Vermessung einer Festungsanlage mit dem NavVis VLX

Fallstudie

Mai 2022

Das Vermessungsunternehmen Terra Measurement begibt sich durch die Verwendung des mobilen Mappingsystems NavVis VLX auf neue Wege.

Das Wichtigste auf einen Blick

Terra Measurement hat eine NavVis VLX-Punktwolke in seinem etablierten virtuellen Vermessungsworkflow eingesetzt
Ein ausführlicher Test hat ergeben, dass die Daten gut mit TLS-Punktwolken vergleichbar sind
Das mobile Mappingsystem hat die Einsatzzeit von 40 Tagen auf nur zwei Tage verkürzt
NavVis VLX hat es ermöglicht, die Vermessung abzuschließen, bevor die Burg und der Zoo wieder für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurden
Terra Measurement verwendet NavVis VLX jetzt regelmäßig für Vermessungsprojekte

Dudley Castle

Mobilisierung des Teams

Terra Measurement ist kein gewöhnliches Vermessungsunternehmen. Sie haben es sich zur Aufgabe gemacht, nicht nur erstklassige Ergebnisse zu liefern, sondern auch die neueste verfügbare Hard- und Software zu verwenden, um die Qualität und Geschwindigkeit ihrer Dienstleistungen ständig zu verbessern.

Das Unternehmen gewann eine Ausschreibung für ein Projekt in Dudley Castle, einer auf einem Hügel gelegenen Festungsanlage in den West Midlands, England, die von einem großen und dichten öffentlichen Tiergarten umgeben ist. Terra Measurement sollte eine digitale Dokumentation für den Bereich eines eingetragenen Denkmals auf dem Gelände erstellen.

Diese Daten sollten ganz genau erfasst werden - und damit sogar die anspruchsvollen Erwartungen von Historic England, der staatlichen Denkmalpflegebehörde, übertreffen. Das Unternehmen sollte Grundrisse, orthometrische Ansichten und eine vollständige topografische Vermessung des Geländes liefern.

Im Einklang mit dem Ziel des Unternehmens, innovativ zu sein, erklärt Geschäftsführer Andy Beardsley, dass das Team etwas noch nie Dagewesenes tat: Es erstellte die topografische Vermessung mit Daten, die von einem mobilen Mappingsystem generiert wurden

Die Zeit vor Ort ist knapp

Das Team hatte nicht vor, ein mobiles Mappingsystem für die Vermessung zu verwenden, und hatte das Projekt ursprünglich mit einem eher traditionellen Workflow angedacht. Wie Beardsley erklärt, bestand der Plan darin, das Gebiet - einen 300 Meter langen und 220 Meter breiten, tropfenförmigen Kalksteinabhang - mit Totalstationen und GNSS-Einheiten zu erfassen.

Die Arbeiten sollten in einem Zeitrahmen von 40 Tagen durchgeführt werden, und das Team sollte die topografischen Vermessungszeichnungen und das 3D-Geländemodell im Büro fertigstellen.

Doch dann kam der Auftrag für das Projekt sechs Wochen später als erwartet. "Es war schon im Voraus klar, dass die Vermessung schwierig werden würde", sagt Beardsley, "aber jetzt war die Herausforderung noch größer." Terras Team hatte nur zwei bis drei Wochen Zeit vor Ort, "bevor die Vegetation auf einem stark überwucherten Gelände zurückkehrte" und es praktisch unmöglich machen würde, die erforderlichen Daten zu erfassen.

Und selbst wenn das Team nach der Rückkehr der Vegetation die Vermessung durchführen wollte, gab es das Problem mit den vielen Menschen. Die Besucher würden bald in den Zoo zurückkehren, sobald die Schließung aufgrund von Covid-19 beendet ist, und ihre Anwesenheit hätte das Arbeiten mit einer Totalstation verlangsamt.

Angesichts des Zeitdrucks und der Vorgabe, die Aufnahmen in höchster Qualität zu liefern, entschied sich das Team laut Beardsley für NavVis VLX.

Virtuell vor Ort sein

Angesichts des Engagements des Unternehmens, neue Technologien und Methoden einzusetzen, wird es Sie nicht überraschen zu erfahren, dass Terra Measurement bereits einen virtuellen Vermessungsworkflow eingerichtet hatte. Und sie planten, es auch für dieses Projekt zu verwenden

"Wir importieren die Daten in die Anwendungen LSS und LSS-3D-Vision", erklärt Beardsley. "Da die Punktwolke ein digitaler Zwilling der Welt ist, gehen wir als Nächstes mit einem 'virtuellen Vermessungsstab' über das Gelände. Wir digitalisieren die Details und nivellieren alle fünf bis zehn Meter, genau wie wir die Daten in der Realität erfassen, und verwenden diese Informationen, um die topografische Vermessung zu erstellen."

Wo ist also der Haken? Bei dieser Methode wurden traditionell Punktwolken von terrestrischen Laserscannern und nicht von mobilen Mappingsystemen verwendet. Das liegt daran, dass TLS-Punktwolken seit langem den Industriestandard für Genauigkeit und Wiedergabetreue bilden - die beiden wichtigsten Eigenschaften eines Datensatzes, wenn Sie eine virtuelle Vermessung im Büro durchführen.

Um ein System wie den NavVis VLX in diesem Workflow einsetzen zu können, musste Terra Measurement extrem genaue Punktwolken mit hoher Genauigkeit produzieren. Daher beschloss das Team, den mobilen Mapper einem Schnelltest zu unterziehen, bevor sie ihn für ihre Topo-Vermessung von Dudley Castle einsetzten.

Prüfen und nochmals testen

Das Team brachte das NavVis VLX zu einem anderen nahegelegenen Standort, den es zu dem Zeitpunkt vermessen sollte, Cromford Mills. Das Mühlengelände, das manchmal als „Juwel der britischen Krone" des Weltkulturerbes Derwent Valley Mills bezeichnet wird, ist der Ort, an dem Sir Richard Arkwright im^18. Jahrhundert die industrielle Revolution in Gang setzte.

Terra erfasste den großen Innenhof, die Seitenstraße und den Parkplatz des Geländes mit dem mobilen Mappingsystem. "Wir haben die Vermessung absichtlich nicht übermäßig gesteuert", sagt Beardsley. "Wir wollten sehen, was es kann. Aber wir wollten auch dem Gerät von NavVis eine faire Chance geben, deshalb hatten wir vier Kontrollpunkte. Ein einfaches Netzwerk, aber bei weitem nicht ideal."

Nach der Erfassung verglich Terra die NavVis-Punktwolke mit einem Datensatz, der von einem terrestrischen Scanner mit der höchsten Genauigkeitseinstellung erzeugt wurde: +/- 1 mm

"Noch bevor wir die Daten verglichen haben, war ich von der NavVis VLX-Punktwolke beeindruckt", sagt Beardsley. "Es war viel genauer und naturgetreuer, als wir es von einem mobilen Mappingsystem erwartet hatten. Ich dachte mir, schon allein wegen des Aussehens muss die Genauigkeit stimmen, dieses Gerät muss das einzig Wahre sein. Wir machen das schon seit vielen Jahren, und wir waren beeindruckt

Auch die Genauigkeit beeindruckte. Nachdem das Team die TLS- und NavVis VLX-Punktwolken zerlegt und detaillierte Vergleiche angestellt hatte, stellte es fest, dass die Daten innerhalb von 20 m Entfernung bereits eine Genauigkeit von weniger als 10 mm aufwiesen - selbst bei extrem minimaler Kontrolle.

"Noch bevor wir die Daten verglichen hatten, war ich beeindruckt von der NavVis VLX-Punktwolke. Es war viel sauberer und naturgetreuer, als wir es von einem mobilen Mappingsystem erwartet hatten."

Andy Beardsley

Geschäftsführender Direktor, Terra Measurement

Die Kontrolle behalten

Terra Measurement hat die Vermessung von Dudley Castle sehr sorgfältig geplant, um die bestmöglichen Daten zu erhalten. Zu diesem Zweck wurden etwa 100 Vermessungskontrollstationen mit einer 1-Zoll-Totalstation auf dem gesamten Gelände aufgebaut. Beardsley beschreibt es als ein "Spinnennetz von miteinander verbundenen Kontrollpunkten, die nach der Methode der kleinsten Quadrate angepasst wurden"

Diese "ultimative Vermessungskontrolle" gäbe den Nachbearbeitungsalgorithmen des NavVis-Systems die besten Chancen, um hochqualitative Daten zu erzeugen.

Nach der Planung des Weges und der Berücksichtigung von Faktoren wie Akkulaufzeit und überschaubaren Scanzeiten begann das Team mit der Erfassung. Obwohl das Team die Daten an jedem möglichen Kontrollpunkt aufnahm, konnte das 44,7 Hektar großen Gebiets in nur zwei Tagen vermessen werden. Vergleichen Sie das doch einmal mit den 40 Hektar, die das Vermessungsteam für eine traditionelle Vermessung veranschlagt hatte.

Beardsley erklärt, dass sie "weitere sechs Tage vor Ort hatten, um die Bereiche auszufüllen, die durch die Vegetation verdeckt oder nur mit traditionellen Vermessungsmethoden zugänglich waren"

Obwohl der NavVis VLX den nachfolgenden Workflow bei der späteren Datenverarbeitung im Büro nicht beschleunigte, stellte Beardsley fest, dass die erfassten Daten absolut der Aufgabe gewachsen waren. „Die Digitalisierung des Geländes mit Hilfe einer Virtual-Reality-Vermessungsmethode war ein voller Erfolg."

Ein weiterer Vorteil: Als das Unternehmen feststellte, dass sie für weitere Erfassungen in den Zoo zurückkehren mussten, konnte die Vermessung dennoch problemlos durchgeführt werden, obwohl schon wieder Besucher da waren. „Auf die Besucher hatte das keinerlei Auswirkungen", sagt Beardsley, was auf die zusätzliche Geschwindigkeit und die Geräuschunterdrückungsfunktionen von dem NavVis VLX zurückzuführen ist. Das wäre bei TLS einfach nicht der Fall gewesen.

Ein (fast) beispielloser Workflow

Beardsley sagt, dass Terra Measurement seit diesem ersten Projekt den NavVis VLX strategisch für eine Reihe von weiteren topografischen Vermessungen eingesetzt hat. Er weist aber auch auf einige Vorbehalte hin.

Zum einen sollte man sich immer vergewissern, dass das mobile Mapping tatsächlich für das Vorhaben am besten geeignet ist, bevor man es einsetzt, sagt er. Er berichtet, dass sein Team den NavVis VLX zum Beispiel bei der Gebäudevermessung eines Restaurants eingesetzt hat und der Kunde sich eine kleine Topo-Vermessung der Umgebung wünschte.

"Da wir den NavVis VLX in das von uns eingerichtete Kontrollnetz einbinden können und es nur wenig Vegetation gibt", sagt er, "ist es einfach. Mobiles Mapping ist jedoch nicht die absolute Lösung für jedes Vermessungsprojekt. Es gibt einige Umgebungen, in denen das einfach nicht funktioniert.“

Er sagt auch, dass es nicht so einfach ist, ein mobiles Mappingsystem zu kaufen und ins Freie zu gehen, um Daten für eine virtuelle Vermessung zu erfassen. "Wenn Sie ein Tool wie den NavVis VLX einsetzen und die Anforderungen Ihrer Kunden erfüllen wollen, sollten Sie wissen, welche die Best Practices sind. Sie sollten wissen, wie man einen hybriden Vermessungs-Workflow verwendet. Sie müssen Kontrollnetzwerke verstehen und wissen, wie SLAM-Scanning funktioniert, damit Ihre Daten so genau und zuverlässig wie möglich sind."

Aber was ist, wenn Sie schon wissen, was Sie tun? Der NavVis VLX könnte das erste mobile Mappingsystem sein, das Sie für dievirtuelle topographische Vermessungverwenden können.

Mobiles Mapping war noch nie so aufregend

Mit unseren mobilen Mappingsysteme müssen Sie sich nicht mehr zwischen Schnelligkeit und Präzision entscheiden: Der NavVis VLX liefern selbst bei den anspruchsvollsten Projekten Ergebnisse in einer Qualität auf Vermessungsniveau. Lernen Sie den NavVis VLX kennen, und sehen Sie selbst, was möglich ist.