Es werden im Wesentlichen zwei probate Methoden für Erdmassenberechnungen unterschieden.
Erdmassenberechung aus Netznivellements
Die Höhenaufnahme erfolgt in einem Raster von 5*5m oder 10*10m jeweils vor Beginn und nach Fertigstellung der Baumaßnahme. Die Differenzen alter und neuer Höhen werden gemittelt und mit der Fläche des entsprechenden Netzquadrates multipliziert. Jedes Netzquadrat erhält somit ein spezifisches Auf- bzw. Abtragsvolumen. Die Summe aller Auf- und Abtragsvolumina ergibt die Erdmasse.
Vorteil: Leichte und für jedermann nachvollziehbare Rechenmethode.
Nachteil: Rasterpunkte können dem Gelände nicht angepasst werden. D.h. unstetige, abrupte Geländesprünge werden nur schwer oder überhaupt nicht erfasst. Das Ergebnis kann je nach Geländeform, sehr ungenau sein. Darüber hinaus ist ein Raster in der Praxis aufgrund von Hindernissen oftmals nur schwer einzuhalten. Der Aufwand eines Rasteraufmaßes ist groß. Die mangelhafte Darstellung der 3. Dimension geht zu Lasten der Transparenz und visuellen Nachvollziehbarkeit.
Erdmassenberechnung mittels digitalem Geländemodell (DGM)
Diese Methode zeichnet sich durch hohe Genauigkeit aufgrund gezielter und geländeangepasster Auswahl von Höhenpunkten aus (z.B. viele Stützpunkte in bewegten Geländebereichen und wenige in ebenen Bereichen). Als Berechnungsverfahren werden die Prismenmethode und die Berechnung über Profilschnitte unterschieden.
Durch Querprofile und Differenzkörper mit Auf- und Abtragsflächen wird die 3. Dimension des Geländes nachvollziehbar dargestellt.
Die geländeangepasst ausgewählten Höhenpunkte werden in Form von dreidimensionalen Punktkoordinaten in den Rechner eingelesen und miteinander vermascht (trianguliert). Es entsteht ein dreidimensionaler Netzkörper bzw. ein digitales Geländemodell (DGM).
Die Triangulationen von Ur- und Abschlussnivellement werden miteinander verschnitten, d.h. lagegenau übereinander gelegt, so dass sich ein Differenzkörper aus Abtrags- (grün) und Auftragsflächen (gelb) ergibt. Je dunkler die Farbe, desto dicker der Auf- bzw. Abtrag. Die Höhenschichten werden durch Linien (grau) gleichen Auf- bzw. Abtrags getrennt mit Angabe der jeweiligen Schichtdicke.
Berechnung über Prismenmethode
Aus den Prismen des Urnivellements (blau) und den Prismen des Abschlußnivellements (rot) ergibt sich jeweils eine Überdeckungsfläche die hier gelb (für Auftrag) gekennzeichnet ist. Die 3 Höhen der jeweiligen Prismen werden gemittelt und dann von einander abgezogen. Hieraus ergibt sich für die Überdeckungsfläche ein mittlere Auftragshöhe, die anschließen mit der Fläche multipliziert wird. Die Gesamtmenge aller Überdeckungsflächen ergibt den Auf- bzw. Abtrag.
Rechengang: (52.91 + 52.94 + 53.00) / 3 – (52.38 + 52.30 + 52.21) / 3 = 0.65
8.78 * 0.65 = 5.707 m3
Vorteil: geringerer Aufwand als bei Berechnung aus Profilschnitten
Nachteil: eingeschränkte Nachvollziehbarkeit
Berechnung aus Profilschnitten
Als Berechnungsnachweis werden Profilschnitte durch den Differenzkörper gelegt. Jedes Profil beinhaltet Auftrags- bzw. Abtragsflächen, die mit denen des Nachbarprofils gemittelt und mit dem Profilabstand multipliziert werden. Die sich ergebende Masse stellt das Volumen zwischen den jeweiligen Profilen dar. Die Flächenberechnung innerhalb der Profilschnitte erfolgt nach dem Berechnungsverfahren von Gauß-Elling.
Die Erdmasse ergibt sich aus den Auftrags- bzw.
Abtragsflächen der Profilschnitte nach der Formel:
V =( (Profilfläche A+ Profilfläche B) * Profilabstand)/2
(V = Erdmasse zwischen den Profilen)
Vorteil: Bessere Visualisierung der 3. Dimension als bei Prismenmethode
Nachteil: sehr aufwendig
Kosten: Angebote können nur objektbezogen erstellt werden
