendet.
Sicher wird Roland wegen TransDEM, TransDEM Trainz oder dem Geländeformer seine Einwende vortragen, es wäre aber angebracht hierfür einen Kompromiss zu finden.
mfg
Herbert

[Michael_Poschmann]

Hallo Herbert,

ich weiß nicht, ob ich Deine Problemschilderung korrekt interpretiert habe. Meine Einschätzung auf den ersten Blick sagt mir jedoch, daß man auf die DEM-Daten nicht allzu stark bauen sollte. Da gibt es aufgrund der Auflösung (Raster) immer wieder Ungenauigkeiten. Die Ziegler-Tools gleichen im Regelfall diese Abweichungen ganz gut aus. Priorität besitzen für mich die Angaben zur Bahntrasse aus einschlägigen Unterlagen.

Michael

[Carsten Hölscher]

In den Zusi3-Editoren kann man ein DEM hinterlegen und hat so im Editor dirkt Zugriff auf die Höhendaten.

Carsten

[Wolfgang Hüttner]

Das Problem kenne ich, vor allem in einem engen Flusstal, wie z.B. dem Neckartal ergeben sich teilweise Höhensprünge von mehreren Metern. Aus diesem Grund exportiere ich die aus dem Geländeformer erzeugte Trasse mit Höhen in Excel (per Streckenkonverter in xyz-Format) und lasse mir den Verlauf über die Diagrammfunktionen von Excel anzeigen.
Aus diesem Verlauf wähle ich dann die Punkte, die mir am ehesten dem tatsächlichen Trassenverlauf entsprechen, der Rest geht dann im Streckenedi mit der Funktion z-Koordinate einebnen.

Wenn man dann später den korrigierten Trassenverlauf ebenfalls in Excel exportiert und mit den ursprünglichen Daten aus der DEM verrechnet, kann man sehr einfach die Höhen und Längen von Dämmen und Einschnitten ermitteln.

Besser ist es natürlich, wenn man auf die einschlägigen Unterlagen zurückgreifen kann, aber die hat eben nicht jeder.

Gruß
Wolfgang

[Oliver Lamm]

@Wolfgang:

Sehr interessant. Kannst Du das mal ausführlicher beschreiben, gerne auch per Email.

Oli

[Herbert Brüser]

Hallo Carsten,

In den Zusi3-Editoren kann man ein DEM hinterlegen und hat so im Editor direkt Zugriff auf die Höhendaten.

Ich nehme an, daß Du hier nach dem Prinzip von Zusi 2 mit TransDEM verfährst! Besser bzw. alternativ ist das Verfahren mit dem Ziegler Tool TransDEM Trainz. Weil nach diesem Verfahren mit einer gekachelten Terrainplatte gearbeitet wird. Roland kann hierzu viel besser und mehr berichten. Wie schon gesagt, der Mitbewerber hat das realisiert und kocht auch nur mit Wasser.

@Michael,

Priorität besitzen für mich die Angaben zur Bahntrasse aus einschlägigen Unterlagen.

Ich habe auch einige Unterlagen mühsam mit und ohne viel Geld zusammen tragen können. Nur hier muß ich feststellen, daß sich immer Abweichungen in der Darstellung sowie in der Bemaßung ergeben.
Du bist ja ein alter Streckenbauer und mit der oberen Ruhrtalbahn ist Dir ein Wurf gelungen. Ich stelle mir seid langen die Frage, wie hat der Michael die Geländeprofile ohne eine gekachelten Terrainplatte bzw. Drahtgitter bearbeitet?

@Wolfgang hat das Problem aus seiner praktischen Arbeit erkannt.
Nur hier ist die Hilfe zur Selbsthilfe geworden. Er hat sozusagen den Griff in die Trickkiste von Excel gewagt um an ein verwertbares Geländeprofil zu kommen. Auf die Dauer kann das aber keine Lösung für den Zusi 3 Streckenbau sein.

Wenn schon mit viel geistigen und zeitlichen Aufwand an den Add-Ons sowie der Programmierung von Zusi 3 gearbeitet wird, dann denke ich, daß Carsten den großen Wurf mit Zusi 3 gegenüber dem Mitbewerber sicherlich machen wird.
mfg
Herbert

[Michael_Poschmann]

Hallo Herbert

Ich stelle mir seid langen die Frage, wie hat der Michael die Geländeprofile ohne eine gekachelten Terrainplatte bzw. Drahtgitter bearbeitet?

Soll ich ehrlich sein? Fast gar nicht!
In früheren Versionen habe ich die Höhe der Bahnhöfe über Normalnull als Ausgangspunkt genommen, die dortigen Gleisanlagen in die Ebene gelegt und außerhalb der Bahnhöfsbereiche anhand von Bildfahrplandaten (maßgebliche (Maximal-) Streckenlängsneigung) interpoliert. Das traf die Vorbildsituation im Regelfall schon ganz gut.

In späteren Bauphasen habe ich zusätzlich die in Ivlz-Bahnhofsplänen eingezeichneten Neigungswechsel sowie "Stationierungsunterlagen" aus der Zeit um die Jahrhundertwende (1900 ) verwendet, damit gewinnt man noch ein paar Zentimeter oder Dezimeter Genauigkeit in und zwischen den Stationen. Viel exakteres Arbeiten ist aufgrund der Ungenauigkeit der DEMs gar nicht möglich!

Daher habe ich auch keine Skrupel, die DEMs bei der Verarbeitung im Geländeformer an die Strecken anzupassen - und nicht etwa umgekehrt! Roland hat hierzu Filter- und Glättungsfunktionen in sein Tool eingebaut, mit denen man ein wenig experimentieren kann. Einzelne (wenige) Artefakte muß man anschließend noch manuell ausbügeln.

Dämme und Einschnitte sind aus der Erinnerung oder anhand von Vorbildaufnahmen grob abgeschätzt. Bisweilen spielt die Erinnerung dabei Streiche, das muß ich zugeben. Aber für Zusi 3 soll ja auch noch Optimierungspotential übrigbleiben.

Gruß
Michael

[Roland Ziegler]

Herbert spricht hier ja eigentlich zwei Aspekte an: zum einen, wo bekommt man die genaue Lage von Dämmen und Einschnitten her, zum anderen, wie man ein DEM schon während des Gleisbaus im Editor darstellen kann.

Ich schließe mich meine Vorrednern an: die DEMs für unsere Breiten, egal ob SRTM oder aus jener älteren Quelle, sind horizontal zu grob gerastert, um Dämme und Einschnitte zu markieren. Dieses gehört übrigens auch zu den Frust-Erkenntnissen mancher britischer TransDEM Trainz-Streckenbauer, die sich einen Vollautomatismus erwartet hatten.

Hat man keine hochdetaillierten Streckenpläne, so wird die topogr. Karte herhalten können, für diesn Zweck im größten verfügbaren Maßstab. Für NRW bekommt ja die DGK5 online, über WMS sogar mit Höhenlinien (WMS erfodert TransDEM 1.2 beta). Dämme/Einschnitte erkennt man leichter aber aus der Böschungssignatur.

In Zusi baut man Dämme/Einschnitte bekanntlich als streckennahe Landschaft direkt als Bestandteil der Trasse. GF-Gelände passt sich an. Fehlt der Einschnitt beispielweise komplett im DEM, würde das Geände durch den GF an den Kanten des Einschnitts nach oben gezogen.

(Hier verfolgt Trainz und MSTS eine anderen Ansatz, so einfach und einleuchtend das feste Geländeraster hier scheint (10m-Vertex-Abstand bei Trainz, 8m bei MSTS), so hinderlich ist dies gerade bei Dämmen/Einschnitten. Die Sohlenbreite wird entweder zu schmal oder zu breit, was zu den bekannten unrealistischen Formgebungen führt. Der alternative Bau als Spline ist dann wiederum aber aufwändiger als die Zusi-Methode.)

Muss man das DEM also anpassen, wenn die Böschungskanten nicht künstlich wirken sollen? Ich denke, das kommt darauf an. Man wird sehen, wie sich die DEM-Darstellung im Zusi3 3D-Editor hierzu nutzbringend einsetzen lässt. Wenn ein DEM angepasst werden soll, dann würde ich das in TransDEM machen, wie auch von Michael und Oli schon mal benutzt.

Da das DEM zu Beginn recht grob ist, erst einmal die Auflösung vergrößern, sprich die Rasterweite verkleinern. 20 bis 30 m sollte man dann schon nehmen. (Was natürlich nur Auswirkungen hat, wenn man auch im GF ein kleineres Raster wählt, bzw das neue DEM-Raster übernimmt)

Dann verwendet man die TransDEM eigene Technik des Dreiecksnetzes, um Höhenlinien zu korrigieren. Das ist effektiv und schnell, und wurde beispielsweise von einer TransDEM-Trainz-Anwenderin, die Berge versetzen wollte (Abraumhalden in Colorado), der Methode des Anhebens und Senkens von Vertices im Trainz-Editor vorgezogen, weil dort nicht wirklich kontrollierbar.

Hier dazu drei Bilder, die allerdings ein wenig andere Ausgangsbasis haben. Im Normalfall ist die topogr. Karte die Vorlage. Hier, bei Eritrea, ist es die Trassenlage, die dank GPS und neuerdings Google Earth als "absolut" feststeht. Für Hochgebirge ist SRTM nur zweite Wahl. Ich habe für die Gegend ASTER-DEMs, die zwar höher auflösend sind, aber dicke andere Fehler haben, auch solche in der Lage.

Konkret ist das DEM aus Bild 1 dahingehend falsch, dass die Trasse weder am NO-Hang des Hügels einen Tunnel hat, noch am NW-Hang frei durch die Luft schwebt. Es gibt dort zwar zwei Hangbrücken, aber das DEM ist zu extrem.



Bild 2 zeigt meine neu vorgegeben Höhenlinien, mit der Trasse als Referenz und, ausgeblendet, Google Earth als ungefähre Hilfestellung für die sonstige Topografie.



In Bild 3 dann die Wirkung. Mit etwas Übung in wenigen Minuten erledigt.







Zu den von Wolfgang angesprochenen Höhenprofilen. So etwas halte auch ich für sehr hilfreich(und für Eritrea wegen der fehlenden topogr. Karten für unabdingbar). Ich wollte sie ursprünglich in TransDEM einbauen. Ich denke aber, dass die Höhenprofile im neuen Gleisplaneditor dieses für TransDEM überflüssig machen.

[Oliver Lamm]

Also ich baue Dämme und Einschnitte wie folgt:

Vektorkette entlang des Einschnittes und dann darauf einen ca. 0.5m breiten Weg (Strasse) bauen. Evtl. die Vektoren ein wenig angleichen. Sieht sehr schön unregelmässig aus.

Oli

[Herbert Brüser]

Hallo Leute,
ich Danke allen für die ausführlichen Berichte zu diesem brisanten und aktuellen Thema der Streckenbauer.
Hiernach werde ich erst einmal abwarten was Carsten so aus seinen Zauberkasten (Zusi 3) hervor bringt.

@Roland, zu Deinen Bericht finde ich die 3 Bilder nicht!
Ich hatte schon an meiner Programm-Einstellung gezweifelt, weil ich seit Gestern mit Firefox 2.0 arbeite.
mfg
Herbert

[Carsten Hölscher]

Zur Gewinnung der Höhenlage habe ich bisher auch nicht viel mehr als einzelne bekannte Höhenlage oder TOP50-Höhen genommen. Das kam eigentlich schon ganz gut hin.

Carsten

[Roland Ziegler]

Zu den Bildern: Hat noch jemand das Problem?

[Peter Zimmermann]

Zu den Bildern: Hat noch jemand das Problem?

Nein, und ich habe auch Firefox 2.0.

[Herbert Brüser]

Hallo Carsten,
ich bin zu Deiner Anmerkung etwas enttäuscht.

Zur Gewinnung der Höhenlage habe ich bisher auch nicht viel mehr als einzelne bekannte Höhenlage oder TOP50-Höhen genommen. Das kam eigentlich schon ganz gut hin.

Vor einigen Monaten in 2006 hatte mir ein Seiteneinsteiger, der sich eigentlich nur negativ äußern kann, geschrieben,

Erwarte also nicht die eierlegende Wollmichsau mit Zusi 3

sollte dieser Zusi-Freund recht haben?

Mit Deinem Fleiß, Kenntnissen und Fähigkeiten kann ich dieses Zitat nicht stützen. Wie schon Michael im Forum mal betonte:

Die Maschinenbau-Fraktion muß zusammenhalten.

Deshalb glaube ich an ein positives Ergebnis mit Zusi 3.
mfg
Herbert

[Michael_Poschmann]

Hallo Herbert,

vielleicht darf ich als "Nur-Anwender" ein wenig beruhigen. Nach meinem bescheidenen Kenntnisstand - siehe dazu auch die Vorabinfos zu den Tools von Carsten - wird sich die Bedienung gegenüber der heutigen Bauweise ein gutes Stück vereinfachen und komfortabler darstellen.

Allerdings wird sich ein "Vollautomatismus" mit vertretbarem Aufwand in meinen Augen nicht realisieren lassen. Dafür ist die Materie schlicht zu komplex - und die für den normalen Geldbeutel verfügbaren Vorbilddaten sind zu ungenau! Kreativer Streckenbau bleibt weiterhin gefragt.

Gruß
Michael

[Carsten Hölscher]

So ein Automatismus wäre ja auch gar nicht wünschenswert. Ich will ja selbst festlegen. wie die Strecke verläuft.

Der Gleisplaneditor eraubt die direkte Übernahme eines DEM-Höhenwertes in das Streckenprofil mit einem Mausklick, besser geht's m.E. eigentlich kaum.

Carsten

[Roland Ziegler]

Kritisch sind die Höhen für die Trassenlage in Hanglagen, auch in Mittelgebirgsregionen. Da Bahntrassen aber die nette Eigenschaft haben, sich nicht plötzlich nach oben oder unten zu verlagern (letzteres höchsten bei einem Erdrutsch), kann man Stützpünkte meist auch außerhalb solch kritischer Stellen finden. Und da sind die Höhenlinien einer TK50 gar nicht so ungeeignet. Unsere DEMs hierzulande können wegen ihrer geringen horizontalen Auflösung immer nur Anhaltspunkt sein und sollten nicht als Absolut-Vorgabe missbraucht werden. Trotzdem ist ihre Verwendung für eine einigermaßen realistische Landschaftsgestaltung natürlich dringend geboten.

Die amerikanischen 10m-DEMs sind als derzeitiges "Maß aller Dinge" zwar traumhaft genau, besonders verglichen mit den unsrigen, aber trotzdem noch immer nicht "perfekt". Denn da spielt immer die Rasterung rein, die wir auch im Terrain bei Trainz oder MSTS haben. Mit 10m- oder 8m-Raster lässt sich ein Einschnitt oder ein Damm nicht vorbildgerecht ausbilden.

Ich erwarte übrigens, dass wir in Zusi 3 in Streckennähe bei den DEM-Daten mit einem kleineren Geländeraster als dem bisherig GF-typischen arbeiten können, und so den Anschluss an Einschnitte/Dämme gefälliger hinbekommen. Das bedingt ggf. DEM-Verfeinerung. Für die Performance hat der GF ja auch bisher schon so eine Art Simpel-LoD lateral zur Trasse, um den Rechner nicht zu überfordern, für Zusi3 wird das auch longitudinal (entlang der Strecke) angestrebt. Schließlich wollen wir trotz höherer Detaillierung auch in Zukunft unsere "Distant Mountains". Die Weser- oder die Rheinstrecke leben ja ganz wesentlich von diesem Gebirgseindruck - den man bei Trainz z.B. nicht hat.

[Herbert Brüser]

Hallo Michael,
ich glaube wir haben uns nicht richtig verstanden, denn Du sitzt wahrscheinlich im "falschen Zug".

Allerdings wird sich ein "Vollautomatismus" mit vertretbarem Aufwand in meinen Augen nicht realisieren lassen.

An ein Vollautomatismus habe ich nicht gedacht, sondern an einer gekachelten Terrainplatte, die mir eine Basis anzeigt und so zu handhaben ist wie eine Vorlage auf einem Zeichenbrett. Meine gekachelten Bilder auf der Seite 2 sind, was die Trassenführung betrifft, so von Hand bearbeitet worden. Es ist mir klar, daß eine Durchführung dieser Art und Umfang (Vollautomatisierung) mit unseren bescheidenen Mitteln nicht möglich ist. Der Streckenbauer sollte und muß auch weiterhin kreativ an seiner Strecke arbeiten können.
Was die Machbarkeit von Maschinen, in diesem Fall der Computer (PC), erledigen kann ist mir bewußt. Denn seid dem Jahr 1978 arbeite ich mit so einem Gerät, was zur damaligen Zeit noch in der Lochstreifen-Ära stattfand. Der morgendliche Start unseres Betriebs-Computer erfolgt über einen programmierbaren 8 Bit Hex-Code mittels Kippschalter.
Ich finde es aber trotzdem gut einen solchen Dialog führen zu können.
mfg
Herbert

[Carsten Hölscher]

Der 3D-Editor kann ein DEM als 3D-Objekt einblenden. Der Gleisplaneditor kann es in Graustufen anzeigen (der ist ja nur 2D).
Wie Roand schon schriebm ist die Vorgehensweise bei MSTS und Trainz mit diversen Nachteilen verbunden, auch wenn sie auf den ersten Blick vielleicht etwas netter wirkt.

Carsten