Diese Frage wird häufig gestellt, und zwar nicht nur von Neueinsteigern in die 3D-Erfassung.
Da sowohl Lidar als auch Photogrammetrie 3D-Daten erzeugen - und zwar sowohl in hoher als auch in niedriger Qualität - diskutieren selbst erfahrene Fachleute seit Jahrzehnten über die relativen Vorzüge dieser beiden Technologien. Die Antwort ist nicht so einfach, wie Sie vielleicht denken.
Schauen wir uns das Thema einmal genauer an.
Was sie sind, wie sie funktionieren
Lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, wie diese Technologien funktionieren. Lidar schießt Lichtimpulse (in der Regel Laser) auf ein Objekt, wartet, bis sie zurückgeworfen werden, und nutzt die Flugzeit, um Entfernungsmessungen durchzuführen. (Weitere Informationen hierzu finden Sie in unserem Artikel Lidar 101 hier).
Lidar ist eine aktive Erfassungsmethode. Es misst eine Szene direkt und liefert sein eigenes Licht, so dass es auch bei Dunkelheit arbeiten kann. Einige Lidar-Scanner können durch Lücken in Walddächern, durch Wasser hindurch und sogar in stockfinsteren Höhlen erfassen.
Die moderne Photogrammetrie funktioniert folgendermaßen: Der Bediener nimmt mit einer Digitalkamera eine Szene auf, wobei er sorgfältig darauf achtet, dass die Fotos vollständig erfasst werden und sich ausreichend überlappen. Anschließend lädt er diese Fotos in eine spezielle Photogrammetrie-Software (oder eine App auf seinem Handy). Dieses Tool bestimmt, wo jedes einzelne Foto im 3D-Raum aufgenommen wurde, und nutzt diese Informationen, um die Szene in 3D zu rekonstruieren.
Das macht die Photogrammetrie zu einer passiven Messmethode. Sie wird berechnet, und man braucht natürliches Licht, damit sie funktioniert. Außerdem muss man viele Blickwinkel erfassen.
Ich erstelle 3D-Modelle aus Fotos, ist das Photogrammetrie?
Die jüngsten Fortschritte in der Computer Vision haben eine Reihe anderer Methoden zur Erstellung von 3D-Modellen aus Fotos entwickelt. Das von Ihnen verwendete Verfahren unterscheidet sich möglicherweise stark vom klassischen Prozess der Photogrammetrie. Der Einfachheit halber werden diese Methoden jedoch oft als "Photogrammetrie" bezeichnet. Das werden wir hier also tun.
Lidar vs. Photogrammetrie: Vor- und Nachteile
Sowohl Lidar als auch Photogrammetrie können ein 3D-Modell einer realen Szene erstellen. Aber wie Sie gesehen haben, erfüllt jede Technologie ihre Aufgabe auf unterschiedliche Weise. Und das bedeutet, dass Lidar und Photogrammetrie unterschiedliche Stärken und Schwächen haben.
Vorteile von Lidar
- Hochpräzise Erfassung
- Mobile Systeme ermöglichen eine viel schnellere Erfassung in Innenräumen, in denen Drohnen nicht operieren können - das bedeutet weniger Zeit vor Ort
- Die derzeitigen Systeme bieten einen extrem hohen Automatisierungsgrad, der die Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler verringert.
- Schnellere Datenverarbeitung für hochpräzise Modelle
Nachteile von Lidar
- Professionelles Lidar ist oft teuer
- Schlechte Qualität der visuellen (RGB-)Erfassung, d. h. schlechte Texturtreue
- Schwierigkeit mit reflektierenden Oberflächen
Vorteile von Photogrammetrie
- Kann kostengünstiger sein - kann aber auch teuer sein, je nach Projektanforderungen
- Kann größere Benutzerfreundlichkeit bieten
- Geringere Hardware-Anforderungen - Sie können eine Consumer-Kamera oder sogar ein Smartphone verwenden
- Erfasst RGB-Grafiken - für bessere Ästhetik und Texturen
- Oft ideal für Drohnenaufnahmen im Freien
Nachteile von Photogrammetrie
- Die Genauigkeit hängt in hohem Maße vom Fachwissen des Anwenders ab - Es mag einfach sein, ein 3D-Modell aus Fotos zu erstellen, aber Sie benötigen eine umfassende Schulung und die richtige Ausrüstung, um hochpräzise, professionelle Ergebnisse zu erzielen.
- Hochpräzise Datensätze erfordern eine dichte Abdeckung mit hochauflösenden Fotos - und das bedeutet mehr Zeit vor Ort und mehr Bearbeitungszeit im Büro
- Neigt zu Schwierigkeiten bei Umgebungen mit geringem Farbkontrast oder glatten Oberflächen. Diese Herausforderungen können Ausrichtungsprobleme verursachen, die zu einer geringeren Genauigkeit führen
- Die schnelle Erfassung erfolgt in der Regel mit Hilfe von Drohnen, die in geschlossenen Räumen nur schwer oder gar nicht eingesetzt werden können.
Was ist genauer? Lidar oder Photogrammetrie?
In den meisten Quellen, die Sie zu diesem Thema lesen, heißt es, dass die Photogrammetrie weniger genau ist als Lidar, dafür aber einfacher zu handhaben und weniger teuer. Das ist eine Halbwahrheit.
Die Photogrammetrie kann genauso genau sein wie die Lidar-Erfassung, und sie kann so technisch und teuer sein, wie Sie es wünschen. Ein erfahrener Photogrammetriker mit den richtigen Werkzeugen und Verfahren kann die Ergebnisse einer hochwertigen Lidar-Erfassung erreichen. Es sind nur viele Fotos und viel Zeit für die Bearbeitung erforderlich.
Lidar vs. Photogrammetrie: Was ist besser?
In Anbetracht der oben genannten Vor- und Nachteile wird es Sie nicht überraschen, dass 3D-Profis Lidar vor allem für die Erfassung von Innenräumen verwenden, die eine hohe Genauigkeit und Geschwindigkeit erfordern. Deshalb wird Lidar gerne für Scan-toBIM -Workflows und die Erfassung von Strukturen wie Bürogebäuden, Renovierungsprojekten und Fabriken eingesetzt.
Die Photogrammetrie wird im Allgemeinen in Anwendungen eingesetzt, bei denen es auf niedrige Kosten, die Erfassung durch Amateurtechniker oder eine hochwertige Visualisierung ankommt. Sie wird häufig in Branchen wie der Immobilienbranche eingesetzt, um Gebäudebegehungen zu erstellen oder für historische Dokumentationsprojekte, die sowohl hohe Genauigkeit als auch extreme Farb- und Texturdetails erfordern.
Einige moderne Lidar-Erfassungsgeräte wie NavVis VLX enthalten sowohl Lidar-Sensoren als auch Kameras. Dadurch können sie das Beste aus Lidar- und photogrammetrischer Erfassung bieten: Geschwindigkeit, reduzierte Verarbeitungszeit, hohe Genauigkeit und hohe visuelle Wiedergabetreue.
Warum nicht beides?
Heutzutage sehen viele 3D-Fachleute Lidar und Photogrammetrie nicht mehr als Konkurrenten, sondern als komplementäre Technologien. Diese Fachleute setzen die beiden Technologien gemeinsam für ein und dasselbe Erfassungsprojekt ein, wobei jedes Werkzeug dort eingesetzt wird, wo es die besten Ergebnisse erzielen kann. Dies wird als hybrider Arbeitsablauf bezeichnet.
Nehmen Sie zum Beispiel ein aktuelles Projekt von MyDigitalBuildings. Dieser multidisziplinäre Dienstleister führte ein Scan-toBIM -Projekt für ein 4.000 m² großes Gebäude durch, kurz bevor es abgerissen werden sollte.
Das Team erfasste die Fassade des Gebäudes sowie die langen Gänge im Inneren mit einem terrestrischen Scanner. Dies ermöglichte es ihnen, von einem festen Standort aus zu fotografieren und lange Gänge zu "sehen", durch die Techniker nicht hindurchgehen konnten.
Für die Aufnahme der Räume wurde ein mobiles Mapping System verwendet, das es ihnen ermöglichte, im Gehen und bei schnellen Bewegungen zu erfassen. Und schließlich dokumentierten sie das Dach mit einem Dronenphotogrammetrie Workflow, da sie so die Daten erfassen konnten, ohne ihren Techniker zu gefährden.
"Durch die Entscheidung für ein technologieübergreifendes Erhebungsprotokoll", so die beiden, "sind wir in unserer Strategie zur Gebäudeerfassung flexibler und können uns an die Besonderheiten (Größe, Höhe, Zugänglichkeit usw.) der einzelnen Bereiche anpassen."
Zusammenfassend: Die Aufgabe bestimmt das Werkzeug
Was ist besser: mobiles oder terrestrisches Scannen? Lidar oder Photogrammetrie? PhoDAR oder Lidar? In einer Zeit, in der eine Welle von aufregenden neuen Instrumenten auf den Markt kommt, ist es nur natürlich, dass man sich diese Fragen stellt.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass jede Technologie - Lidar, Photogrammetrie, Laserdistos, Totalstationen - nur Werkzeuge sind, die eine bestimmte Aufgabe auf eine bestimmte Weise erfüllen. Keines der Werkzeuge ist von Natur aus besser als ein anderes.
Die Wahl des besten Werkzeugs erfordert eine sorgfältige Prüfung der Ziele und Anforderungen des jeweiligen Projekts sowie des Zeitplans, der Bedingungen und des Budgets. Mit diesen Details im Hinterkopf können Sie die richtige Kombination von Tools wählen, mit denen Sie Ihre beste Arbeit leisten und Ihre Kunden zufriedenstellen können.
Das kann Lidar sein, das kann Photogrammetrie sein. Es könnte beides sein. Das müssen Sie selbst entscheiden.
Haben Sie noch Fragen? Setzen Sie sich mit einem unserer technischen Experten in Verbindung, der Ihnen mehr darüber erzählen kann.
