Sova Surveys scan-to-BIM-Erfolg auf Schloss Margam

Das Wichtigste auf einen Blick

Sova Surveys verwendete den NavVis VLX und ein TLS für ein Scan-to-BIM-Projekt im historischen Schloss Margam
Die Erfassung dauerte gerade einmal 2 Tage (im Vergleich zu 10 Tagen mit einem TLS allein)
Der Modellierungsprozess in CAD und BIM konnte mit den Panoramabildern des NavVis VLX beschleunigt werden
Der End-to-End-Workflow war so schnell, dass Sova noch mehr vom Schloss erfassen konnte als ursprünglich vom Kunden gewünscht
Der Kunde war begeistert und hat Sova bereits weitere Aufträge für die Erfassung historischer Bauwerke erteilt

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Die Zukunft der Erfassung historischer Bauwerke

Das in Bath ansässige Vermessungsbüro Sova Surveys wurde vor kurzem von einem Kunden mit der Erstellung eines BIM-Modells von Schloss Margam in Wales für ein Modernisierungsprojekt beauftragt.

Das Gebäude ist ein wichtiges Stück Geschichte - ein historisches Wahrzeichen und ein „zeitloses, klassisches Gebäude im Tudor-Stil, das manchmal als Kulisse für historische Stücke verwendet wird“, sagt Jared Matthews, Direktor von Sova Surveys.

Der Workflow von Sova hingegen ist hochmodern.

Herausforderungen bei herkömmlichen Workflows

Das Sova-Team wusste, dass sie eine Menge Arbeit vor sich hatten. Das Schloss Margam erstreckt sich über 25.000 Quadratmeter und sieben Etagen. Wie es sich für ein rund zwei Jahrhunderte altes Bauwerk gehört, findet man hier komplexe und verschnörkelte Elemente wie eine zentrale Treppe. Es gibt auch einige Bereiche, die man nur schlecht mit einem Scanner begehen kann.

Und als ob das nicht schon schwierig genug wäre, befindet sich das Schloss in einem öffentlichen Park. Obwohl der größte Teil der Anlage während des Scannens für Besucher geschlossen war, blieben die öffentlichen Toiletten und der Fahrradverleih für den Betrieb geöffnet. Sova musste die Erfassung dieser stark besuchten Bereiche innerhalb von zwei Stunden abschließen, um den Betrieb des Schlosses nicht zu stören.

Und da die Ergebnisse für ein Restaurierungsprojekt verwendet werden sollten, waren die Anforderungen an die Genauigkeit hoch. Der Großteil des Schlosses sollte mit LOD200 erfasst werden, wichtige Elemente wie die zentrale Treppe in LOD400.

Der klassische Workflow

In der Vergangenheit hätte Matthews ein Bauwerk wie das Schloss Margam mit einem branchenüblichen Scan-to-BIM-Workflow erfasst.

Er und sein Team würden dafür ein Kontrollnetz mit einer Totalstation einrichten. Dann würden sie die Umgebung mit einem terrestrischen Laserscanner (TLS) scannen und 2D-Fotos mit einem Smartphone aufnehmen. Zurück im Büro würden sie dann die Georegistrierung der Scans, die Zuordnung der Fotos und die Erstellung der gewünschte Dokumente vornehmen.

Ein großes Problem dabei ist der Zeitfaktor. Obwohl Sova den Auftrag auch mit diesem Arbeitsablauf hätte abschließen können - und dabei eine hohe Genauigkeit erreicht hätte - wäre die Arbeit sehr langsam und mühsam gewesen. Insbesondere, wenn man bedenkt, wie oft der Scanner neu aufgestellt werden müsste, um Abschattungen in schwer zugänglichen Bereichen zu vermeiden.

Außerdem hätte das Scannen der öffentlichen Bereiche mit einem TLS länger gedauert als die zwei Stunden, die pro Tag vorgesehen waren, und hätte so zu einer beträchlichen Unterbrechung des Betriebs vor Ort geführt.

Das Sova-Team erkannte, dass ein anderer Workflow hermusste.

Schnellere Scanworkflows mit dem NavVis VLX

Sova hatte schon mehrere Jahre lang die Entwicklung mobiler Mappingsysteme im Blick gehabt. Das Unternehmen erhoffte sich von der neuen Technologie, schneller und mit weniger Unterbrechungen scannen zu können und dabei möglichst wenig Abstriche in Hinblick auf Genauigkeit und Datenqualität machen zu müssen. 

Leider hielten viele der von Matthews getesteten Tools nicht, was sie versprachen: „Der erste mobile Scanner lieferte Daten, bei denen das Rauschen zu stark war. Der nächste war viel zu teuer und lieferte immer noch zu schlechte Daten. Jedes Tool, das wir uns angeschaut haben, hat nicht gepasst. Bis wir dann den NavVis VLX getestet haben. Für uns das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.“

Als ein NavVis-Vertreter einen NavVis VLX zu einer Baustelle mitbrachte, konnte Sova ihn mit einem herkömmlichen System vergleichen.

„Ich hatte zur Sicherheit unseren eigenen Scanner mit dabei. Sie haben also mit dem mobilen Mapper gescannt und wir mit dem TLS, nur für den Fall. Beim Vergleich der Daten wurde klar: Die Punktwolke des mobilen Mappers war hochgenau.“

- Jared Matthews | Direktor bei Sova Surveys

Wie scannt man ein Schloss?

Nach dem erfolgreichen Probelauf konzipierte Sova einen Arbeitsablauf für das Schloss Margam. Der Plan: Ein hybrider Workflow, der einen traditionellen TLS mit einem mobilen Mappingsystem kombiniert, um die erforderliche Genauigkeit zu erreichen, jedoch mit einer viel höheren Geschwindigkeit als mit einem TLS allein.

Matthews verwendete eine Totalstation, um ein minimalistisches Kontrollnetz einzurichten: vier externe Punkte und fünf pro Stockwerk im Innenbereich. Als Nächstes kam ein Trimble TLS zum Einsatz, um die „Wirbelsäule“ des Gebäudes zu erfassen, d. h. Verbindungsräume wie Flure. Der TLS wurde auch genutzt, um Bereiche zu erfassen, die mit LOD400 modelliert werden sollten, wie etwa die zentrale Treppe.

Um Kontrollpunkte für die spätere Registrierung des NavVis VLX-Scans festzulegen, benutzte Matthews den integrierten Laserpointer des Trimble-Geräts, um während der Arbeit Markierungen zu setzen. „Auf diese Weise hatten wir alle Kontrollpunkte, die wir brauchten, ohne dafür die Totalstation noch einmal benutzen zu müssen.“ Anschließend liefen sie das Schloss mit dem NavVis VLX ab, um die Punktwolke fertigzustellen und umfassende Panoramabilder zu erfassen.

Zurück im Büro verarbeiteten und registrierten sie die Daten mit NavVis IVION Processing in der Cloud. Anschließend übergaben sie die Daten an die hauseigene Modelliererin Shayne-Claire Matthews, die CAD-Dokumente, Grundrisse und ein BIM-Modell für den Kunden erstellte.

Ein paar Eindrücke

Die Geschwindigkeit des Arbeitsablaufs war beeindruckend: „Mit dem NavVis VLX dauerte das Scannen etwa zwei Tage“, sagt Matthews. „Mit unserem Trimble hingegen hätten wir etwa zehn Tage gebraucht. Zehn Tage auf zwei zu verkürzen und dabei die nötige Genauigkeit erreichen? Das ist für uns ein riesiger Sprung.“

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Matthews war auch von der Nachbearbeitungssoftware schwer beeindruckt: „Anfangs war ich mir bei den Daten in schwierigeren Bereichen nicht ganz sicher. Als ich zum Beispiel die komplexe Wendeltreppe scannte, verwirrte dies den SLAM und ich bekam einige Drifts in den Daten. Ich dachte, der Scan sei fehlgeschlagen, also wiederholte ich ihn. Aber das war, bevor ich die Daten mit den Kontrollpunkten registriert hatte.“

„Sobald ich die Daten verarbeitet hatte, war die Drift vollständig behoben. Auf die Nachbearbeitungsalgorithmen kann man sich wirklich verlassen. Solange man den richtigen Arbeitsablauf hat, bekommt man auch gute, saubere und genaue Daten.“

Keine Unterbrechungen mehr

Dank der höheren Erfassungsgeschwindigkeit des NavVis VLX konnte Sova die öffentlichen Toiletten und die Bereiche des Fahrradverleihs innerhalb des vorgesehenen Zeitfensters von zwei Stunden erfassen. Dadurch ließ sich die Unterbrechung des Geschäftsbetriebs des Schlosses minimieren.

„Normalerweise kommen die Leute auf einen zu und fragen: Was machen Sie da eigentlich?‘ Mit dem NavVis VLX kann ich dann sagen: ‚Das dauert nur 5-10 Minuten, danach sind die Toiletten wieder offen.‘ Das macht uns allen das Leben leichter. Meine Kunden sind zufrieden, weil sie ihren Betrieb nicht so lang unterbrechen müssen. Ich bin glücklich, weil ich keine Leute habe, die herumstehen und mit mir reden, während ich versuche zu arbeiten!“

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Schnellere Datenverarbeitung

In unseren Fallstudien steht oft im Mittelpunkt, wie der NavVis VLX die Erfassungszeit verkürzen kann. Aber Matthews betont, dass es den gesamten Arbeitsablauf beschleunigen kann, vom Scannen bis zur Datenverarbeitung.

„Viele Vermesser versuchen, an der Stellschraube Zeit zu drehen“, stellt er fest. „Selbst mit schnellen TLS-Scannern wie dem Leica RTC muss man die Daten im Büro noch registrieren, und das kann so seine Zeit dauern. Mit NavVis IVION Processing kam ich zurück ins Büro, lud die Daten hoch und fuhr dann direkt wieder weiter zum nächsten Projekt. Als ich zurückkam, war der Scan dann bereits verarbeitet.“

Matthews ergänzt, dass die kolorierte Punktwolke und die Panoramabilder von NavVis VLX eine große Hilfe während des Modellierungsprozesses gewesen seien.

„Früher ging man für die Modellierung die 2D-Fotos und den TLS-Walkthrough durch, um die Details zu finden, die man für die Modellierung benötigte. Jetzt öffnet man einfach NavVis IVION, und man hat alles an einem Ort, die Punktwolke und die Panoramen. Man kann sich schnell einen Überblick verschaffen und findet alle nötigen Informationen. Das ermöglicht eine viel schnellere Modellierung.“

- Jared Matthews | Direktor bei Sova Surveys

Eine Win-Win-Situation

Matthews merkt an, dass nicht nur sein Team von der NavVis-Technologie begeistert war. Auch der Kunde war beeindruckt - vor allem von NavVis IVION.

„Wir haben ihnen den Rundgang angeboten“, sagt er, „und sie waren begeistert, dass sie die Daten selbst einsehen konnten. Wenn sie sich über etwas in der Zeichnung oder der Punktwolke unsicher waren, konnten sie die Instanz in NavVis IVION aufrufen, den entsprechenden Bereich aufsuchen und sich selbst ein Bild machen. Sie können sich das Schloss ansehen, ohne selbst vor Ort sein zu müssen, was ein großer Vorteil ist.“

Der Kunde war auch begeistert davon, wie einfach NavVis IVION zu bedienen war. „Jeder, der weiß, wie man Google Streetview benutzt, kann auch problemlos NavVis IVION benutzen“, so Matthews. „Es ist schnell und intuitiv.“

Asset Management als Bonus

Der Kunde fand sogar eine unerwartete Verwendung für den NavVis IVION Datensatz:

„In einigen Räumen brauchten sie Innenerhöhungen“, erklärt Matthews. „Also habe ich für diese Räume in NavVis IVION ein getaggtes Asset erstellt und die CAD-Datei angehängt. Sie können sich den Raum ansehen und die dazugehörige CAD-Datei abrufen. Es fungiert also für sie auch als eine Art Asset Management System. Sie waren sehr beeindruckt, wie alle ihre Daten zentral in NavVis IVION gebündelt waren.“

Mehr Möglichkeiten

Matthews sagt, dass ihnen der NavVis VLX auch dabei geholfen hat, das Unternehmen weiter auszubauen.

Während das Team vor Ort scannte, sahen sie, dass das Schloss über Stallungen verfügte, die nicht im Projektumfang enthalten waren. Da Matthews wusste, dass es schnell und einfach sein würde, die Ställe mit dem NavVis VLX zu erfassen, bot er an, diese ebenfalls zu scannen ohne Mehrkosten.

„Sie waren so beeindruckt von den NavVis IVION-Daten des Hauptgebäudes“, sagt Matthews. „Also dachte ich mir: Warum nicht? Wir haben das Ganze in weniger als einer Stunde erfasst, und das an einem Tag, an dem wir ohnehin schon vor Ort waren. Es hätte mich zwei zusätzliche Tage gekostet, diese mit einem TLS zu erfassen - plus acht Stunden Fahrt. Das ist ein ganzer Tag Arbeit allein für die Reise. Das wäre sonst einfach nicht machbar gewesen.“

Dies erwies sich sowohl für Sova als auch für ihren Kunden als sehr wertvoll. „Sie sahen die zusätzlichen Daten und die Vorteile unseres NavVis VLX-Workflows und kamen noch einmal auf uns zu mit einem ähnlichen Projekt, das wir mit demselben Workflow durchführen sollten“, so Matthews.

„Sicher, wir hätten das Projekt auch mit einem TLS schaffen können. Aber der NavVis VLX-Workflow hat unseren Kunden so beeindruckt, konnten wir eine dauerhafte Kundenbeziehung erreichen. Dank des NavVis VLX-Workflows konnten wir einen Kunden für uns gewinnen, der wiederkommen und uns in Zukunft mehr Aufträge erteilen wird.“

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