Artikel von Dr. Jeremy Sofonia
Die Kartierung des berüchtigten US-Inselgefängnisses Alcatraz war kein leichtes Unterfangen. Es erforderte eine akribische Datenerfassung auf einem zerklüfteten und komplexen, 22,5 Hektar großen Gelände sowie die Verarbeitung von mehr als 100 Scans innerhalb von drei Wochen. Dr. Jeremy Sofonia, Senior Technical Specialist Emesent, spricht in dieser zweiteiligen Serie über einige der Tipps und Tricks, die er dabei gelernt hat – abgesehen davon, dass man gutes Schuhwerk tragen sollte!
Als Erstes: die Planung, die die Grundlage für den Erfolg bildet.
TEIL 1 – DIE PLANUNG
MACH EINEN PLAN
Als ich das Projekt zum ersten Mal mit Pete Kelsey, dem Projektleiter, besprach, war eines der ersten Themen, über die wir sprachen, die Bedeutung des Datenmanagements. Wir wussten zwar, dass eine Menge Daten anfallen würde, aber ich glaube, keiner von uns hatte das schiere Ausmaß wirklich vorausgesehen.
Wir hatten jedoch bereits alle Dateistrukturen mit Ordnern für Rohdaten, verarbeitete Daten, zusammengeführte Daten, farblich gekennzeichnete Daten und so weiter fertig eingerichtet. Auch wenn die Datenmenge die Sache komplexer machte – beispielsweise durch Daten in unterschiedlichen Verarbeitungsstadien –, war die gesamte Vorplanung weiterhin anwendbar; sie wurde lediglich in großem Maßstab umgesetzt. Dies unterstreicht, wie wichtig es ist, bei der anfänglichen Einrichtung konsequent vorzugehen, da man sonst leicht den Überblick verliert.
NEHMEN SIE VIELSEITIGE AUSRÜSTUNG MIT
Unser Hauptziel war zwar LiDAR der Innenräume mit einem Handgerät, doch hatten wir zudem den Auftrag, Daten in RGB-„Echtfarben“ zu erfassen. Das war leichter gesagt als getan, da viele Räume auf Alcatraz schlecht – oder gar nicht – beleuchtet waren, was die Aufgabe umso schwieriger machte. Um bessere Farben zu erfassen, Emesent die Ingenieure von Emesent eine spezielle Beleuchtungsvorrichtung, die an das Emesent Hovermap LiDAR geklemmt wurde und das Sichtfeld der GoPro-Kamera ausleuchtete.
An schwer zugänglichen Stellen Hovermap die Vielseitigkeit des Hovermap er auch an einer Verlängerungsstange befestigt werden konnte. So war beispielsweise die Spitze des Leuchtturms nur über eine kleine Leiter zu erreichen, was gefährlich war und, da es sich um eine aktive Station der Küstenwache handelte, zusätzliche Genehmigungen erfordert hätte. Indem ich Hovermap einer Stange befestigte, konnte ich an der Brüstung des Balkons entlanggehen, um die gewünschten Aufnahmen zu machen. Ähnlich hätte der Zugang zu einem leerstehenden Gebäude, das nicht mehr über eine Treppe erreichbar war, bedeutet, eine Felswand hinabzuklettern, über Felsen zu kraxeln und dann durch ein Loch in der Gebäudeseite wieder hinaufzuklettern. Stattdessen konnte ich Hovermap einfach Hovermap der Stange befestigen und durch die Fenster schieben.
STELLEN SIE SICHER, DASS DIE VERARBEITUNGSLEISTUNG IHREN ANFORDERUNGEN ENTSPRICHT
Als wir in Alcatraz ankamen, haben wir als Erstes einen leistungsstarken AMD „Threadripper“ mit 99 Kernen und 512 GB RAM in Betrieb genommen, der dem Projekt freundlicherweise gespendet wurde. Es ist eine Sache, zwei oder drei Datensätze zusammenzuführen, aber wie arbeitet man mit 28 Datensätzen aus dem Zellentrakt? Oder mit den über 30 Scans aus den alten Wohnungen, die als „Gebäude 64“ bekannt sind?
Emesent Aura im Hintergrund die Unreal Engine, wodurch ich eine riesige Datenmenge visualisieren und mit dem Merge-Tool Ausrichtungen vornehmen konnte, ohne die Grafikkarte des Computers zu überlasten. Diese Fähigkeit sowie die Leistungsfähigkeit des AMD-Rechners waren für die Verarbeitung und Visualisierung einer derart großen Datenmenge von entscheidender Bedeutung.
Besuchen Sie emesent.com/alcatraz , um die Geschichten hinter den Scans zu hören.
Die Dateistruktur ist wichtig
Wenn man Daten zusammenführt und mit mehreren Computern arbeitet, ist es äußerst wichtig, sich auf eine einheitliche Struktur oder einen einheitlichen Pfad für die Bearbeitung und Speicherung der Daten zu einigen. Eine geeignete Datei- und Namenskonvention spart Zeit und Mühe. Wir kannten die Namen der Gebäude und hatten uns bereits auf unsere Ordner- und Scan-Namenskonventionen geeinigt, sodass die erfassten Daten effizient organisiert, verwaltet und verarbeitet werden konnten.
Auf Alcatraz erfassten mehrere Personen Daten in verschiedenen Bereichen, daher war es wichtig sicherzustellen, dass alle auf dem gleichen Stand waren und die Konventionen auf allen Computern übereinstimmten. Eine vereinbarte Struktur ermöglichte es uns, einen identischen Weg einzuschlagen, um zurückzugehen und zusätzliche Schritte wie das Zusammenführen und die Farbgebung durchzuführen. Das mag selbstverständlich erscheinen, aber wenn man es nicht richtig macht, kann die Behebung des Problems viel Zeit und Mühe kosten. Im Wesentlichen sollte das Ziel darin bestehen, eine Dateistruktur und Namenskonvention so zu implementieren, dass jemand, der nicht direkt beteiligt war, die Daten vom Standort bis hin zum Gebäude, zur Etage und zum Raum finden, identifizieren und damit arbeiten kann.
EIN DICHTE NETZ VON ÜBERWACHUNGSPUNKTEN AUFBAUEN
PCL, ein großes US-amerikanisches Bauunternehmen, war ebenfalls vor Ort und spielte eine entscheidende Rolle beim Aufbau unserer Vermessungskontrollpunkte und der entsprechenden Zielmarken. Innerhalb weniger Tage richteten sie ein äußerst präzises Kontrollnetz mit einer gemeldeten Abweichung von ±3–4 mm über die gesamte 22,57 Acres große Insel ein. Dies trug nicht nur dazu bei, dass unsere Daten genau georeferenziert wurden, sondern war auch entscheidend dafür, dass die Daten der verschiedenen beteiligten Parteien überlagert und zu einem einzigen Modell zusammengeführt werden konnten.
MACH EINEN PLAN – PLANE, DICH ANZUPASSEN
Eine der Herausforderungen bei diesem Projekt war, dass wir scannen mussten, ohne die Besucher zu stören, die täglich auf die Insel kamen. Ursprünglich hatten wir geplant, sehr systematisch vorzugehen: Wir wollten am nördlichen Ende der Insel beginnen und uns nach Süden vorarbeiten; erst dieses Gebäude, dann das nächste; erst diese Etage, dann die nächste. Da wir jedoch die Besucher nicht stören wollten, lief es letztendlich anders. In der Praxis haben wir gescannt, wo und wann es möglich war.
Es ist also wichtig, einen Plan zu erstellen, aber man sollte ebenso darauf vorbereitet sein, sich an veränderte oder unerwartete Situationen anzupassen.
Sind Sie bereit, weiterzulesen? Teil 2 unserer Serie finden Siehier.