Bestandsvermessung. Aktuelle Bauzeichnungen Visualisierung im GIS. Bestandsvermessung

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1 Bestandsvermessung Aktuelle Bauzeichnungen Visualisierung im GIS Bauwerke der Abwasserwirtschaft unterliegen einer ständigen Veränderung durch Sanierung oder gesetzlichen Vorgaben. 3D-Laserscanning ermöglicht ein wirtschaftliches aber verformungstreues Aufmaß zur Erstellung von aktuellen 2D und 3D- Modellen und die fotorealistische Darstellung der Punktwolke im Webbrowser zur Einbindung ins GIS. Bestandsvermessung Stadt- und Entsorgungswerke haben oft ein Problem: Sie verfügen nicht über akkurate Bestandspläne der in ihrem Zuständigkeitsbereich befindlichen Bauwerke. Diese geometrischen Informationen benötigen sie jedoch als Planungsgrundlage oder zur Instandsetzung ihrer Bestände. Die im Archiv befindlichen Bestandspläne, etwa von Kläranlagen oder Schachtbauwerken, sind vielfach nicht mehr exakt, da zwischenzeitlich vorgenommene Baumaßnahmen nicht lückenlos dokumentiert wurden. Um diesem grundsätzlichen Datenbedarf gerecht zu werden, mussten die Bestände bisher mit Kanalmessstab, Tachymeter, Zollstock und Disto umständlich aufgemessen werden. Bei den oft sehr eng gebauten Schachtbauwerken bedeutete dies, Aufmaßpunkte mit kurzen Zielweiten auf sehr engem Arbeitsraum zu erfassen, wobei der Zugang meist über schmale Schachteinstiege erfolgt. Aus den wenigen aufgemessenen Punkten galt es dann das Bauwerk abzuleiten. Auch die Gefahren im fließenden Straßenverkehr waren durch die langen Messzeiten für den Vermesser mit der herkömmlichen Methode nicht unerheblich. Bei Kanalvermessungen und in Kläranlagen sind mitunter auch giftige Gase eine nicht zu unterschätzende Gefahrenquelle. Die Lösung: Messverfahren 3D-Laserscanning Einfacher und schneller kann ein Schachtbauwerk künftig per 3D-Laserscanning erfasst werden. 3D- Laserscanning ermöglicht die dreidimensionale Dokumentation von Anlagen im gebauten Zustand (Virtal Engineering). Mit 3D-Laserscanning lässt sich der Bestand im Maßstab 1:1 rastern und in Wolken aus millionenfachen Punkten abbilden. Das Ergebnis des Scanners ist ein 3D-Messbild, aus dem sich an jeder beliebigen Stelle Planprojektionen erzeugen und Maße ermitteln lassen. Im Gegensatz zu anderen Messverfahren werden nicht einzelne markante Objektpunkte gemessen, sondern flächenhaft der gesamte Messbereich abgetastet (gescannt) und dreidimensional erfasst. Die Vermessung erfolgt mit erheblich geringerem Zeitaufwand, und das berührungslose Erfassen ist über weite Distanzen oder engen Räumen möglich. Daher reduziert sich die Aufenthaltsdauer vor Ort auf ein Minimum.

2 Die Stadtbetriebe Hennef AöR nutzen seit einem Jahr erfolgreich diese Technik. In Zukunft soll ein Großteil unserer Bauwerke mittels 3D-Laserscanner vermessen werden, sagt Manfred Thomé, Abteilungsleiter Betrieb und Unterhaltung vom Fachbereich Abwasser der Stadtbetriebe Hennef AöR. Mit extra entwickelten Stativen kann der Scanner bis auf eine Höhe von 5 m positioniert werden. Selbst vor Schaltschränken wird kein Halt gemacht. Der Blick in den Schaltschrank gibt dem Fachmann alle Informationen über den Stand der elektrischen Anlage. Der Scanner wird überkopfhängend an ein Schachtstativ montiert und in Schächte oder unzugängliche Bauwerke von oben herabgelassen.

3 Die Bauzeichnung aus der Punktwolke Die durch die Punktwolken ermöglichte, noch nie da gewesene Detailgenauigkeit erlaubt die Erstellung von 2D-Plänen oder 3D-Modellen, die auf präzisen, umfassenden Informationen basieren. Es entstehen intelligente Bestandsmodelle für Anwendungen im Hoch- und Tiefbau, im Anlagenbau und Rohrleitungsbau. Bei Umbauprojekten können neue 3D-Entwürfe auf mögliche Überlagerungen mit Punktwolken bestehender Strukturen geprüft werden. Durch die Kollisionskontrolle werden innerhalb der verschiedensten Phasen eines Projektes zeitliche und finanzielle Einsparungen erzielt. Schnitt durch die Punktwolke und Konstruktion der Schnittzeichnung. Schnitte durch die Punktwolken erleichtern die Erstellung von Grundriss-, Schnitt- und Ansichtszeichnungen mit CAD-Befehlen. Durch Picken der Messpunkte und konstruieren von Linien und Bögen entsteht die Bauzeichnungen bzw. ein 3D-Modell. Schnittzeichung erstellt in AutoCad. Die exakte geometrische und maßliche Darstellung der Bauwerkskonstruktion orientiert sich an der DIN 1356 und an Ihren Dokumentationsrichtlinien mit ihren Zeichenstilen und Blattgestaltungen.

4 Die Punktwolke im GIS Mit Leica Cyclone PUBLISHER werden die Punktwolken zur fotorealistischen Darstellung im Webbrowser aufbereitet. Das kostenlose Programm Leica TruVIEW publiziert die Punktwolken im Internet Explorer. Die Stadtbetriebe Hennef AöR nutzen diese Technik um die Punktwolke im Kanalinformationssystem novakandis bereitzustellen. Die Mitarbeiter des Fachbereiches Abwasser können dann in der Weboberfläche komfortabel über Hyperlinks auf die Punktwolken zugreifen. Der Anwender selektiert hierzu einfach ein Gebäude oder einen Schacht (blauer Pin) und kann über das sich öffnende Stammdatenfenster auf die Punktwolke via Internet Explorer zugreifen erläutert Bernhard Lodewick, Abteilungsleiter Datenverwaltung und Vermessung im Fachbereich Abwasser der Stadtbetriebe Hennef AöR.

5 Über eine Standortübersicht kann einfach und schnell der geeigneten Betrachtungspunkt ausgewählt und der Internet Explorer gestarten werden. Durch anklicken der Standortmarke innerhalb der TruView- Anwendung ist ein komfortabler Wechsel zwischen den Betrachtungspunkten möglich. Pumpenanlage mit Bemaßung TruView ist eine von einem 3D-Laserscanner erzeugte Punktwolke, die für die Darstellung im Webbrowser optimiert wurde. Um eine fotorealistische Darstellung zu ermöglichen, werden von der Scannerposition aus mit einer Digitalkamera mehrere Fotos mit einem Fischaugenobjektiv aus verschiedenen Positionen mit unterschiedlichen Belichtungszeiten aufgenommen. Das so aus einer Belichtungsreihe erzeugte HDR-Bild (High Dynamic Range Bild oder Hochkontrastbild) ist naturgetreuer als eine Einzelbildaufnahme. Die Aufnahmen werden zu einer Panoramaansicht zusammengesetzt und anschließend für die Texturierung der Punktwolke weiterverarbeitet. Es entsteht ein farbige Punktwolke, die es dem Anwender ermöglicht die Daten fotorealistisch zu betrachten, Koordinaten sowie Maße abzugreifen und ohne 3D-Kenntnisse die Punktwolke nachhaltig zu nutzen. Hierzu ist ein kostenloses TruView-Plugin für den Microsoft Internet Explorer notwendig. In einem 360 Fotopanorama ist die fotorealistische Punktwolke des Projektes vom Aufnahmestandpunkt des Scanners zu sehen. Das Zusammenspiel von Hintergrundbild und farbigen Scannerpunkten ergibt einen exakten realistischen Eindruck des Standpunktes. Die Ansicht lässt sich in jede beliebige Richtung drehen und vergrößern. Innerhalb des TruView können beim Klick auf die Bildpunkte 3D- Koordinaten angezeigt beziehungsweise die Distanz zwischen zwei Punkten gemessen werden. Die

6 Ergebnisse werden direkt in der Grafik angezeigt. Abschließend können sie zur effektiven Kommunikation mit Anwendern oder Dienstleistern ausgetauscht werden. Hyperlinks holen Sachdaten in die Punktwolke Auch können durch vordefinierte Hyperlinks Informationen an beliebiger Stelle abgerufen werden. Zum Beispiel ein Link an der türkisen Pumpe (im Bild als * Info dargestellt) gibt zum Beispiel Information über den Hersteller, die Wartung oder wann die Pumpe eingebaut wurde. In dunklen Bauwerken, in denen keine farbigen HDR-Bilder möglich sind liefert der Scanner ein Graustufenbild welches feinste Strukturen wiedergibt. Sehr deutlich werden die Bauschäden in diesem Überlaufbauwerk wie freiliegende Bewehrung und abgeplatzter Beton in der webbasierten Punkwolke sichtbar. Autor Dipl.-Ing. Ulrich Epp Kaiser-Wilhlem-Platz 12, Siegburg info@vermessung-epp.de