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Sean Higgins Di, Mai 31, '22 5 min read

Gebäudeerfassung: Lidar oder Photogrammetrie?

Diese Frage wird häufig gestellt, und zwar nicht nur von Neulingen in Sachen 3D-Erfassung. Lidar oder Photogrammetrie?

Da sowohl Lidar als auch Photogrammetrie 3D-Daten erzeugen - und zwar in hoher und niedriger Qualität - diskutieren selbst erfahrene Fachleute seit Jahrzehnten über die Vorzüge dieser beiden Technologien. Zu entscheiden, was besser ist, ist nicht so einfach, wie Sie vielleicht denken.

Schauen wir uns das Thema einmal genauer an.

Was sind diese Technologien und wie funktionieren sie?

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)

Lidar ist eine aktive Erfassungsmethode. Bei dieser Methode wird ein Ort direkt vermessen und Lidar liefert sein eigenes Licht, so dass diese Technologie auch bei Dunkelheit funktioniert. Einige Lidar-Scanner können durch Lücken im Blätterdach von Wäldern, durch Wasser hindurch und sogar in stockfinsteren Höhlen erfassen.

dimly lit hallway, panos

Die moderne Photogrammetrie funktioniert so: Die bedienende Person nimmt einen Ort mit einer Digitalkamera auf, wobei die Person sorgfältig darauf achtet, dass die Bilder vollständig erfasst werden und sich ausreichend überlappen. Anschließend werden diese Fotos in eine spezielle Photogrammetrie-Software geladen (oder eine App auf dem Handy). Dieses Tool bestimmt, wo jedes einzelne Foto im 3D-Raum aufgenommen wurde, und nutzt diese Informationen, um die Szene in 3D zu rekonstruieren.

Dies macht die Photogrammetrie zu einem passiven Messverfahren. Photogrammetrie ist kalkuliert, und man braucht natürliches Licht, damit sie funktioniert. Sie müssen als vermessende Person außerdem viele Fotos aus unterschiedlichen Perspektiven aufnehmen.

Ich erstelle 3D-Modelle aus Fotos - kann man das als Photogrammetrie bezeichnen?

Jüngste Fortschritte in Sachen Computer Vision haben eine Reihe anderer Methoden zur Erstellung von 3D-Modellen aus Fotos entwickelt. Das von Ihnen verwendete Verfahren kann sich stark vom klassischen Verfahren der Photogrammetrie unterscheiden. Der Einfachheit halber werden diese Methoden jedoch häufig als "Photogrammetrie" bezeichnet. Das werden wir also hier in diesem Blogartikel ebenfalls tun.

Lidar vs. Photogrammetrie: Vor- und Nachteile 

Sowohl Lidar als auch Photogrammetrie können ein 3D-Modell eines realen Orts erstellen. Aber wie Sie gesehen haben, arbeitet jede Technologie anders. 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 arbeiten 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
  • Schwierigkeiten bei reflektierenden Oberflächen

Vorteile von Photogrammetrie

  • Kann kostengünstiger sein - kann aber auch teuer sein, je nach Projektanforderungen
  • Kann eine größere Benutzerfreundlichkeitbieten
  • Geringere Hardware-Anforderungen - Sie können eine Laienkamera 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 stark von der Erfahrung der Benutzer ab - Es mag einfach sein, ein 3D-Modell aus Fotos zu erstellen, aber man benötigt eine fundierte Ausbildung und die richtige Ausrüstung, um hochpräzise, professionelle Ergebnisse zu erzielen.  
  • Hochpräzise Datensätze erfordern eine hohe Flächendeckung 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 Probleme können zu Registrierungproblemen führen, die eine geringere Genauigkeit zur Folge haben.  
  • Fast Capture ist in der Regel auf Drohnen angewiesen - die in geschlossenen Räumen nur schwer oder gar nicht eingesetzt werden können. 

Welche Methode ist genauer? Lidar oder Photogrammetrie?

In den meisten Beiträgen, die Sie zu diesem Thema lesen, heißt es, dass Photogrammetrie ungenauer als Lidar ist, aber dafür ist sie benutzerfreundlicher und günstiger. Das ist eine Halbwahrheit.

Photogrammetrie kann genauso präzise sein wie eine Erfassung mit Lidar, und sie kann so technisch und teuer sein, wie Sie es wollen. Erfahrene Expert:innen der Photogrammetrie können mit den richtigen Tools und Verfahren die Ergebnisse einer hochwertigen Lidar-Vermessung erzielen. Es erfordert nur viele Fotos und viel Zeit für die Bearbeitung.

Lidar oder Photogrammetrie: Was ist besser?

In Anbetracht der zuvor genannten Vor- bzw. Nachteile wird es Sie nicht überraschen, dass 3D-Profis Lidar eher für Innenraumerfassungsanwendungen einsetzen, die eine hohe Genauigkeit und Geschwindigkeit erfordern. Aus diesem Grund wird Lidar gerne für Scan-to-BIM-Workflows und die Erfassung von Gebäuden wie Büros, bei Sanierungsprojekten oder in Fabriken eingesetzt.

Photogrammetrie wird im Allgemeinen für Anwendungen eingesetzt, bei denen es auf geringe Kosten, die Erfassung durch Laien oder eine hochwertige Visualisierung ankommt. Man verwendet Photogrammetrie häufig in der Immobilienbranche, um Gebäudebegehungen zu erstellen. Das Verfahren wird ebenfalls für historische Dokumentationsprojekte, die sowohl eine hohe Genauigkeit als auch extreme Farb- und Texturdetails erfordern, eingesetzt.

Einige moderne Lidar-Erfassungsgeräte wie der NavVis VLX enthalten sowohl Lidar-Sensoren als auch Kameras. Dadurch bieten diese Erfassungsgeräte das Beste aus Lidar- und photogrammetrischer Erfassung: Schnelligkeit, geringere Verarbeitungszeit, eine hohe Genauigkeit und hohe visuelle Wiedergabetreue.

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Warum nicht beides?

Heute sehen viele 3D-Fachleute Lidar und Photogrammetrie als komplementäre Technologien und nicht als Konkurrenten. Diese Fachleute setzen die Technologien gemeinsam für ein und dasselbe Erfassungsprojekt ein, wobei jedes Werkzeug dort eingesetzt wird, wo es die besten Ergebnisse erzielen kann. Das nennt man einen hybriden Workflow.

Nehmen Sie zum Beispiel ein aktuelles Projekt von MyDigitalBuildings. Dieser multidisziplinäre Dienstleister hat ein Scan-to-BIM-Projekt für ein 4.000 Quadratmeter großes Gebäude durchgeführt, kurz bevor es abgerissen werden sollte.

Das Team erfasste die Fassade des Gebäudes sowie die langen Gänge im Inneren mit einem terrestrischen Scanner. Auf diese Weise konnten sie von einem festen Standort aus Aufnahmen machen und lange Gänge einsehen, an denen Techniker nicht vorbeikommen konnten.

Zur Erfassung der Räume verwendeten sie ein mobiles Mappingsystem, mit dem sie im Gehen erfassen und sich schnell bewegen konnten. Und schließlich haben sie das Dach mit einem Drohnen-Photogrammetrie-Workflow aufegnommen, da sie so die Daten erfassen konnten, ohne ihren Techniker zu gefährden.

„Dank dieser technologieübergreifenden Erfassungsmethode", 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."


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Fazit: Es kommt auf den Auftrag an

Was ist besser, mobiles oder terrestrisches Scanning? Lidar oder Photogrammetrie? PhoDAR oder Lidar? In einer Zeit, in der so viele neue Tools auf den Markt kommen, ist es berechtigt, sich diese Fragen zu stellen.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass jede Technologie - Lidar, Photogrammetrie, Laserdistos, Totalstationen - nur Tools sind, die eine bestimmte Aufgabe auf eine bestimmte Weise erfüllen. Man kann nicht sagen pauschal sagen, dass eines dieser Tools das beste von allen ist.

Die Wahl des besten Tools erfordert eine sorgfältige Prüfung der Ziele und Anforderungen des jeweiligen Projekts sowie des Zeitplans, der Projektbedingungen und des Budgets. Mit diesen Details im Hinterkopf können Sie die richtige Kombination von Tools wählen, mit denen Sie beste Arbeit leisten und Ihre Kunden zufrieden stellen.

Das kann Lidar, aber eben auch Photogrammetrie sein. Es könnte eventuell sogar beides sein. Das müssen Sie selbst entscheiden.

Haben Sie noch Fragen? Dann setzen Sie sich mit unserem technischen Expertenteam in Verbindung.

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