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09.07.2018

Kopfüber ins Regenüberlaufbecken

HS 3D-Laserscanning erfasst unterirdische Räume

Immer häufiger müssen Bauwerke, wie Straßen, Schienen, Tunnel und Brücken, aber auch große Industrieanlagen dreidimensional erfasst und visualisiert werden. Sei es als Teil eines Bestandsplans oder für das digitale Bestandsmodell im Rahmen eines Building Information Modeling (BIM)-Projekts. Mit der richtigen Technologie – präzisen Scannern und benutzerfreundlicher Software – ist das auch kein Hexenwerk. Einer besonderen Herausforderung stellte sich das Team von HS 3D-Laserscanning bei der Erfassung des unterirdischen Regenüberlaufbeckens in Burbach.

Burbach – Lebenswertes Dorf
Im Herzen Europas, in zentraler Lage von Deutschland, am Dreiländereck Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Hessen liegt der Kreis Siegen-Wittgenstein. In der Industrieregion leben mehr als 270.000 Einwohner in elf Städten und rund 170 Ortsteilen von Gemeinden. Eine der Gemeinden im waldreichsten Kreis Deutschlands ist das fast 800 Jahre alte Burbach. Die aus neun Dörfern bestehende Gemeinde ist Vorreiter in Sachen Klimaschutz und auf dem Weg zu einer klimaangepassten 100% Erneuerbaren-Energie-Gemeinde bis 2050.
Wie viele ländliche Gegenden in Deutschland bleibt auch Burbach nicht vom Bevölkerungsrückgang verschont. Damit einher geht die Gefahr der sinkenden Lebensqualität. Aus diesem Grund ist es der Gemeinde Burbach ein zentrales Anliegen, diese Lebensqualität in den Ortskernen durch verschiedenste Maßnahmen dauerhaft zu sichern und zu fördern und gleichzeitig den wertvollen Naturraum zu schonen. Eine rege Bautätigkeit an der Infrastruktur soll einen nennenswerten Beitrag dazu leisten.

Bestandspläne als Grundlage für weitere Baumaßnahmen
Grundlage für die umfangreich geplanten Baumaßnahmen sind die aktuellen Bestandspläne der Gemeinde. Im Kanalbestandplan fehlte ein unterirdisches Regenüberlaufbecken. Das Regenüberlaufbecken „Jäger Straße“ wurde im Jahr 1988 mit einem Rückhaltevolumen für Mischwasser von 640 m³ errichtet. Der Drosselabfluss von 32 l/s wird über den Transportsammler zur Kläranlage des Abwasserverbandes Hellertal in Herdorf weitergeleitet. Zur Ergänzung des Plans wurde eine detaillierte dreidimensionale Erfassung des Bauwerks benötigt. Die als Ergebnis des Scannens entstehende Punktwolke sollte ins CAD-System der Gemeinde nahtlos eingefügt werden. HS 3D-Laserscanning wurde mit der Erfassung und Lieferung der Punktwolke beauftragt.

Eine besondere Herausforderung erfordert ...:
Schwierige Erreichbarkeit des Objekts
Für das Team von HS 3D-Laserscanning zeigte sich sehr schnell die besondere Schwierigkeit bei diesem Projekt: Das unterirdische Regenüberlaufbecken ist nur durch 62 cm schmale Kanalöffnungen zu erreichen. Eine kreative Lösung war gefragt, um die nicht alltägliche Aufgabe einfach und ohne hohen Aufwand zu bewältigen.

... eine besondere Lösung:
Scannen über Kopf
Zunächst einmal musste, wie in jedem Projekt, der Anschluss an das UTM-Netz hergestellt werden. Dafür wurden vier Festpunkte und drei Kanaldeckel mit dem Leica GS18 T GNSS-Empfänger bestimmt. Anschließend wurden die Kanaldeckel geöffnet und der Raum gescannt.
HS 3D-Laserscanning setzte auf ein Industriestativ der Firma NEDO. Mit diesem Stativ kann der Scanner sicher über Kopf montiert werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit mit den im Lieferumfang enthaltenen Stangen, das Stativ auf eine Länge von bis zu fünf Metern zu verlängern. Mit zusätzlichen Stangen kann es auch noch weiter verlängert werden. Für das detailgenaue Scannen wurde eine Leica P40 ScanStation kopfüber am Stativ montiert und durch die Kanalöffnungen in den Raum herabgelassen.
Dabei lag die Herausforderung in der sauberen Verknüpfung der normal – also aufrecht – gescannten Standpunkte mit den über Kopf gescannten Standpunkten. Dafür wurden die Leica Tilt & Turn-Targets eingesetzt. Mit Hilfe dieser Targets konnte auch der Höhenunterschied von bis zu acht Metern von der Oberkante der Kanaldeckel bis zur Sohle des Regenüberlaufbeckens problemlos überwunden werden. Ist es nicht möglich Zielmarken zu verwenden, wird die leistungsstarke und automatisierte Punktwolkenverknüpfung eingesetzt. Bei dieser Methode werden über die Geometrien der Punktwolken jeweils zwei Scans, die sich in Bereichen überlappen, miteinander hochgenau verknüpft. Diese Funktion ist in Cyclone REGISTER bereits seit über 15 Jahren implementiert.

Das Ergebnis: Die Punktwolke
Alle erfassten Daten wurden auch hier mit der Leica Software Cyclone REGISTER registriert und ausgewertet. Das Ergebnis ist die georeferenzierte Punktwolke aller über- und unterirdischen Scans in dem gewünschten übergeordneten Koordinatensystem. Alle auf diese Weise erfassten Bauwerke stehen somit im richtigen räumlichen Zusammenhang. Diese Daten sind die Grundlage zur Erstellung von 2D-Plänen oder 3D-Modellen, z. B. in den Leica Softwareprodukten Cyclone MODEL oder CloudWorx für AutoCAD.
HS 3D-Laserscanning lieferte an die Gemeinde Burbach die beauftragte Punktwolke im E57-Dateiformat. Für eine einfachere Orientierung und bessere Visualisierung stellte das Unternehmen der Gemeinde darüber hinaus eine Leica JetStream-Datei zur Verfügung. Diese kann auf jedem Rechner ohne die Installation weiterer Software mit dem kostenfreien Leica JetStream Viewer betrachtet werden. Außerdem können die Nutzer auch auf weniger leistungsfähigen Rechnern Teilbereiche extrahieren, in den Daten messen, Koordinaten abgreifen und Animationen, wie z. B. Flüge durch die Punktwolke, erstellen. Der JetStream Viewer macht die Digitalisierung für jeden auf einfachste Art und Weise greif- und nutzbar.

HS 3D-Laserscanning
Als innovatives Technologieunternehmen ist die HS 3D-Laserscanning GmbH mit Firmensitz in Siegen spezialisiert auf die Erfassung von Objekten mittels modernster 3D-Lasermesstechnik sowie der Auswertung der Laserdaten. Das Unternehmen bietet seine Dienstleistungen in verschiedensten Anwendungsbereichen an, wie z. B. der Architektur, dem Industriebau oder der Denkmalpflege. Dabei gehört das Vermessen der Objektoberflächen von sehr kleinen Objekten in hoher Auflösung, wie z. B. Maschinenbauteile, Bauteile aus 3D-Druckern oder Einzelstücke ebenso zum Aufgabenspektrum, wie die Erfassung großer Gebäude, wie Kirchen, Wohn- oder Gewerbeimmobilien. Alle Mitarbeiter haben langjährige Erfahrung im Umgang mit dieser Technologie und der Durchführung von Projekten unterschiedlichster Größenordnung.
www.hs-3ds.de

©Leica Geosystems Gmbh Vertrieb, 6/2018

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