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  1. 3D-Laserscanning

Punkt für Punkt zum digitalen Abbild

3D-Laserscanning bei den swa Netzen

Bei den swa kommt das Verfahren bereits zur Bestandsaufnahme von Gebäuden und zur Dokumentation von Haustechnik zum Einsatz. Was mit klassischen Vermessungsmethoden eine erhebliche Anstrengung wäre, ist nun deutlich schneller und effizienter möglich.

Auch in der Denkmalpflege spielt dieses Verfahren eine zunehmend größere Rolle. Gebäude, die eine prunkvolle Innengestaltung oder eine aufwändig gestaltete Fassade haben, können so unter geringem Aufwand hochpräzise vermessen und anschließend visualisiert werden.

Das Team der Vermessung bei den swa Netzen weist viele Jahre Erfahrung auf und kann auf etliche erfolgreich abgeschlossene Projekte zurückblicken. Unsere Abteilung liefert genaueste Vermessungsdaten, die die Grundlage für all unsere Pläne des gesamten Stadtgebietes bilden. Auf die exakten Daten der swa Netze wird seit Jahrzehnten zurückgegriffen.

Welche wesentlichen Vorteile bietet das 3D-Laserscanning?

Vermessen und Visualisieren aufwändiger Strukturen – millimetergenau und effizient

Beim 3D-Laserscanning werden mittels eines portablen Lasers überall dort Messpunkte erzeugt, wo die ausgesendeten Laserstrahlen an das Gerät zurück reflektiert werden. Dadurch entsteht eine sogenannte Punktwolke, die die exakte Lage und Höhe aller aufgenommenen Punkte enthält. Auf Grundlage dieser Punkte kann dann am Computer u.a. ein digitales 3D-Modell, ein Grundriss oder Fassadenaufmaße erstellt werden. Dabei steht vor allem die hohe Genauigkeit der erfassten Daten im Vordergrund. Die am Computer visualisierten Punktwolken besitzen die Ästhetik einer Photographie, in Verbindung mit der millimetergetreuen Genauigkeit eines Plans.

Die Anwendungsbereiche des Verfahrens sind breit gefächert. Es können sowohl Innenräume wie auch Außenfassaden vermessen und visualisiert werden.

Vorteile des 3D-Laserscannings im Überblick:

>> Millimetergenaue Daten

>> Effizient und wirtschaftlich

>> Grundlage für unterschiedliche Monitoring-Aufgaben

>> Geeignet für unzugängliche Objekte

>> Einfache Vermessung aufwändiger Strukturen

Wie ist der Ablauf eines solchen Laserscannings?

Hier ein Praxisbeispiel mit den drei wesentlichen Ablaufschritten:

Foto: Trimble Inc.

1. Dreidimensionale Punktwolke

Hier sieht man die Punktwolke, die nach dem Vermessungsvorgang vom 3D-Laserscanner ausgegeben wird. Durch die große Punktdichte der Vermessungspunkte entsteht eine fotoähnliche Abbildung, welche zudem alle Strukturen maßgenau wiedergibt. Jeder Messpunkt bekommt bei dem Scanning direkt einen Farbwert zugewiesen. Trifft der Laserstrahl beispielsweise auf eine orange Gebäudefassade, so wird auch der Messpunkt in diesem Orange-Ton abgespeichert.

2. Kombination Punkte und Modell

Auf Basis der Punktwolke kann am Computer ein 3D-Modell des Gebäudes modelliert werden. Die Oberflächenstruktur wird durch die Kombination mit den Messpunkten realitätsgetreu nachgebildet. Für den Umgang mit den Software-Programmen ist eine Menge Fachwissen nötig, welches unsere Abteilung aber durch vielseitige Projekte immer weiter ausbauen konnte.

3. 3D-Gebäudemodell

Das fertige 3D-Modell hat immer noch dieselbe Genauigkeit wie zu Beginn die Punktwolke. Das Gebäudemodell ist eine Abbildung des Objekts im Maßstab 1:1. Ist ein Fenster beispielsweise in Wirklichkeit 2 Meter breit, so kann genau dieser Wert auch aus dem Modell entnommen werden.

4. Gebäudegrundrisse

Es werden maßgenaue Grundrisse erstellt, die wie in diesem Beispiel alle Details der Fassadenfront enthalten. Anschließend kann der Gebäudegrundriss zu Planungszwecken weiterverwendet werden

5. Videopräsentation

Es können animierte Videos erstellt werden, die die Strukturen des Gebäudes von allen Seiten zeigen. Unsere Mitarbeitenden erstellen diese Videos mithilfe eines speziellen Programms. Aufgrund der fachlichen Expertise der Abteilung kann der zeitliche Mehraufwand zur Erstellung der Videos gering gehalten werden. In dieser Darstellung wurde bewusst auf eine fotorealistische Darstellung verzichtet, da das Hauptaugenmerk des Kunden auf der Genauigkeit lag. Die ästhetische Qualität der Videopräsentation kann dem Einsatzzweck bei Bedarf angepasst werden.

Welche Projekte wurden bereits realisiert?

Projektbeispiel Gaswerk - Teleskopgasbehälter


Mit einer der Ersten Aufträge für das Laserscanning-Team war der Teleskopgasbehälter auf dem Gaswerksgelände. Zunächst sollte eine externe Firma engagiert werden. Leider konnte jedoch keine Firma die gewünschte Qualität liefern. Im weiteren Verlauf hat dieses Projekt dann das Team der swa Netze in die Hand genommen.

1. Im Ersten Schritt sind detailreiche Punktwolken entstanden, die das Gelände mit dem Teleskopgasbehälter perfekt abbilden. Die hochkomplexen Strukturen des Gasbehälters kommen deutlich zum Vorschein. Alles was sich innerhalb des Sichtbereiches des Lasers befand, ist 1:1 in der Punkwolke dargestellt. Auch vom Inneren des Bauwerks wurden Aufnahmen gemacht, was wegen der Dunkelheit eine besondere Herausforderung darstellte. Wie man dem Bild entnehmen kann, ist es unserem Team aber trotzdem gelungen eine vollständige Punktwolke zu erstellen.

2. Als Zwischenschritt wurde dann auf Grundlage der Punktwolke ein 2D, sowie auch ein 3D-Modell des Objektes erstellt. Aus dem Gebäudegrundriss kann man die exakten Maße aller Strukturen entnehmen.

3. Als Endresultat zeigt der Gebäudeschnitt das Bauwerk senkrecht geteilt. Das gesamte Innenleben wird erkennbar und maßgenau dargestellt. Alle einzelnen Etagen, die Höhe des Gasbehälters und der Aufbau der Innenkonstruktion können dem Plan entnommen werden.

Bilder: Patricija Schneider

Ansprechpartner für das 3D-Laserscanning

Robert Fras
Tel.: 0821 6500-8372
E-Mail: robert.fras(at)swa-netze.de

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