USER STORY
Innovative Straßenvermessung mit 3D-Laserscanning, Photogrammetrie und 3D-Druck
Inhalt
Worum geht’s?
Projektstart: Planung & Vorbereitung
Zwei Methoden, ein Ziel: Laserscanning trifft Drohne
Datenfusion & Verarbeitung: Vom Rohdatenchaos zur Punktwolke
Analyse & Profilerstellung mit PointCab Origins
Vom Querprofil zum physischen Modell: Weiterverarbeitung des DGM
Zusätzliche Auswertung: Virtueller Rundgang & Planzeichnungen
Fazit: Klare Planung, effizienter Ablauf
Projektbeteiligte
WORUM GEHT'S?
Für seine Abschlussarbeit im Studiengang Bauingenieurwesen (Tiefbau) an der DHBW Mosbach setzte Maximus König auf einen modernen, kombinierten Workflow zur Bestandserfassung.
Das Projektziel war klar definiert – eine präzise, digital verwertbare Dokumentation einer bestehenden Stützwand entlang der Ortsdurchfahrt L172 im Ortsteil Hammereisenbach zu erstellen. Neben digitalen Plänen sollte auch ein physisches 3D-Modell entstehen, das als Anschauungsobjekt dient.
Der Ansatz: die Verbindung moderner Technologien wie terrestrischem Laserscanning, Drohnen-Photogrammetrie, Punktwolkenverarbeitung und 3D-Druck.
PROJEKTSTART: PLANUNG UND VORBEREITUNG
Bevor die eigentliche Datenerfassung beginnen konnte, legte Maximus ein Festpunktnetz an, das sowohl für die freie Stationierung des terrestrischen Laserscanners als auch für die georeferenzierte Auswertung der Drohnenbilder diente.
Damit waren die Grundlagen geschaffen, um die beiden Messtechnologien miteinander zu kombinieren und die daraus resultierenden Daten koordinatenscharf zusammenzuführen.
ZWEI METHODEN, EIN ZIEL: LASERSCANNING TRIFFT DROHNE
Die Vermessung erfolgte durch eine Kombination aus terrestrischem Laserscanning und einer photogrammetrischen Drohnenbefliegung:
- Der Trimble SX12, ein hochpräziser terrestrischer Laserscanner, lieferte detaillierte Punktwolkendaten des Stützwandbereichs und der Straßenumgebung.
- Parallel dazu wurde mit der DJI Mavic 3 Enterprise eine Drohnenbefliegung durchgeführt, aus der über photogrammetrische Auswertung eine weitere Punktwolke generiert wurde.
Die Drohnenbefliegung dauerte nur etwa 20 Minuten, der terrestrische Scan – aufgrund mehrfacher Gerätestandorte – rund drei Stunden.
DATENFUSION UND VERARBEITUNG: VOM ROHDATENCHAOS ZUR PUNKTWOLKE
Nach Abschluss der Feldarbeiten wurden die erfassten Daten in PIX4Dmapper weiterverarbeitet, was ca. 1h dauerte. Hier erfolgte:
- Die Georeferenzierung der Drohnenaufnahmen mithilfe der zuvor gesetzten Passpunkte,
- die Erzeugung der Punktwolke aus den Orthofotos sowie
- die Zusammenführung der Drohnen- und Laserscandaten in einer gemeinsamen, präzisen Punktwolke.
Diese fusionierte Punktwolke diente anschließend als Ausgangsbasis für alle weiteren Arbeitsschritte.
ANALYSE UND PROFILERSTELLUNG MIT POINTCAB ORIGINS
Die zusammengeführte Punktwolke wurde in PointCab Origins importiert, wo Maximus zunächst eine Draufsicht erstellte und daraus Schnitte und Querprofile generierte.
Besonders hilfreich waren die integrierten Vektorisierungsfunktionen:
Sie ermöglichten die schnelle Erzeugung von Linienzügen, die direkt als DXF-Dateien exportiert werden konnten. Diese DXF-Dateien wurden anschließend in anderen CAD-Programmen weiterverwendet – etwa zur Erstellung von Planunterlagen oder zur Modellierung eines digitalen Geländemodells.
Die Bearbeitung in PointCab Origins dauerte insgesamt etwa vier Stunden. Besonders geschätzt wurden die Effizienz und Präzision bei der Profilerstellung.
VOM QUERPROFIL ZUM PHYSISCHEN MODELL: WEITERVERARBEITUNG DES DGM
Im nächsten Schritt wurden die exportierten DXF-Profile in RIB Civil importiert, wo Maximus daraus ein digitales Geländemodell (DGM) des erfassten Bereichs erstellte. Dieses Modell wurde anschließend in SketchUp überführt und zu einem geschlossenen Volumenkörper weiterentwickelt.
Die endgültige Aufbereitung des 3D-Modells für den Druck erfolgte in Bambu Studio, wo es in das benötigte STL-Format überführt wurde. Der 3D-Druck selbst war der krönende Abschluss – ein greifbares Modell des Straßenabschnitts, das sich ideal zur Präsentation und Diskussion mit Planungsbeteiligten eignet.
ZUSÄTZLICHE AUSWERTUNG: VIRTUELLER RUNDGANG UND PLANZEICHNUNGEN
In Trimble Business Center erstellte Maximus eine virtuelle Kamerafahrt durch die Punktwolke, was ca. 1h dauerte. Diese Art der Visualisierung bietet einen intuitiven Einblick in das Bauwerk und kann z. B. im Rahmen von Bürgerbeteiligung oder Planungsworkshops eingesetzt werden.
Wer hingegen auf eine einfache und ortsunabhängige Punktwolken-Visualisierung setzen möchte, kann alternativ auf PointCab Nebula zurückgreifen. Zwar lassen sich damit keine Kamerafahrten generieren, doch bietet die Cloud-Plattform eine niedrigschwellige Möglichkeit, große Punktwolkendaten ohne spezielle Software direkt im Browser zu betrachten und zu teilen – ideal z. B. für Projektteams oder Auftraggeber.
Darüber hinaus wurden die in PointCab erzeugten Schnitte in AutoCAD eingelesen, um daraus klassische Planzeichnungen für die Dokumentation im Bauwerksbuch abzuleiten. Dieser Schritt nahm rund sechs Stunden in Anspruch, lieferte aber ein professionelles Ergebnis, das mit herkömmlichen CAD-Plänen problemlos mithalten kann.
FAZIT: KLARE PLANUNG, EFFIZIENTER ABLAUF
Mit seinem Projekt zeigt Maximus König eindrucksvoll, wie sich moderne Messverfahren und Softwaretools sinnvoll miteinander verbinden lassen – von der Datenerfassung über die Auswertung bis zur Visualisierung. Der Schlüssel zum Erfolg lag in der guten Planung des Workflows und dem gezielten Einsatz spezialisierter Software für jeden Arbeitsschritt.
Maximus König blickt zurück:
„Zum Projektbeginn einen Plan und Überblick erstellen, welche Software für welchen Schritt und welches Ziel benötigt wird – das spart enorm viel Zeit.“
Sein Projekt beweist:
Mit einem durchdachten Workflow und den richtigen Werkzeugen lassen sich selbst komplexe Infrastrukturbauwerke effizient und präzise digital erfassen und darüber hinaus anschaulich visualisieren.
Projektbeteiligte
Das Projekt wurde von Maximus König im Rahmen seiner Abschlussarbeit „Innovative Straßenvermessung mit dem 3D-Laserscanner“ durchgeführt.
Hochschule: DHBW Mosbach
Studiengang: Bauingenieurwesen (Tiefbau)
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