Willkommen zu unserer „101“-Reihe, in der wir uns mit LiDAR, Mobile Mapping, digitalen Zwillingen und allem, was Hovermap , aus der Perspektive von Einsteigern beschäftigen. In diesem Artikel werden die Vor- und Nachteile gängiger digitaler Vermessungstechnologien beleuchtet.
Ein digitaler Zwilling ist eine exakte digitale Nachbildung einer realen Umgebung. Digitale Zwillinge kommen in verschiedenen Branchen zum Einsatz, von der Automobilindustrie über das Gesundheitswesen bis hin zur Luft- und Raumfahrt. Auch in den Bereichen Bergbau, Bauwesen und Inspektion haben sie sich als äußerst wertvoll erwiesen. Daher entwickeln sie sich in vielen Projekten rasch zu einem unverzichtbaren Bestandteil.
Ein Modell, das die Anlage mit Echtzeitinformationen genau abbildet, kann die Entscheidungsfindung verbessern. So ermöglichen sie beispielsweise die Verfolgung kritischer Kennzahlen während des Bauvorgangs, um zu überprüfen, ob die Arbeiten wie geplant voranschreiten, und potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen, um Nacharbeiten zu reduzieren und sicherzustellen, dass das Projekt im Zeit- und Budgetrahmen bleibt. In der Bergbauindustrie können sie zur Festlegung einer Basislinie für die Überwachung verwendet werden, die die Verfolgung von Verformungen im Zeitverlauf ermöglicht und Planern dabei helfen kann, zu entscheiden, ob Stollen und Tunnel verstärkt oder zugunsten alternativer Lösungen aufgegeben werden sollten. Bei Inspektionen bieten digitale Zwillinge zudem eine Basislinie für die Überwachung und Instandhaltung während der gesamten Lebensdauer einer Anlage.
Für die Datenerfassung zur Erstellung digitaler Zwillinge gibt es eine Reihe von Möglichkeiten. Zwei der beliebtesten sind mobiles LiDAR und Photogrammetrie. Werfen wir einen Blick auf beide Optionen und ihre jeweiligen Vorteile.
Was ist LiDAR?
LiDAR(Light Detection and Ranging) ist ein Messverfahren, bei dem Entfernungen anhand der Laufzeit eines Laserlichtimpulses ermittelt werden. Beim mobilen Scannen ermöglicht ein SLAM Simultaneous Localization and Mapping) dem LiDAR eine 3D (auch als Punktwolke bezeichnet) des gescannten Objekts LiDAR erstellen.
Punktwolken können zu 3D verarbeitet werden und durch Hinzufügen zusätzlicher Informationen zu BIM-Modellen oder digitalen Zwillingen werden.
Mobile LiDAR sind als Handgeräte oder zur Montage an Drohnen oder Bodenrobotern erhältlich, um die erforderlichen Daten zu erfassen.
LiDAR eines Kulturzentrums und das daraus resultierende Grundrissmodell
Was ist Photogrammetrie?
Bei der Photogrammetrie werden zahlreiche sich überlappende Bilder desselben Objekts aufgenommen. Diese Bilder werden von einer Photogrammetrie-Software verarbeitet, die anhand mehrerer Ansichten die x-, y- und z-Koordinaten des Objekts im Raum durch Triangulation ermittelt und so eine Punktwolke erstellt. Anschließend führt die Software eine Orthorektifizierung – also das Zusammenfügen der Bilder – durch und kombiniert diese mit der Punktwolke zu einem fotorealistischen digitalen Modell, das als digitaler Zwilling dienen kann.
Mit Photogrammetrie aufgenommenes Bild (mit freundlicher Genehmigung von EROCK)
Photogrammetrische Aufnahmen können mit handgeführten oder an Drohnen montierten Geräten gemacht werden.
Diese Technologien weisen je nach Anwendungsfall unterschiedliche Vor- und Nachteile auf. Wenn Sie diese kennen, können Sie sicherstellen, dass für Ihre Anwendung die am besten geeignete Technik zum Einsatz kommt. Hier finden Sie eine Zusammenfassung einiger wichtiger Aspekte, die es zu berücksichtigen gilt.
Genauigkeit
Da LiDAR eine Direktmessung LiDAR , kann sie genauer sein als die Photogrammetrie (eine abgeleitete Messung), obwohl sich die Genauigkeit beider Methoden durch Nachbearbeitungsabläufe verbessern lässt.
Bei beiden Methoden kann die Hinzufügung von Bodenpasspunkten die Genauigkeit verbessern. Nachbearbeitungsfunktionen wie Automated Ground Control Hovermap Automated Ground Control Ihren Arbeitsablauf optimieren, indem sie reflektierende Bodenpasspunkte in der Punktwolke automatisch erkennen und diese zur Georeferenzierung der LiDAR nutzen, um so die Genauigkeit zu verbessern.
Geschwindigkeit
Um ein präzises 3D zu erstellen, erfordert die Photogrammetrie eine Bildüberlappung von bis zu 80 %. Bei der Erfassung mittels Drohnenflug ist hierfür ein bestimmtes Flugmuster erforderlich, um eine ausreichende Überlappung zu gewährleisten, was zeitaufwendig sein kann. Im Gegensatz dazu erfordert LiDAR keine so große Überlappung, sodass der Flug für die Datenerfassung effizienter gestaltet werden kann.
Bei LiDAR ist die Verarbeitungszeit bis 3D deutlich kürzer. So entspricht beispielsweise die Verarbeitungszeit fürLiDAR in etwa der Scanzeit.
Komfort
Die Ausrüstung für die Photogrammetrie ist in der Regel etwas leichter, was den Transport zum Einsatzort erleichtert oder eine geringere Nutzlast für eine Drohne ermöglicht.
Da LiDAR Lasern LiDAR , ist es unter weitaus mehr Lichtverhältnissen einsetzbar als die Photogrammetrie. So können Sie tagsüber mehr Daten erfassen und auch an Tagen arbeiten, an denen die Lichtverhältnisse für die Photogrammetrie möglicherweise nicht geeignet sind. Dadurch eignet sich LiDAR auch LiDAR für Arbeiten unter Tage, beispielsweise in Bergwerken.
Durchdringung der Vegetation
LiDAR Vegetation durchdringen und so den Boden erfassen, was es ideal für Bodenvermessungen macht. Die Vegetation lässt sich in der Nachbearbeitung leicht entfernen, sodass Sie eine genaue topografische Vermessung erhalten.
Häufig erfasst die Photogrammetrie nur die Baumkronen, was die Erstellung einer genauen Bodenaufnahme erschwert.
Bild: Photogrammetrie im Vergleich zu LiDAR mit Vegetation. Bild mit freundlicher Genehmigung von EROCK.
Realismus
Da die Photogrammetrie Fotos zu einem Modell zusammenfügt, sind die Modelle so realitätsnah wie möglich.
LiDAR wolken können abstrakt wirken, doch durch dieEinfärbunginEchtfarbenlässt sich der Realismusgrad der Punktwolken verbessern.
