punktwolken für vermessung und planung - card-1.com · interaktiv 2/2012 mobile laser scanning zur...
TRANSCRIPT
CARD/1: ein Produkt der IB&T GmbH
Punktwolken für Vermessung und Planung
interAktiv 2/2012 Mobile Laser Scanning zur Deckenerneuerung
interAktiv 1/2012 BauScan 2011 - Laserscanning-Fachkonferenz für Anwender
interAktiv 2/2011 Ist kinematisches Laserscanning ausreichend genau?
interAktiv 1/2011 Punktwolken - ideal für die Variantenuntersuchung
interAktiv 2/2010 Airborne und Mobile Laserscanning
interAktiv 2/2010 Integrierte Gleisaufnahme
interAktiv 1/2010 Punktwolken plotten
interAktiv 2/2009 Mit Punktwolken planen
BUSINESS GEOMATICS FOCUS 3/09 Mit Punktwolken planen
interAktiv 1/2009 Die Fan-Gemeinde wächst
interAktiv 2/2008 Punktwolken auswerten
interAktiv 2/2008 Visualisierung für alle
interAktiv 1/2008 Punktwolken in der Verkehrswegeplanung
interAktiv 2/2007 Workshop: Visualisierung mit der 3D-Projektansicht
interAktiv 2/2006 Topografische Daten in Hülle und Fülle
interAktiv 1/2006 Punktwolken – Reif für die Planung?
interAktiv 2/2005 Neue Dimensionen für die Planung
Inhalt
Hersteller und Vertrieb der Software CARD/1: IB&T Ingenieurbüro Basedow & Tornow GmbH · An’n Slagboom 51 · 22848 Norderstedt Telefon +49 (0) 40/5 34 12 - 0 · Telefax +49 (0) 40/5 34 12 - 100 · [email protected] · www.card-1.com
10 | interAktiv 2/2012 | Aus der Praxis
??????Mobile Laser Scanning zur Deckenerneuerung
Eine mittlerweile weit verbreitete und etablierte Methode für die dreidimensionale Erfassung der Erdober
fläche ist die LaserscanningTechnik. Besonders der Bestand hochfrequentierter Verkehrswege lässt sich mit
dem Mobile Laser Scanning effizient und sicher erfassen und für Straßenplanungen nutzen. Im Auftrag des RP
Freiburg führte die TopScan GmbH im folgenden Projekt die mobile Datenerfassung durch, die Auswertung der
Daten übernahm die Alber Ingenieurvermessung GmbH mit dem Vermessungs und Entwurfssystem CARD/1.
Michael Bausch, Christian Wever
D ie Rheintalautobahn BAB A5 in
Baden-Württemberg bei Offenburg
und Freiburg muss aufgrund der hohen
Verkehrsbelastung in den kommenden
Jahren ertüchtigt werden. Dabei soll der
vorhandene Oberbau ausgebaut und durch
neue Beläge ersetzt werden. Für die not-
wendigen Planungsmaßnahmen sind auf
fast 30 km Länge aktuelle Bestandsdaten
zu erheben. Neben den Fahrbahnrändern,
Markierungen, Bordstein- und Bauwerks-
kanten, Banketträndern, Schutz- und
Leiteinrichtungen müssen auch punkt-
förmige Objekte, wie Straßenabläufe oder
Beschilderungen erfasst und ausgewertet
werden. Zu den entscheidenden Kriterien
für die Auswahl der Erfassungsmethode
zählen die Effizienz, eine möglichst geringe
Verkehrsbehinderung, die Sicherheit aller
Verkehrsbeteiligten und die Wirtschaftlich-
keit. Diese Projektvorgaben führen schnell
zum Mobile Laser Scanning Verfahren
(MLS). Den Auftrag für die Bestandsda-
tenerfassung mittels MLS führte die Firma
TopScan GmbH aus Rheine durch.
Mobile 3D DatenerfassungBeim MLS ist das Laserscanning-System auf
einer mobilen Plattform angebracht, in die-
sem Fall auf einem Fahrzeug. Während der
Fahrt wird die unmittelbare Umgebung des
Fahrzeugs mittels Laserentfernungsmes-
sungen kontinuierlich erfasst. Unter Ver-
wendung von GPS-/IMU-Daten wird die
geometrische Information der gescannten
Oberfläche in Form einer 3D-Punktwolke
gespeichert. Diese Punktwolke besteht
aus XYZ-Koordinaten und kann neben
der geometrischen Information zu jedem
Punkt noch weitere Attribute enthalten,
etwa den Intensitätswert. Die Punktwolke
ist der Ausgangspunkt für die Ableitung
unterschiedlichster Produkte und für de-
taillierte Analysen.
Projektgebiet BAB A5Das Projektgebiet erstreckt sich über zwei
voneinander getrennte Abschnitte auf der
vierstreifigen BAB A5 zwischen Offenburg
und Freiburg mit insgesamt ca. 26 km Län-
ge. Aufgrund der baulichen Zustandsklas-
sen ist eine Deckenerneuerung in diesen
Abschnitten dringend erforderlich. Der
erste Abschnitt verläuft von Offenburg
bis zur Anschlussstelle Lahr, der zweite
von der Tank- und Rastanlage Mahlberg
bis zur Anschlussstelle Herbolzheim. In
den betroffenen Autobahnabschnitten ist
jeder Fahrstreifen einzeln aufzumessen,
Anschlussstellen bzw. Park- und Rastlagen
sind nicht zu erfassen.
Geringe Beeinträchtigung des Verkehrs Die Messfahrten wurden mit einer Ge-
schwindigkeit von ca. 60 km/h durchge-
führt. Um den laufenden Verkehr so ge-
ringfügig wie möglich zu beeinträchtigen,
fand die Messung an einem Samstag im
Dezember 2011 statt. In weniger als drei
Stunden reiner Messfahrt wurde jede Fahr-
spur und zusätzlich ein Baustellenbereich
komplett erfasst. Durch die Absicherung
der Messfahrten und der Regelung des Fol-
geverkehrs mit zwei Fahrzeugen der Stra-
ßenmeisterei war der Samstagsverkehr nur
geringfügig beeinträchtigt.
Auswertung der DatenIm Anschluss an die Messfahrt erfolgt das
Postprocessing, die Berechnung der eigent-
lichen Laserscannerdaten im Innendienst.
In diversen aufeinander aufbauenden Ar-
beitsschritten ist zunächst die Sensorori-
entierung zu berechnen. Hierzu zählt die
GPS-Trajektorienbestimmung und die
GPS-IMU-Integration, wobei in Bezug auf
die Genauigkeit die Trajektorienbestim-
mung die determinierende Komponente
darstellt. Die Position wird bei TopScan
aus einer Kombination von DGPS, einem
Trägheitsnavigationssystem (IMU mit 200
Hz) und einem Wegnehmer am Hinter-
rad (DMI) bestimmt. Zusätzlich zu den
GPS-Empfangsdaten am Fahrzeug sind die
Daten von GPS-Bodenstationen, die das
Projektgebiet komplett umschließen, in die
Berechnungen einzubeziehen.
Anschließend erfolgt die Überprüfung
der Systemkalibrierung. Für jeden Sensor
und jeden Fahrabschnitt werden die La-
serscannerpunkte einzeln ausgegeben und
Im Projektgebiet sicher und schnell im Einsatz: Das Fahr-zeug mit MLS-System besteht aus Laserscanner, einem System zur Georeferenzierung (GPS/ IMU), Bedienungs- und Kontrolleinheit mit Datenspeicher und Anschluss-möglichkeiten an optionale digitale Kameras oder andere Sensoren.
Aus der Praxis | interAktiv 2/2012 | 11
analysiert. In den Streifenüberlappungsbe-
reichen wird nach ebenen Flächen segmen-
tiert und im Ausgleichungsansatz werden
die Sensorkalibrierungsparameter so be-
stimmt, dass sich die Differenzen zwischen
den zugeordneten Ebenen minimieren.
Auf Basis der Trajektorie und den exakt
auf die Befahrung abgestimmten Kalibrie-
rungsparametern erfolgt dann die Berech-
nung der Laserscannerpunkte. Ergebnis
sind stabile, homogene und ausgeglichene
3D-Punktwolken. Durch den finalen Ab-
gleich mit den signalisierten Passpunkten
wird die Punktwolke weiter stabilisiert und
in ihrer absoluten Genauigkeit gesteigert.
Von der Erfassung zum CARD/1 ProjektDie mittels MLS erfassten Laserscanner-
daten bilden die Grundlage für die Aus-
wertung der Bestandsdaten. Alle für die
Planung der Deckenoptimierung erforder-
lichen Objekte sind aus diesen Daten zu ex-
trahieren. Das Ingenieurbüro Alber Ingeni-
eurvermessung aus Filderstadt setzt für die
weitere Verarbeitung der 3D-Punktwolken
das Vermessungs- und Entwurfssystem
CARD/1 ein. Nach dem Import der Daten
in CARD/1 sind aus den Scannerdaten Be-
standsprofile zu generieren, die geforderten
Objekte zu digitalisieren und mit den ent-
sprechenden Kodierungen zu versehen. Zur
Bearbeitung werden u.a. die Möglichkeiten
genutzt, die Laserscannerpunkte mit an-
deren Vermessungsdaten zu kombinieren,
direkt in der Punktwolke Kontrollmaße zu
nehmen oder auch die Punktwolken in al-
len Projektansichten für optische Kontrol-
len darzustellen. Als zusätzliche Informati-
onsquelle für die Bestandsauswertung ste-
hen die während der Laserscannermessung
aufgenommenen Bilddaten zur Verfügung.
Arbeiten mit den DatenDer Fahrbahnoberbau des gescannten Pro-
jektgebietes besteht aus mehreren, insge-
samt 24 cm dicken Schichten, die vor ca.
15 Jahren im bituminösen Hocheinbau auf
der darunterliegenden Betondecke einge-
baut wurden. Die Betondecke, die rund
Digitales Geländemodell (DGM) im Bereich einer Autobahnanschlussstelle.
Die geometrische Information der per MLS gescannten Oberfläche wird in Form einer 3D-Punktwolke gespeichert.
12 | interAktiv 2/2012 | Aus der Praxis
40 Jahre alt ist, wurde dabei vorab zer-
trümmert. Mehrere Sanierungskonzepte
stehen zur Prüfung, die auf umfangreichen
oberbautechnologischen Untersuchungen
basierend entwickelt wurden. Dabei ist
neben der Wirtschaftlichkeit auch die Ge-
samtlebensdauer und damit die Nachhal-
tigkeit ein entscheidendes Kriterium. Jede
Richtungsfahrbahn hat derzeit eine Breite
von 11,50 m. Zur Erhöhung der Verkehrs-
sicherheit, insbesondere bei Baustellensi-
tuationen, ist eine Verbreiterung beider
Richtungsfahrbahnen auf 12,0 m vorgese-
hen. Die im Mittelstreifen anzuordnenden
passiven Schutzeinrichtungen werden auf
Grundlage der neuesten Richtlinien entwi-
ckelt. Ein Gesamtkonzept steht auch hier
zurzeit in der abschließenden Prüfung.
Punktwolke dient als GrundlageDie vorhandenen Unter- und Überfüh-
rungsbauwerke sind Zwangspunkte in der
Höhe. Die Gradiente der Autobahn ist in
Abhängigkeit von dem gewählten Sanie-
rungskonzept entsprechend anzupassen.
Sowohl für die Planung der Deckenopti-
mierung als auch für weitere Auswertungen
und Analysen, wie Profilentwicklungen,
Mengen- und Massenberechnungen, sind
die vorhandenen Fahrbahnränder exakt zu
bestimmen. Die 3D-Punktwolke dient in
CARD/1 auch hier als Grundlage für die
Digitalisierung dieser Ränder. CARD/1
bietet für die Gradienten-Optimierung zwei
Varianten. Mithilfe der Gradientenappro-
ximation lässt sich für einen vorhandenen
Geländelängsschnitt automatisch eine Gra-
diente erzeugen. Eine erweiterte Fassung
steht im Modul Deckenoptimierung zur
Verfügung. Hier wird u.a. zusätzlich die je-
weils linke und rechte Breite/Querneigung
berücksichtigt. Vollkommen automatisch
sucht das Programm aus einer Vielzahl von
Varianten die optimale Gradiente heraus.
Für die BAB A5 liegt bereits eine berechne-
te Mittelachse vor. Die Deckenoptimierung
erfordert allerdings für jede Richtungsfahr-
bahn eine optimierte Gradiente. Da der
Abstand Mittelachse – Fahrbahngradiente
sich über ein Breitenband definieren lässt,
ist die Berechnung zusätzlicher Fahrbahn-
achsen nicht erforderlich. So lässt sich der
gesamte zweibahnige Querschnitt, bezogen
nur auf die Mittelachse, iterativ optimie-
ren. Mit Hilfe der OKSTRA-Deckenbuch
Funktionen lässt sich die Optimierung des
zweibahnigen Querschnitts visualisieren
und kontrollieren.
TopScan GmbHDas 1992 gegründete Unternehmen
bietet Messungen, Digitalisierungen,
Modellierungen und Visualisierungen
an. TopScan hat sich besonders auf die
Planung, die Durchführung und die
Auswertung von Laserscannermessun-
gen spezialisiert: Airborne Laser Scan-
ning (ALS) und Mobile Laser Scanning
(MLS). Mit diesen Verfahren werden die
für digitale Modelle benötigten Messda-
ten wirtschaftlich, mit hoher Genauigkeit
und in angemessener Zeit erfasst. Digita-
le Höhenmodelle – als Standardprodukte
des Vermessungswesens – kommen für
die unterschiedlichsten Anwendungen
zum Einsatz.
TopScan GmbHDüsterbergstr. 548432 RheineTelefon +49 (0) 5971/9 48 03-0Telefax +49 (0) 5971/9 48 03-99E-Mail [email protected]
Alber INGENIEURVERMESSUNG GmbHDas Familienunternehmen ist seit seiner
Gründung 1989 ein verlässlicher Partner
bei der Planung, Umsetzung und Über-
wachung von Bauvorhaben im Straßen-
und Hochbau. Spezialisiert hat sich die
Alber Ingenieurvermessung in der Er-
bringung von Vermessungsleistungen für
den Hoch-, Tief- und Straßenbau. Das
Leistungsprofil wird ständig erweitert
und durch regelmäßige Fortbildungen
das Wissen auf einem fachlich hohem
Niveau gehalten. Die Software CARD/1
gehört seit 2010 zur Büroausstattung.
Alber Ingenieurvermessung GmbHPulsstraße 1070794 FilderstadtTelefon +49 (0) 711/70 12 95Telefax +49 (0) 711/ 70 79 [email protected] www.alber-vermessung.de
Firmenporträt
Perspektivsche Ansicht einer MLS-Punktwolke im Bereich einer Anschlussstelle.
4 | interAktiv 1/2012 | Branche
??????BauScan2011 – Laserscanning-Fachkonferenz für Anwender
Am 17. und 18.11.2011 trafen sich Anwender, Einsteiger und Experten der Laserscanning-Technologie in Magde-
burg zur Fachkonferenz BauScan2011. Sie konnten sich einen guten Überblick über den Stand der Technik für das
terrestrische und mobile Laserscanning verschaffen. Mit großem Interesse verfolgten die Teilnehmer die Projekt-
berichte und die Präsentationen für Softwareanwendungen zur Nutzung von Punktwolken.
Bernhard Braun
S chon die beiden Einleitungsvorträge
von Prof. Wolffried Wehmann (HTW
Dresden) und Prof. Thomas Kersten
(HCU Hamburg) zum aktuellen Stand des
terrestrischen und mobilen Laserscannings
haben den Zuhörern im voll besetzten
Hörsaal der Fachhochschule Magdeburg/
Stendal deutlich gemacht: Laserscannersys-
teme sind in den letzten Jahren nochmals
erheblich leistungsstärker geworden.
Ob Mensch, Drohne, Boot ... Die schnellsten Laserscanner erfassen
mittler weile mehr als eine Million Punkte
pro Sekunde. Laserscanner werden heute
in modularen Messkonzepten fast belie-
big mit anderen Sensoren kombiniert. Als
Trägersystem für mobile Anwendungen ist
alles geeignet, was sich bewegt oder bewe-
gen lässt: Mensch, Handwagen, Pkw, Van,
Flugzeug, Helikopter, Drohne, Draisine,
Lokomotive, Schiff. Die Messsysteme er-
fassen die gewünschten Objekte schnell
und genau vom Boden, vom Wasser oder
aus der Luft.
Fortschritt ja, aber ... Aber, dieser Fortschritt bringt auch neue
Probleme mit sich: Wie lassen sich die rie-
sigen Punktwolken überhaupt noch perfor-
mant verarbeiten? Warum schätzen Auf-
traggeber noch immer 3D-Präsentationen
weniger als klassische 2D-Zeichnungen?
Wann ist der Einsatz von Laserscannern
wirklich rentabel? Warum ist der Aufwand
für die manuelle Nachbearbeitung von
Punktwolken für die meisten Anwendungs-
gebiete und Projekte noch so hoch? Wie
entstehen aus den Daten die gewünschten
Objekte, z. B. Bordsteine, Gebäudefassa-
den, Straßenmobiliar, Geländemodelle und
Profile?
Punktwolken in CARD/1Antworten auf diese Fragen gaben wir für
den Anwendungsbereich Infrastrukturpla-
nung mit unserem Vortrag „Verkehrswe-
geplanung mit Punktwolken in CARD/1“.
Mithilfe dieser Software ist es möglich,
Punktwolken auch ohne Nacharbeit un-
mittelbar für die Konstruktion zu nutzen,
z. B. weil die Daten in allen Projektansich-
ten aufgabengerecht dargestellt werden.
Alle Details des lückenlosen Bestandsmo-
dells stehen damit auch für die Konstruk-
tion zur Verfügung. Wir konnten ferner
zeigen, wie Punktwolken, ohne nachträgli-
chen Aufwand, automatisch in Quer- oder
Längsprofilzeichnungen ausgegeben wer-
den und die Zeichnungen damit deutlich
aufwerten. Pläne mit Punktwolken sind für
die Auftraggeber anschaulicher und selbst
für Laien viel leichter zu verstehen. Das
Gleiche gilt für virtuelle Fahrten durch das
Projekt mit gemeinsamer Darstellung von
Planungsmodell und Punktwolkenbestand.
Planungen sind im Kontext der 3D-Punkt-
wolke den Beteiligten sehr viel einfacher zu
vermitteln, weil die Laserscannerdaten den
Bestand anschaulich in 3D abbilden. Mit
CARD/1 als Konstruktionssoftware sind
Punktwolken reif für die Planung.
Mobile Scanning IB&T hat langjährige Erfahrungen mit der
Bestandserfassung per Laserscanning und
Wieder ein voller Erfolg – die Fachkonferenz bot den Teilnehmern 25 interessante Fachvorträge.
Mit der Ausgabe von Punktwolken in Zeichnungen werden auch Details der Realität abgebildet. Das erleichtert die Orientierung.
Mit der Darstellung von Bestand (Punktwolke) und Planung wird das gesamte Plangebiet visualisiert. Jeder beliebige Ausschnitt lässt sich von jeder Seite aus betrachten.
mit der Verarbeitung von Punktwolken.
Für die BauScan2011 waren wir maßgeblich
an der Organisation und Durchführung
der Konferenz beteiligt. Wir betreuten und
moderierten die beiden Workshops zum
Thema Mobile Scanning. Die Teilnehmer
konnten sich anhand fünf spannender Prä-
sentationen zur mobilen Erfassung von 3D-
Bestandsdaten für Schienenwege, Straßen
und Wasserstraßen, zu Plätzen, Deponien,
Steinbrüchen u. a. m. informieren. Die
vorgestellten Anwendungsfelder waren
vielfältig, von der Entwurfs- und Überwa-
chungsmessung, über das Aufmaß für die
Deckenoptimierung, die Bestandsdoku-
mentation für die Siedlungsentwicklung
oder auch die Mengenermittlung, um nur
einige zu nennen.
AutomatisierungDie Laserscanning-Technologie ist längst
ihren Kinderschuhen entwachsen. Wäh-
rend die Erfassungstechnik bereits eine
stattliche Qualität erreicht hat, fehlen für
viele Anwendungsgebiete noch praxistaug-
liche Auswerteautomatismen. Das haben
besonders die Referenten in den projekt-
bezogenen Beiträgen immer wieder betont.
Dabei waren sich die Experten auf der
BauScan2011 jedoch einig, dass es auf ab-
sehbare Zeit noch keine vollautomatischen
Lösungen geben wird. Handarbeit wird
auch weiterhin nötig sein.
Gute AussichtenEs entstehen allerdings immer mehr An-
wendungen, die die Nachbearbeitung von
Punktwolken vereinfachen. Mehr und
mehr werden interaktive, halbautomatische
Prozesse die Punktwolkenauswertung be-
schleunigen. Nur in wenigen Anwendungs-
feldern gibt es bereits gute Lösungen. Mit
dem Konzept der vollständigen Integration
der Punktwolken in den Planungsprozess
steht CARD/1 hier in der ersten Reihe.
Die Laserscanning-Konferenz in Mag-
deburg war ein großer Erfolg und hat
Einsteigern wie Profis ein gelungenes Fo-
rum für den fachlichen Erfahrungs- und
Meinungsaustausch geboten. Wir freuen
uns schon jetzt auf die nächste BauScan.
Branche | interAktiv 1/2012 | 5
Wenn’s um die Befahrbarkeit von Straßen geht – CARD/1
} Einfache Bedienung
}Mitgelieferte Fahrzeugbibliothek nach Richtlinien der FGSV
}Mehrere Berechnungsverfahren
}Animierte Fahrt entlang Leitlinie
}Visualisierung mit Spurlinien und Fahrzeug
}Befahrbarkeit unter Berücksichtung
fahrzeugspezifischer Eigenschaften
}Integriertes Plotten
Mehr Informationen unter Tel. +49 (0) 40/53412-400, [email protected] oder bei Ihrem regionalen Vertriebspartner.www.card-1.com/?816
Dynamische Schleppkurve – die Software für die Schleppkurvenberechnung
Internet-Mobil
10 | interAktiv 2/2011 | Aus der Praxis
K inematische Laserscanverfahren wer-
den immer öfter auch bei der Erfas-
sung von Bestandsdaten für Verkehrsinfra-
strukturanlagen eingesetzt. Klarer Vorteil
dieser Methode gegenüber den klassischen
Messverfahren ist die störungsfreie, schnel-
le und sichere Erfassung der benötigten Da-
ten. Immer wieder wird jedoch die Frage
diskutiert, ob die Genauigkeiten für diese
Projekte ausreichen. Felix Eitel, Absolvent
der HafenCity Universität Hamburg, unter-
suchte nun in seiner Bachelorarbeit die
Genauigkeit der Scannerdaten. Die Arbeit
betreuten Robert Hau (Nebel + Partner,
Schles wig) und Professor Thomas Kersten.
Das Ergebnis der Untersuchungen ist ein-
deutig: Das Airborne Laserscanning (ALS)
und das Mobile Laserscanning (MLS) er-
füllen in Kombination alle Anforderungen
der Entwurfsvermessung.
Ist kinematisches Laserscanning ausreichend genau? Zur Erfassung der Bestandsdaten von Verkehrsinfrastrukturanlagen werden immer öfter kinematische
Laserscanverfahren eingesetzt. Das bringt zwar viele Vorteile gegenüber klassischen Messverfahren mit
sich – ist das Mobile und Airborne Laserscanning aber auch ausreichend genau? Dieser Frage ging
Felix Eitel im Rahmen seiner Bachelorarbeit an der HafenCity Universität Hamburg nach. Er untersuchte
dafür die Genauigkeiten von Messdaten und Ergebnissen in einem Projekt für die Niedersächsische
Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr.
Untersuchungsgebiet
Grundlage für die Genauigkeitsuntersu-
chungen waren die Messdaten und die Er-
gebnisse eines Projekts für die Niedersäch-
sische Landesbehörde für Straßenbau und
Verkehr, Geschäftsbereich Nienburg. Das
Projektgebiet umfasst ca. 1,5 km Bundes-
straße und hat eine Gesamtfläche von rund
2 km2. Projektziel war die Entwurfsvermes-
sung für eine anstehende Planungsmaß-
nahme. Untersuchungsgegenstand waren
die Ergebnisse der Lage- und Höhennetz-
messung, die erfassten Daten aus der Befah-
rung mit dem fahrzeuggestützten System
StreetMapper sowie Bild- und Laserdaten
aus einer Befliegung mit dem helikopterge-
stützten TopEye-System. Im Rahmen des
Projektes wurde ein Lage- und Höhennetz
angelegt und mittels Tachymeter und
Digitalnivellier aufgenommen. Das geodä-
tische Netz wurde mit einer Genauigkeit
von ± 10 mm in der Lage und ± 2 mm in
der Höhe bestimmt und als Grundlage für
die weiteren Untersuchungen verwendet.
Mobile und Airborne LaserscanningFür die Erfassung mit dem mobilen Laser-
scansystem StreetMapper wurden sämtliche
Fahrstreifen in beide Fahrtrichtungen be-
fahren. Dieses System erfasst den gesamten
Verkehrsraum durch zwei Laserscanner.
Zusätzlich wurden während der Befahrung
geocodierte Bild- und Videoda ten aufge-
zeichnet. Aus den Scanneraufnahmen wur-
de eine mittlere Punktdichte von ca. 2.400
Messpunkten pro m2 erzeugt.
Als ergänzende Vermessung wurde das
Gebiet mit dem Airborne Laserscansystem
TopEye in einer Flughöhe von ca. 200 m
über Grund beflogen. Auch dieses Aufnah-
mesystem setzt für die Bestandserfassung
Felix Eitel, Robert Hau
Übersicht über das Untersuchungsgebiet.Laserdaten der Kreuzung.
Aus der Praxis | interAktiv 2/2011 | 11
Laserscanner und eine hoch auflösende ka-
librierte Digitalkamera ein. Aus den Einzel-
bildern der Kamera – die Bodenauflösung
betrug 2,5 cm – wurden Orthophotos be-
rechnet. Die Punkwolke mit 35 Punkten/m2
wurde mittels automatischer Routinen in
Bodenpunkte und Vegetation klassifiziert.
Sämtliche Daten wurden über terres-
trisch bestimmte Passpunkte in das geodä-
tische Netz transformiert. Die Bestimmung
des Höhenoffsets erfolgte getrennt für die
MLS und ALS Laserscandaten. Ein abschlie-
ßender Vergleich mit 20 Kontrollpunkten
ergab eine absolute Lagegenauigkeit der Or-
thophotos von ± 34 mm sowie eine absolu-
te Höhengenauigkeit der Laserscandaten
von ± 15 mm.
Um die Messdaten bzw. die hieraus di-
gitalisierten Bestandsdaten hinsichtlich der
Genauigkeit zu untersuchen, wurden Hö-
henraster, Querprofile und Einzelpunkte
(Objekte) mittels tachymetrischer Aufnah-
me und Feinnivellement in Lage und Höhe
bestimmt.
HöhenrasterFür die Genauigkeitsüberprüfung der ALS-/
MLS-Höhen im befestigten und im unbefe-
stigten Terrain wurden drei verschiedene
Raster mit je 25 Stützpunkten in unter-
schiedlichen Bereichen des Erfassungsge-
bietes gemessen. Ein Höhenraster wurde
tachy metrisch in unbefestigtem Terrain
(unbefestigter Weg) und zwei Höhenraster
mittels geometrischer Höhenbestimmung
auf befestigtem Untergrund im Straßenbe-
reich bestimmt. Die terrestrisch gemesse -
nen Raster wurden mit automatisch interpo-
lierten Rasterpunkten aus den jeweiligen
ALS- und MLS-Laserdaten verglichen.
Die Untersuchung ergab eine Genauig-
keit von ± 4 mm in der Höhe für die fahr-
zeuggestützten MLS-Daten im Straßenbe-
reich sowie ± 20 mm im Bereich von unbe-
festigtem Untergrund. Das Höhenraster für
den unbefestigten Untergrund lag dabei ca.
15 m seitlich der Befahrungsachse des mo-
bilen Messsystems hinter einer bewach-
senen Grünfläche. Für die helikopterge-
stützten ALS-Daten wurde eine Genauig-
keit von ± 7 mm im befestigten Bereich und
± 16 mm auf unbefestigtem Untergrund er-
rechnet.
QuerprofileAn sechs über das Projektgebiet verteilten
Stationen wurden Querprofile der Fahr-
bahn und der angrenzenden Seitenbereiche
tachymetrisch gemessen. Aus den ALS- und
MLS-Punktwolken wurden automatisch
Profillinien generiert und an den Stütz-
punkten der tachymetrischen Profilmes-
sung mit dem Soll-Profil verglichen. Im be-
festigten Bereich der Fahrbahnen betrug die
Höhendifferenz für die ALS/MLS Daten 1-2
cm. In unbefestigten Bereichen, und hier
besonders an den Graben- und Böschungs-
kanten, traten bei den Daten des fahrzeug-
gestützten Messsystems Abweichungen von
bis zu 60 cm auf. Wenn die Geländeoberflä-
che unterhalb des Straßenniveaus liegt und
zudem mit Gras oder anderer Vegetation
bewachsen ist, liegt eine für das fahrzeugge-
stützte Messsystem ungünstige Aufnahme-
konstellation vor, da dort durch den Scan-
winkel des Messsystems wenig Daten erfasst
werden.
Die Genauigkeit der aus der Luft er-
fassten Scandaten für Punkte im Bereich
des Geländes war deutlich höher, da sich
der Scanwinkel geometrisch optimaler aus-
wirkt. Doch auch hier traten Differenzen
von bis zu 30 cm auf. Nähere Überprü-
fungen ergaben, dass diese durch eine nicht
einwandfreie automatische Klassifizierung
der Geländepunkte sowie durch die auto-
matische Generierung der 3D-Profillinie
verursacht wurden. Daraufhin wurden so-
wohl die Laserdaten als auch die Profil-
linien im Bereich der Böschungen und Grä-
ben manuell nachklassifiziert. Der erneute
Vergleich mit den Höhen der Tachymeter-
messung ergab eine erhebliche Genauig-
keitssteigerung auf ± 5 cm.
Unbefestigtes Gelände, z.B. Bereiche unterhalb des Straßenniveaus, ließ sich mit dem fahrzeuggestützten Messsystem wegen des ungünstigen Scanwinkels nicht genau genug erfassen.
Vergleich der Höhen: Durch unterschiedliche Aufnahmepositionen ist eine genauere Erfassung des Geländes auch im unbefestigten Terrain möglich.
Kreuzung Testbereich mit Objekten: z. B. Schilder, Fahrbahnränder, Fahrbahnmarkierungen und Schächte.
12 | interAktiv 2/2011 | Aus der Praxis
Einzelpunkte (Objekte)Außerdem wurden die Koordinaten von
insgesamt 125 eindeutig definierbaren Ob-
jekten tachymetrisch bestimmt und den
Auswertungen auf Grundlage der Ortho-
photos bzw. den kombinierten ALS/MLS-
Daten gegenübergestellt. Objekte, die aus-
schließlich auf Grundlage des Orthophotos
bestimmt wurden, hatten eine Genauigkeit
von ± 35 mm in der Lage. Problematisch
war hier insbesondere die sichere Bestim-
mung der Fußpunkte von Objekten (Iden-
tifikationsgenauigkeit), z. B. Verkehrsschil-
dern. Jedoch die kombinierte Nutzung der
Befliegungs- und Befahrungsdaten mit
Punktwolken aus beiden Messsystemen und
der Orthophotos, ergaben eine Lagegenau-
igkeit von ± 20 mm und eine Höhengenau-
igkeit von ± 15 mm.
FazitDas Airborne Laserscanning sowie das Mo-
bile Laserscanning eignen sich nachweislich
für die Bestandserfassung von Verkehrsan-
lagen. Selbst große Flächen oder lange Tras-
sen können schnell erfasst werden, ohne
den Verkehr wesentlich zu behindern. Das
MLS-Verfahren weist dann Schwächen auf,
wenn ungünstige Messbedingungen beste-
hen, etwa bei Gräben oder Böschun gen.
Dies kann allerdings durch die Kombinati-
on mit Laserscandaten aus der Luft stark
verbessert werden. Bei der Generierung von
Profilen aus Laserscannerdaten ist das ver-
wendete Messverfahren durch visuelle Kon-
trollen und manuelle Nacharbeit zu verbes-
sern, um ausreichende Genauigkeiten zu
erhal ten. Das kombinierte MLS/ALS-Ver-
fahren liefert Daten mit Genauigkeiten, die
für die Erfassung von Bestandsdaten ausrei-
chend ist. Voraussetzung hierfür ist, dass
terrestrisch bestimmte Passpunkte zur ver-
besserten Lagerung der Daten genutzt wer-
den. So können Genauigkeiten erreicht
wer den, die mit einer einfachen Tachyme-
teraufnahme gleichzusetzen sind.
Mehrwert der ScannerdatenBei dem verwendeten flächenhaften Auf-
nahmeverfahren entstehen Laserscannerda-
ten und Orthophotos, die weit mehr Be-
standsinformationen bieten als traditionelle
Messdaten. Der wesentliche Unterschied
gegenüber den klassischen Messmethoden
liegt in der beinahe lückenlosen Abtastung
der gesamten Bestandssituation. Werden
herkömmlich nur einige ausgewählte
Punkte oder Profile in größeren Abständen
aufgenommen, erfassen die Scanner die ge-
samte Topografie mit einer sehr hohen
Punktdichte. So können nicht nur die Ein-
zelobjekte ausgewertet, sondern an jeder
beliebigen Stelle Schnitte und Profile abge-
leitet werden. Flächen, z. B. die Fahrbahn,
werden nicht nur alle 10 m oder 25 m durch
ein Querprofil erfasst, sondern liegen als
Punkwolke mit sehr hoher Dichte und Ge-
nauigkeit vor. Diese Daten stehen jederzeit
für ergänzende Auswertungen und Unter-
suchungen im Büro zur Verfügung.
StreetMapper, ein fahrzeuggestütztes Lasermesssystem mit GPS-Reveiver, InS/IMU, Laserscanner und Kameras.
Im Messeinsatz: Airborne Laserscansystem TopEye.Ergebnisse eines Profils der Tachymeteraufnahme verglichen mit den Ergebnissen der manuellen Auswertung auf Grundlage der Punktwolke und der Orthophotos.
nutzen Sie für Scannerdaten schon die neuen
Auswertefunktionen der CARD/1 Punktwolke?
Mehr unter www. card-1.com.
Aus der Praxis | interAktiv 1/2011 | 17
Punktwolken – ideal für die VariantenuntersuchungLaserscannerdaten sind hervorragend geeignet, um bei der Bestandserfassung und Trassenfindung im
Rahmen der Vorplanung Zeit und Kosten zu sparen. Diese Erkenntnis gewann das Amt für Geoinfomation
und Bodenordnung in Nürnberg aus der Variantenuntersuchung für eine Abwasserüberleitung.
D as Nutzen von Punktwolken spart
schon bei der Vorplanung viel Zeit
und Geld. Das ist das Fazit einer Varianten-
untersuchung für die Abwasserüberleitung
von der Gemeinde Kalchreuth ins benach-
barte Netz der Stadt Nürnberg. Das Amt
für Geoinformation und Bodenordnung
Nürnberg führte die Bestandsaufnahme
und die Trassierung mit CARD/1 durch.
Rahmenbedingungen
Für die Abwasserüberleitung von Kalch reuth
nach Nürnberg war eine möglichst kosten-
günstige Trasse zu finden. Die topografi-
schen Bedingungen machten eine differ en-
zierte Prüfung unterschiedlicher Var i ant en
erforderlich: An einer Stelle sind 75 Höhen-
meter auf einer Strecke von 2.500 Metern zu
überwinden. Mehrere kreuzende Straßen
verschiedener Kategorien, Gewässer und
Versorgungsleitungen waren zu berücksich-
tigen. Aus dem Ergebnis der Untersuchung
resultierte eine 10,5 km lange, kombinierte
Druck- und Spiegelleitung mit einem Ko-
stenvolumen von etwa 4,8 Mio. Euro.
StrategieIm Rahmen der Vorplanungen für die Lini-
enführung und die erforderlichen Bau-
werke (Anzahl der Pumpwerke, Autobahn-
Düker ...) sollte das Amt für Geoinformati-
on und Bodenordnung die Grundlagen
liefern. Die zuständigen Vermessungsinge-
nieure legten sich dafür folgende Strategie
zurecht:
}Bestellung einer vierwöchigen Probeli-
zenz für die Verwaltung und Auswertung
von Punktwolken mit CARD/1
}Nutzung der Laserscanner-Daten (nur
„sichere Bodenpunkte“) im 1 Meter-Ab-
stand des Bayerischen Landesamtes für
Vermessung und Geoinformation (LVG)
in einem Ausschnitt von 4.400 x 9.300 m
(ca. 40 km²)
}Nutzung der Digitalen Topografischen
Karte im Maßstab 1 : 25.000 (DTK25) als
Hintergrund-Rasterdaten in CARD/1
}Aufmaß der Trassenführung im freien
Gelände mit GNSS
}Detailliertes Aufmaß der kritischen Stel-
len mittels Tachymeter: Unterquerung
der 6-spurigen Autobahn A9, inklusive
parallel dazu verlaufender Gasleitung,
Unterquerung des Gewässers Gründlach,
Unterquerung der Staatsstraße St2243
und der Kreisstraße ERH6
}Tachymetrische Bestimmung und Nivel-
lement der Festpunkte im Waldgebiet
und im Bereich der Unterquerung der
Autobahn A9
}Trassierung mit CARD/1
}Beschaffung der CARD/1 Lizenzen für
die Verwaltung und Auswertung von
Punktwolken nach erfolgreichem Test
zur Fortführung des Projekts sowie für
weitere Laserscanner-Anwendungen.
DatenaufbereitungDie aufbereiteten Last-Pulse-Laserscanner-
Daten vom Landesamt für Vermessung und
Geoinformation dienten als Grundlage für
die Untersuchungen. Hierfür wurden 1,2
Gigabyte Daten im Format „Zoller+Fröh-
lich“ als Punktwolke in CARD/1 eingelesen.
Anschließend wurde die Punktwolke auf
den tatsächlich benötigten, trassennahen
Bereich mittels Selektionspolygon zurecht
geschnitten.
VorbereitungenDer Achsentwurf für die Varianten erfolgte
in CARD/1 anhand der GNSS- und Laser-
scannerdaten mit der Digitalen Karte
DTK25 im Hintergrund (georeferenzierte
tif-Karte). Das Geländemodell wurde aus
der Punktwolke jeweils in einem Korridor
10 m rechts und links der Trasse automa-
tisch berechnet. Die Geländelinie, die eben-
falls aus der Punktwolke generiert wurde,
diente als Basis für den Längsschnitt ent-
lang der Achsen. Das Festpunktfeld wurde
im freien Gelände mit GNSS gemessen, im
Wald und an der Autobahn A9 mittels
GNSS und Tachymeter. Die Trassenvarian-
ten wurden per GNSS-Aufmaß bestimmt.
Gas- und Wasserleitungen sowie Lichtwel-
lenleiter wurden als Zwangspunkte erfasst.
Nach Änderung der Achslage konnten das
DGM und die Längsschnitte aus den Punkt-
wolken schnell erzeugt und geliefert wer-
den. Um die Unsicherheit der GNSS-Hö-
hengenauigkeit zu eliminieren, wurden,
nachdem die Trasse endgültig festgelegt
war, alle Festpunkte mittels Digitalnivellier
höhenmäßig erfasst und mit dem Nivelle-
ment-Modul in CARD/1 berechnet.
Weiteres VorgehenDas Amt für Geoinformation erstellt ent-
lang der Trasse ein Detailaufmaß für Bäche
und Straßen. In der Folge der politischen
Entscheidungen zur Baumaßnahme werden
dann die Grundlagen nach der Schnee-
schmelze 2011 an die Baufirma zur weiteren
Verwendung übergeben.
KosteneinsparungDurch die Verwendung von Laserscanner-
Daten war es nicht mehr erforderlich, ein
kilometerlanges, zeit- und kostenintensives
Aufmaß der Trassenführung anzufertigen.
Vor allem nach der im Herbst 2010 erfolg-
ten Änderung der Trassenführung kamen
die Stärken der flächendeckenden Laser-
scanner-Daten voll zum Tragen. Insgesamt
ließ sich die Projektdauer erheblich redu-
zieren und Kosten sparen.
Viele Vorteile Die von den Landesämtern zur Verfügung
gestellten gerasterten Höhenmodelle, z. B.
im 1m-Abstand, sind wertvolle Ausgangs-
daten für die Vorplanung. In Kombination
mit GNSS-Daten und digitalen Karten bie-
ten sie eine ausgezeichnete Grundlage für
die Trassierung und die hydraulische Pla-
nung. Außerdem müssen sensible Bereiche,
wie eingezäunte Grundstücke, nicht mehr
betreten werden, um genaue Höhenkoten
zu erhalten. Die Module zur Verwaltung
und Auswertung von Punktwolken in
CARD/1 haben sich ebenfalls bewährt. Sie
wurden im Fortgang der Projektbearbei-
tung auch für künftige Projekte beschafft.
Wieland Engl
Detail aus dem Längsschnitt der Trasse der Abwasserleitung von Kalchreuth nach Nürnberg.
Wie
land
Eng
l, Am
t für
Geo
info
rmat
ion
und
Bode
nord
nung
, Nür
nber
g
D ie Erfassung von Bestandsdaten im Be-
reich von Verkehrswegen stellt für die
Vermessung eine besondere Herausforde-
rung dar. Es sind Sicherungs- und Ab-
sperrmaßnahmen erforderlich, um die
Vermessungsarbeiten durchführen zu dür-
fen und zu können. Trotz der Absicherung
blei bt das Arbeiten im Straßen- oder Schie-
nenbereich für den Messtrupp immer ge-
fährlich, und ein störungsfreier Ablauf der
Messung ist selten möglich. Darüber hi-
naus kommt es regelmäßig zu Beeinträchti-
gun gen des Verkehrs, insbesondere bei
Fahr bahnsperrungen auf stark befahrenen
Auto bahnen oder Bundesstraßen. Im Fol-
gen den wird ein Messverfahren vorgestellt,
das die sichere und störungsfreie Vermes-
sung im Straßenverkehr erlaubt und
gleich zeitig geeignete Grundlagendaten für
Stra ßenplanungen liefert, die die Genauig-
keitsanforderungen gem. RAS-Verm
erfüllen.
Das Projekt Im Zuge des geplanten Um- und Ausbaus
der OD Bassum von km 11,64 bis km 10,37
wurde seitens der Niedersächsischen Lan-
desbehörde für Straßenbau und Verkehr,
Geschäftsbereich Nienburg (Dipl.-Ing.
Bernd Habermann), der Auftrag für die er-
forderlichen Vermessungsarbeiten und die
Herstellung von Grundplänen als Entwurfs-
basis vergeben. Wesentliche Bestandteile
dieses Auftrages waren die Bestandserfas-
sung der ca. 1,3 km langen Ortsdurchfahrt
mittels Mobile (MLS) und Airborne Laser-
scanning (ALS) und die Vektorisierung der
aufgenommenen Punktwolken auf Grund-
lage des länderspezifischen „Kode2000“.
Mittels terrestrischer Kontrollmessungen
war außerdem der Nachweis zu erbringen,
dass mit diesem kombinierten Aufnahme-
verfahren Genauigkeiten erreicht werden,
Airborne und Mobile Laserscanning Für die Herstellung von Grundplänen als Entwurfsbasis für den Um- und Ausbau der Ortsdurchfahrt
Bassum wurde der Bestand mittels helikopter- und fahrzeuggestützter Messsysteme aufgenommen
und mit CARD/1 planungsgerecht aufbereitet. Kontrollmessungen bestätigen die Einhaltung der
Genauigkeitsanforderungen gemäß RAS-Verm bei diesem Messverfahren. Auch in puncto Sicherheit,
Schnelligkeit und Wirtschaftlichkeit eröffnen sich damit neue Spielräume.
die eine Nutzung der Scannerdaten in der
Straßenplanung erlauben.
Airborne (ALS) und Mobile (MLS) LaserscanningDie Erfassung von Punktwolken und Bild-
daten wurde mittels helikopter- und fahr-
zeuggestützter Messsysteme durchgeführt.
Dabei kamen die Systeme TopEye (ALS)
und Streetmapper (MLS) zum Einsatz.
ALS/MLS-Systeme bestehen im Wesent-
lichen aus folgenden Komponenten:
} GPS, INS/IMU
} einem oder mehreren Laserscannern
} Kamera- und Videosystemen
} Odometer (Wegmesser) für MLS
Da die Kamerabilder der fahrzeuggestützten
Systeme für Projekte mit hohen Genauig-
keitsanforderungen in der Regel nur zur Er-
kennung von Objekten dienen und auf
Grund der Geschwindigkeit hohe Aufnah-
mefrequenzen nötig sind, werden dabei Ka-
merasysteme mit mittlerer Auflösung (2-4
Megapixel) eingesetzt. Im Gegensatz dazu
ist im Airborne Laserscannersystem eine
hochauflösende, kalibrierte Kamera (Rollei
AIC, 39 Megapixel) inte griert.
Beide Systeme ermöglichen die hoch-
genaue Erfassung von Bestandsdaten für
langgestreckte Anlagen in kürzester Zeit.
Eine Störung des Verkehrs wird vermieden,
da die fahrzeuggestützten Messsysteme auf
Grund Ihrer hohen Scanfrequenzen mit dem
fließenden Verkehr „mitfahren“ kön nen.
Befliegung Um aus der luftgestützten Aufnahme eine
höchstmögliche Auflösung der Luftbilder
und Laserscannerdaten zu erhalten, wurde
der Flug in nur 150 m Höhe über Grund
durchgeführt. Die Befliegung zwei paralle-
ler Streifen sicherte einen ausreichend brei-
ten Korridor für die spätere Auswertung.
Folgende Auflösungen wurden für die Be-
fliegungsdaten erreicht:
} Luftbild: Bodenauflösung 2 cm
} Punktwolke: ca. 50 Messpunkte pro m2
BefahrungMit dem Messfahrzeug wurde jede Fahr-
spur in beiden Fahrtrichtungen befahren.
Die Aufnahmegeschwindigkeit lag ver-
kehrsbedingt zwischen 30 und 50 km/h.
Auf Grund der niedrigen Geschwindigkeit
lag die Punktdichte der beiden Scanner
(Messrate je 200.000 Punkte/sec.) bei ca.
3.000 Messpunkten pro m2.
Die beiden Kamerasysteme waren ent-
gegen der Fahrtrichtung ausgerichtet. In
Robert Hau
ALS-System TopEye. Helikopter mit einem komplexen System zur dreidimensionalen Erfassung von Daten.
Fahrzeug mit einem MLS-System Streetmapper für die Erfassung von Straßenoberflächen und der unmittelbaren Umgebung.
14 | interAktiv 2/2010 | Aus der Praxis
Fahrtrichtung wurde zusätzlich ein Video
aufgezeichnet.
Auswertung der MessdatenNach Abschluss von Befliegung und Befah-
rung wurden die Messdaten aufbereitet. Die
Laserscannerdaten wurden dafür in das ört-
liche Koordinatensystem transformiert und
automatisch klassifiziert. Eine anschlie-
ßende visuelle Überprüfung des Klassifizie-
rungsergebnisses sowie eine manuelle
Nachbearbeitung sicherte die Qualität der
aufbereiteten Punkte. Die Laserscannerda-
ten der beiden Messsysteme wurden kom-
biniert, so dass eine sehr dichte 3D-Punkt-
wolke für die anschließende Auswertung
zur Verfügung stand.
Aus den Einzelbildern der Befliegung
wurde ein ausgeglichener Bildverband be-
rechnet und anschließend auf das Gelände
entzerrt. Als Ergebnis lagen hochauflö-
sende, georeferenzierte Orthophotos mit ei-
ner Bodenauflösung von nur 2 cm für den
gesamten Projektbereich vor.
Die Aufnahmen der beiden Kameras des
Messfahrzeuges wurden ebenfalls geoko-
diert, so dass sie als Unterstützung bei der
Digitalisierung genutzt werden konnten.
Eine Umrechnung dieser Bilddaten zu Or-
thophotos ist möglich, aber auf Grund der
Aufnahmerichtung und der zum Teil ho-
hen Verzeichnungen der Kameraobjektive
nicht zu empfehlen. Vielmehr wurden sie
zur Interpretation und zum Einfärben der
Punktwolke genutzt.
GenauigkeitenDie Positionsbestimmung des Helikopters
und des Messfahrzeuges erfolgte über die
Auswertung der GPS/GLONASS-Beobach-
tungen im Post-Processing. Auch hier liegt,
wie beim RTK-Verfahren, die zu erwar-
tende Genauigkeit in Lage und Höhe bei ca.
2-3 cm für die Position des Messsystems.
Hinzu kommen noch systembedingte Feh-
leranteile, so dass die resultierende Genau-
igkeit für eine Straßenplanung nicht ausrei-
chend wäre.
Zur verbesserten Lagerung der Bild-
und Laserscannerdaten wurden deshalb im
Aufnahmebereich geeignete Pass- oder
Kontrollpunkte mittels GPS, Tachymetrie
und Nivellement bestimmt. Hierzu können
im örtlichen Bereich z.B. Fahrbahnmarkie-
rungen oder auf Autobahnen spezielle Mar-
kierungen im Bereich des Seitenstreifens
bestimmt werden. Die Messung lässt sich
zusammen mit der Bestimmung von Fest-
punkten für die späteren Baumaßnahmen
durchführen.
Für die 1,3 km lange Ortsdurchfahrt
Bassum wurden rund 20 Passpunkte
bestimmt. Über eine Transformation wer-
den die Messdaten der ALS- und MLS-Mes-
sungen in Lage und Höhe optimiert. Hier-
bei werden Genauigkeiten in der Höhe von
± 1 cm (1s) für die MLS-Laserdaten und
± 1,5 cm (1s) für die ALS-Laserdaten er-
reicht. Die Lagegenauigkeit der Orthopho-
tos ist besser als 1 Pixel, also besser als
± 2 cm.
Um eine abschließende Aussage über
die erreichte Genauigkeit zu erhalten, wur-
den 10 Querprofile gemessen. Der Ver-
gleich von eindeutig definierten Punkten
ergab eine maximale Differenz von 2 cm
aus den beiden Messverfahren.
Auch die Untersuchungen in einem wei-
teren Projekt bestätigen diese Genauig-
keiten. Hier wurden auf einer 2 km langen,
vierspurigen Straße rund 500 tachymetrisch
bestimmte Messpunkte mit denen auf
Grundlage von MLS- und ALS-Daten be-
stimmten Punkten verglichen. Das Resultat
dieser Untersuchung ergab eine Lage- und
auch Höhengenauigkeit von ± 1,5 cm.
Die Kombination ALS/MLS in Verbin-
dung mit der Messung von Passpunkten
liefert eine für die Entwurfsplanung mehr
als ausreichende Genauigkeit gemäß den
Anforderungen der RAS-Verm.
BestandsdatenAuf Grundlage der Befliegungs- und Befah-
rungsdaten wurden anschließend u.a. in
CARD/1 alle relevanten Bestandsdaten aus-
gewertet. Mit Hilfe der hochauflösenden
Luftbilder wurden die Topografie lagemä-
ßig erfasst und die Vektorelemente entspre-
chend den Vorgaben attribuiert. Eine opti-
male Unterstützung bei der Differenzierung
der Objekte, z. B. bei Verkehrszeichen,
bilden die Bild- und Videoinformationen
des Messfahrzeuges. Durch die Nutzung
der Punktwolken kann für jedes Objekt eine
Höhe bestimmt werden, wobei im Straßen-
bereich die Daten des mobilen Scanners
und im Außenbereich die Daten des hub-
schraubergestützten Scanners genutzt wur-
den. Als Ergebnis lagen dreidimensionale
Punkt-, Linien- und Flächenobjekte vor.
Aus den so gewonnenen Bruchkanten und
der ausgedünnten Punktwolke wurde dann
noch ein hochgenaues digitales Gelände-
modell erzeugt.
3D-Punktwolke inkl. farblich markierter Bestandsobjekte.
Aus der Praxis | interAktiv 2/2010 | 15
Firmenporträt
Nebel & Partner ist ein deutschlandweit
und darüber hinaus tätiges Unterneh-
men auf allen Gebieten des Vermes-
sungswesens.
Im Ingenieurbereich bieten wir ne-
ben den klassischen Vermessungs-
leistungen rund um Planung und Bau
insbesondere die kinematischen
Verfahren des Airborne- und Mobile-
Laserscannings für Anwendungen mit
hohen Anforderungen hinsichtlich
Auflösung und Genauigkeit an.
Zudem sind zwei Partner der Gesell-
schaft in Schleswig-Holstein als Öffent-
lich bestellte Vermessungsingenieure
zugelassen, so dass wir auch sämtliche
hoheitlichen Vermes sungsleistungen
abdecken.
Nebel & PartnerVermessung · GeoinformationSchleistraße 1824837 SchleswigTelefon +49 (0) 4621/96 49 - 0Telefax +49 (0) 4621/96 49 - [email protected], www.nebel-partner.de
16 | interAktiv 2/2010 |
Mit CARD/1 steht eine Software zur Verfü-
gung, die den kompletten Ablauf der
Bestandsdatenauswertung auf Grundlage
dieser kombinierten ALS/MLS-Daten
ermöglicht. Neben der Visualisierung und
Digitalisierung von Orthophotos ist hier
insbesondere auch die einfache Nutzung
und Verarbeitung der Punktwolken mög-
lich. Die länderspezifische Objektattri bu-
ierung, die Erstellung der Geländemodelle
oder auch die Übernahme von ALK/ALB-
Daten konnten ohne Probleme im Sinne
des Auftraggebers geleistet werden ...
Warum ALS und MLS?Die beiden Messsysteme erfassen die Topo-
grafie aus sehr unterschiedlichen Perspek-
tiven. Der Scanner des hubschrauberge-
stützten Systems befindet sich ca. 150 m
über dem Gelände, der Scanner des Fahr-
zeuges nur 2-3 m. So sind die Laserscanner-
daten aus der Luft gerade für die Bereiche
seitlich der Straße unbedingt notwendig.
Böschungen oder Gräben werden vom La-
ser des Fahrzeuges nur teilweise erfasst, falls
diese unter dem Straßenniveau liegen. Auch
die Digitalisierung der Objekte rein auf
Grundlage der Punktwolke ist nur schwer
möglich. Objekte, wie Abläufe oder Gullys,
sind in einer Intensitätsdarstellung der La-
serscannerdaten nur schwer oder gar nicht
erkennbar. Hier ist das hochauflösende
Luftbild gegenüber der Bildaufnahme vom
Fahrzeug weitaus effizienter. Verfahrens-
und systembedingt sind Genauigkeiten un-
ter 2 cm in der Lage für die Orthophotos
aus der Befahrung (noch) nicht möglich.
Das ALS/MLS-Verfahren wurde mittler-
weile bei fünf weiteren Straßenplanungs-
projekten für die Entwurfsvermessung er-
folgreich eingesetzt. Die Laserscannerdaten
sind auch dort Grundlage, z.B. für den Ent-
wurf eines Knotens, für die Deckenerneue-
rung auf Bundesstraßen und Autobahnen
und für den Brückenbau. Auch die Bereit-
stellung vermessungstechnischer Grundla-
genpläne für die BAB A7 in Hamburg zwi-
schen Elbtunnel und Landesgrenze zum
Zwecke des 6/8-streifigen Ausbaus wurde
mittels ALS und MLS bewältigt.
SchlussbetrachtungDas hier beschriebene Verfahren ermög-
licht die Erfassung von Bestandsdaten mit
Tachymetergenauigkeit. Darüber hinaus er-
laubt es eine fast störungsfreie Durchfüh-
rung der Messaufgabe im Straßen- und
auch Schienenbereich. Als Mehrwert zur
klassischen Vermessung liegen die Ortho-
photos, die Punktwolken sowie die Kame-
ra- und Videodaten vor. Diese ermöglichen
weitere detailliertere Auswertungen und die
Kontrolle der Vollständigkeit und Richtig-
keit der Auswertung.
Auch die Wirtschaftlichkeit und insbe-
sondere die Schnelligkeit dieses Verfahrens
ist zu betonen. Selbstverständlich sind die
Rüstkosten für die Mobilisierung der
Messsysteme nicht unerheblich. Allerdings
fallen teure Absperrmaßnahmen weg und
die Kombination mehrerer kleiner Projekte
ermöglicht eine starke Reduzierung dieser
Kosten. Sind die beiden Systeme erst mal
richtig „in Fahrt oder im Flug“, lassen sich
leicht 100 km am Tag erfassen.
Gerade in Deutschland, wo ein sehr
dichtes Verkehrsnetz mit sehr starkem und
auch schnellem Verkehr vorhanden ist,
wird sich dieses Messverfahren bewähren
und durchsetzen. Selbstverständlich gibt es
noch viele weitere Einsatzmöglichkeiten,
die sich im Laufe der Zeit rasch aufzeigen
werden.
Hochgenaues digitales Geländemodell der Ortsdurchfahrt Bassum.
16 | interAktiv 2/2010 | Aus der Praxis
M it rund 180 Gleiskilometern und 104
km ein- und zweispuriger Tunnel in
6 Linien hat Barcelona ein gut ausgebautes
Metro-Netz. Um die bestehenden und die
im Bau befindlichen neuen Linien effektiv
betreiben zu können, hatte der Verkehrs-
verbund Barcelonas TMB (Transports Me-
tropolitans de Barcelona) beschlossen, ein
Geoinformationssystem (GIS) aufzusetzen.
Mit dem GIS sollen neben der Geometrie
der Gleisanlagen alle Objekte im Gleisraum
verwaltet werden, die für die Planung und
die Koordinierung des Unterhalts wichtig
sind.
Die TMB beauftragte als Generalunter-
nehmer das spanische Gleisbauunterneh-
men COMSA ENTE mit der Erhebung der
GIS-Daten. Es ist eine der großen Gleis-
baufirmen Spaniens mit Präsenz im In- und
Ausland. Während die vermessungstech-
nische Erfassung der Gleislage die erfah-
renen Gleisbauer vor keine größeren Pro-
bleme stellte, war schnell klar, dass die Auf-
nahme des Tunnelinventars mit klassischer
Vermessung nicht durchführbar ist.
COMSA ENTE hat sich daher an die Firma
Geoconcept S.L. aus Valencia gewendet, um
ein Konzept zu entwickeln, mit dem die In-
ventarisierung der Tunnelobjekte so effizi-
ent wie möglich durchzuführen ist.
GrundlagenvermessungUm am Ende für alle Daten homogene Ko-
ordinaten im Landessystem zu erhalten,
wurde als erstes oberirdisch ein neues Netz
angelegt, an das dann alle weiteren Vermes-
sungsarbeiten angehängt wurden. In den
Tunneln selbst wurden Polygone gelegt, die
über die Ausgänge an den Metro-Stationen
mit dem oberirdischen Netz verbunden
wurden. Da im gesamten Tunnelbereich
aus Platzgründen keine festen Halterungen
für die Polygonpunkte angebracht werden
konnten, wurden hierzu transportable Kon-
solen verwendet, die über eine Zwangszen-
Integrierte Gleisnetzaufnahme Um die Aufgaben für Unterhalt und Planung für das Gleisnetz der Metro Barcelona besser koordinieren
zu können, wurden die vermessungstechnische Aufnahme der Gleisinfrastruktur und die Erfassung aller
relevanten Objekte im Gleisbereich durchgeführt.
Marc Bos
trierung in der Tunnelwand mit hoher Ge-
nauigkeit reproduziert werden konnten.
Zusätzlich wurden in den Tunneln in regel-
mäßigen Abständen Steckzapfen für Pris-
men angebracht, die eine für die Aufnahme
günstige Position über eine Freie Stationie-
rung ermöglichten.
GleisaufnahmeCOMSA ENTE setzt für die Gleisarbeiten
standardmäßig Gleismesswagen ein. Die
Gleisaufnahme in der Metro Barcelona
machte da keine Ausnahme. In den Näch-
ten von Sonntag bis Donnerstag standen je-
weils knapp vier Stunden zur Verfügung, in
denen die alltäglichen Wartungsarbeiten
durchgeführt werden müssen. Die Vermes-
sungsarbeiten mussten so in den Wartungs-
plan integriert werden, dass sich die anfal-
lenden Arbeiten gegenseitig nicht behinder-
ten. Neben den Hauptgleisen wurden alle
Neben- und Verbindungsgleise sowie die
Gleise aller Betriebshöfe mit dem Gleis-
messwagen erfasst.
Aus den Befahrungsdaten konnten dann
die Achsgeometrien der Gleise berechnet
werden. Da die vorhandene Signalisierung
der Streckenkilometer sehr ungenau war,
wurden im Anschluss an die Neuberech-
nung der Achsgeometrien neue Kilometer-
tafeln abgesteckt und angebracht.
InventaraufnahmeNach gründlichem Studium aller Vorschlä-
ge für eine effiziente Erfassung der Tunnel-
objekte, entschied sich die Verwaltung der
Metro Barcelona für das Konzept von
COMSA ENTE und Geoconcept S.L., das
für die Erfassung ein kinematisches Mess-
system vorsah. Dieses ermöglichte es, die
Er hebung der Inventurdaten vom Feld ins
Büro zu verlagern und die Zeit für die Ver-
messungsarbeiten in den Tunneln auf ein
Minimum zu reduzieren. Damit war ge-
währleistet, die routinemäßigen Unterhalts-
arbeiten so wenig wie möglich zu stören.
Darüber hinaus überzeugte die Verantwort-
lichen auch die Aussicht auf einen hoch-
wertigen Daten bestand. Denn: Für die Aus-
wertung der Tunnelobjekte im Büro stan-
den auch Spezialisten der Metro zur
Ver fügung, die in der Lage waren, alle Ob-
jekte korrekt zu klassifizieren und zu attri-
buieren.
Kinematische VermessungFür die kinematische Aufnahme wurde die
Firma 3D Mapping Solutions GmbH aus
Oberhaching mit ihrem mobilen Mess-
system MoSES hinzugezogen. Das Unter-
nehmen verfügt über große Erfahrung im
Bereich mobiler Datenerfassung auf Straße
und Schiene.
An die Sensorik des Messsystems MoSES
stellte die Aufgabenstellung für die Metro
Barcelona deutlich höhere Anforderungen
als für die Vermessung auf der Straße. Da-
her hat die Firma 3D Mapping Solutions
GmbH das System MoSES nach ersten Tests
und in Zusammenarbeit mit Geoconcept
S.L. so umgerüstet, dass es für die Aufnah-
me der Metro einsatzfähig wurde. MoSES
erhielt dafür ein zusätzliches hochpräzises,
inertiales Messsystem, ein komplett überar-
beitetes Video- und Beleuchtungskonzept
mit sieben Kameras sowie zwei Hochleis-
tungs-Laserscanner. Damit konnte der
Tun nel mit Bild und Laser vollständig ab-
gebildet werden.
Um die Umrüstung des Messsystems auf
ein Zweiwege-Fahrzeug zu vermeiden, wur-
de das MoSES-Trägerfahrzeug für den Ein-
satz auf einen Flachwagen aufgesetzt und
bei der Erfassung mit einem Arbeitszug
durch die Tunnel geschoben. Da pro Nacht
nur vier Stunden für den Aufenthalt in den
Tunneln zur Verfügung standen, davon
aber zwei Stunden für die Vorbereitung des
Messsystems sowie für die Fahrt zum Ein-
satzort und zurück benötigt wurden, stan-
22 | interAktiv 2/2010 | Aus der Praxis
den für die eigentliche Befahrung und Da-
tenerfassung insgesamt nur noch zwei Stun-
den pro Nacht zur Verfügung. Bei einer
Arbeitsgeschwindigkeit von 10 km/h konn-
ten damit bis zu 20 km Strecke pro Nacht
aufgenommen werden, was in etwa der
Länge des Gleises einer Linie entspricht.
AuswertungDas Kernstück der kinematischen Vermes-
sung ist die Bestimmung der Trajektorien
(Raumkurven des zurückgelegten Weges)
aus den Daten des inertialen Messsystems.
Für die Transformation der Trajektorien in
das übergeordnete Koordinatensystem der
Metro wurden die genau eingemessenen
Kilometertafeln als Passpunkte verwendet.
Da alle Kameras und Laserscanner in Bezug
auf das inertiale Messsystem kalibriert sind,
konnten im Nachgang alle Daten über die
Trajektorie ins Koordinatensystem der Me-
tro überführt werden.
Im nächsten Schritt wurde für jedes
Gleis ein Projekt in 3D-Roadview (Software
der Firma 3D Mapping Solutions GmbH)
eingerichtet, dem die jeweiligen Bilddaten
des Gleises zugeordnet waren. Mit Hilfe der
Auswertesoftware kann sich der Benutzer
virtuell durch den Tunnel bewegen und
über ein einfach zu bedienendes Photo-
grammmetrie-Modul die gewünschten Ob-
jekte extrahieren. In der speziell für dieses
Projekt neu entwickelten Version des 3D-
Roadview ist die photogrammmetrische
Auswertung nicht mehr auf den Stereofall
begrenzt, sondern es können Objekte in be-
liebiger Kombination der Fotos gemessen
werden. Jedes extrahierte Objekt wird im
Anschluss attribuiert und in einer Daten-
bank abgelegt. Insgesamt wurden in einer
ersten Auswertung mehr als 14.000 Objekte
in den Kategorien Gleis, Bauwerk, Signali-
sierung, Fahrleitung und Energie in die Da-
tenbank aufgenommen. Da die Metro-Lini-
en komplett mit Bildinformationen abge-
deckt sind, besteht nun die Möglichkeit, in
weiteren Schritten zusätzliche Objekte aus-
zuwerten oder Attribute zu erfassen – ohne
erneut zur Vermessung in die Tunnel zu
müssen.
Darüber hinaus steht dem Auftraggeber
mit den Laserscannerdaten ein vollstän-
diges, genaues und homogenes 3D-Modell
des Tunnelsystems der Metro zu Verfü-
gung. Dieses ist Basis für eine Vielzahl
denkbarer Anwendungen. Interessant ist
etwa die Möglichkeit, die Scannerdaten mit
der aufgemessenen Gleisgeometrie zu kom-
binieren und die Soll-Lichträume mit den
vorhandenen Lichträumen zu vergleichen.
Des Weiteren lassen sich künftige Baumaß-
Barcelona verfügt über ein gut ausgebautes Metro-Netz mit 156 Stationen und befördert pro Jahr ca. 376,4 Millionen Fahrgäste.
Firmenporträt
Im Jahre 2005 gründeten Dipl.-Ing.
Marc Bos und Dipl.-Ing. Lourdes
Pascual Geoconcept S.L. als Vermes-
sungsbüro für allgemeine Vermes-
sung. Der Tätigkeitsbereich umfasst
neben der allgemeinen Kataster- und
Ingenieur vermessung vor allem die
Bahnvermes sung. Weiterhin vertreibt
das Unter nehmen Vermessungs geräte
und Zubehör. Geoconcept S.L. ist
Leica-Geosystems Vertragshändler und
Vertriebspartner für Spanien von Goe-
cke Vermessungs zubehör. Zudem ent-
wickelt und vertreibt Geoconcept S.L.
für den Bereich Bahnvermessung. Als
IB&T Vertriebs partner sind Geocon-
cept S.L. und die argentinische ERLING
SRL an der Übersetzung der Software
CARD/1 ins Spanische beteiligt.
Geoconcept S.L.C/ Dr. Lleonart, 11-bajo46100 Burjassot (Valencia)Telefon + 34 (0) 96 363 28 12Telefax + 34 (0) 96 364 62 [email protected], www.geoconcept.es
nahmen, die im direkten Einflussbereich
der Metro-Tunnel liegen, besser und ge-
nauer planen. Dazu stehen etwa in CARD/1
entsprechende Werkzeuge zur Verfügung,
die eine direkte Nutzung von Punktwolken
erlauben.
FazitMit Abschluss dieses Projektes, das erste
dieser Art in Spanien, erhält die Metro Bar-
celona mit den kinematisch erfassten 3D-
Daten ein mächtiges Werkzeug, das die tag-
tägliche Arbeit beim Unterhalt erleichtert,
die Ergebnisse, z.B. von Planungen, verbes-
sern wird und insgesamt dazu beiträgt, die
Kosten zu senken. Für die Vermessung der Tunnel wurde das MoSES-Träger-fahrzeug auf einen Flachwagen aufgesetzt und bei der Erfassung der Daten mit einem Arbeitszug durch die Tunnel geschoben.
Photogrammetrische Erfassung von Objekten.
Blick in einen Tunnel in Form von Laserscannerdaten.
Blick in einen Tunnel der „Gran Metro“, die am 30. Dezember 1924 eröffnet wurde.
Aus der Praxis | interAktiv 2/2010 | 23
8 | interAktiv 1/2010 | Rund um das Produkt
ters. Die Detailvielfalt, die Lückenlosigkeit
und auch die farbliche Differenzierung er-
lauben dem Planer, die lokale Situation in
allen Planungsansichten genauer zu erfas-
sen und allerorts Kontrollmaße abzugrei-
fen. Das steigert die Qualität der Planung
und trägt dazu bei, Nachmessungen und
Feldvergleiche zu vermeiden.
Auswertungen on demandCARD/1 bietet außerdem Verfahren an, mit
denen Sie on demand Objekthöhen, Gelän-
demodelle, Längsschnitte und Querprofile
direkt aus der Punktwolke ermitteln. Diese
Daten werden u.a. als Basis für die Kon-
struktion und für Mengenermittlungen be-
nötigt.
Integrierte ZeichnungsausgabeDie 3D-Lasertechnik liefert lückenlose 3D-
Bestandsmodelle, die aufgrund ihrer farb-
lichen Differenzierung Ihre Pläne aufwer-
ten. Neu in CARD/1 Version 8.3 ist die
integrierte Zeichnungsausgabe von Laser-
scannerdaten. Punktwolken werden ge-
meinsam mit Bestands- und Planungsgeo-
P unktwolken sind wie farbige 3D-Bilder
und mit einer Detailvielfalt, die mit
klassischen Messmethoden nicht erreichbar
ist. CARD/1 hat schon seit einigen Jahren
dreidimensionale Bestandsdaten, die per
Laserscanning gewonnen werden, in den
gesamten Workflow integriert. Die Vorteile
dieser innovativen Technologie werden aus-
geschöpft, weil Punktwolken in CARD/1
bei allen Konstruktionsaufgaben direkt zur
Verfügung stehen, weil sie in CARD/1 aus-
gewertet und in Version 8.3 auch in Zeich-
nungen ausgegeben werden können.
Im Auge des BetrachtersPunktwolken werden in CARD/1 in allen
Arbeitsansichten, also in Grundriss, Längs-
schnitt, Querschnitt sowie in der 3D-Pro-
jekt ansicht und in frei definierbaren Schnitt -
an sichten gemeinsam mit den Planungs-
daten visualisiert. Die intuitive Informa-
tionsvermittlung, die damit ermöglicht
wird, hilft dem Ingenieur bei seinen Aufga-
ben. Denn durch die kombinierte Darstel-
lung ergeben sich viele planungsrelevante
Bezüge unmittelbar im Auge des Betrach-
Bernhard BraunPunktwolken plotten Punktwolken sind wie farbige 3D-Bilder. CARD/1 bietet alles, um anschauliche Laserscanneraufnah-
men auch aufs Papier zu bringen. Geben Sie Punktwolken zusammen mit der Bestands- und Planungs-
geometrie in Lageplänen, Querprofil- und Längsschnittzeichnungen aus. Ihre Pläne werden damit noch
aussagekräftiger, Ihre Planungen noch überzeugender.
metrien in Lageplänen, Querprofil- und
Längsschnittzeichnungen ausgegeben.
So hinterlegen Sie der Lageplanzeich-
nung die Draufsicht einer Punktwolke,
ähnlich wie eine Rastergrafik. Punktwolken
enthalten nützliche Informationen, etwa
die tatsächliche Nutzung von Flächen, den
exakten Verlauf von Nutzungsgrenzen, die
bestehenden Fahrbahnmarkierungen, der
Belag von Oberflächen usw. Ihre Lagepläne
sind damit aussagekräftiger.
Anschauliche Pläne Die lückenlose Erfassung via Laserscanner
erlaubt zudem die beliebige Schnittführung
durch das 3D-Modell. Das ist auch für die
Erzeugung von Profilzeichnungen nützlich,
weil damit neben den bisherigen Daten
durch Punktwolken zusätzliche Objekte in
den Zeichnungen abgebildet werden kön-
nen. Im Längsschnitt veranschaulicht etwa
die Ausgabe der anliegenden Bebauung
(Fassaden) die Planungssituation. Die Ori-
entierung in der Längsschnittzeichnung
fällt dadurch leichter, der Bezug der Pla-
nungsgeometrie zum Ist-Zustand ist besser
ersichtlich.
Aussagekräftiger Lageplan: Farbkodierte Laserscannerpunkte mit Bestands- und Planungsgeometrien, hier am Beispiel einer Busbucht.
Bildhafter Längsschnitt: Die Fassaden der anliegenden Bebauung machen den Höhenplan anschaulicher.
Rund um das Produkt | interAktiv 1/2010 | 9
Detailreiches Querprofil: Punktwolke mit Bestands- und Planungsgeometrien.
Realitäten en detail Für die Ausgabe von Punktwolken in Quer-
profilzeichnungen gilt Ähnliches. Wenn Sie
Punktwolken mit ausgeben, werden die
aufgenommenen Objekte sichtbar, z.B.
Bäume, Sträucher, Mauern, Zäune, Beschil-
derung, Zufahrten und Häuser. Ausstat-
tung und Bestandsgeometrie werden exakt
dokumentiert. Bäume werden in ihrer tat-
sächlichen Ausprägung abgebildet; der Ab-
stand zur Fahrbahn ist sofort erkennbar.
Der Schnitt durch anliegende Hauseingän-
ge, Treppen und Fassaden komplettiert die
Profildarstellung. Die Dokumentation der
exakten Geometrien, etwa von Zufahrten,
Mauern und Zäunen, ist möglich. Bei
einem Gebäudeinnenaufmaß lassen sich
detaillierte Schnittansichten für die einzel-
nen Räume automatisch generieren.
Zeichnungen mit Laserscannerpunkten
sind tendenziell einfacher zu verstehen, weil
die Realität en detail erkennbar ist und
farbkodierte Laserscannerpunkte die Pläne
anschaulicher machen. Damit überzeugen
Sie auch Ihre Auftraggeber.
Antje SchwindtCARD/1 in Ihrer NäheMessetermine für 2010
N utzen Sie die Fachausstellungen oder
Messen der Geobranche für ein Up-
date Ihrer Softwarekenntnisse und besu-
chen Sie uns auf unserem Messestand. Ver-
einbaren Sie gern einen Gesprächstermin.
Rufen Sie uns einfach an oder senden Sie
uns eine E-Mail an [email protected].
Wir freuen uns auf Ihren Besuch auf den
folgenden Veranstaltungen:
LEICA TOUR 2010
22.02.-10.03.2010
jeweils von 10.00 bis 16.00 Uhr
Alle Veranstaltungsorte finden Sie im
Internet unter http://www.card-1.com/de/
aktuell/messen/
IFAT 2010 Neue Perspektiven für die Umwelt
16. Internationale Fachmesse für Wasser,
Abwasser, Abfall und Recycling
Neue Messe München, 13.-17.09.2010
www.ifat.de
Das Team der GEO DIGITAL GmbH, Axel Elmer (li.) und Elmar Driesch, stellt auf den Fachmessen die Produktlinie GEOPAC für die CAD-Systeme EliteCAD und LinCAD vor.
Fachlich versiert und kompetent – das Messeteam der IB&T GmbH, der GEO DIGITAL GmbH und der RZI Software GmbH freut sich auf Ihre Fragen.
CARD/1 Bahnspezialist Claus Leitzke im Gespräch mit Messebesuchern auf der INTERGEO 2009 in Karlsruhe.
Anziehend für Messebesucher – mit CARD/1 erstellte Pläne.
InnoTrans 2010Internationale Fachmesse für Verkehrs-
technik, Innovative Komponenten,
Fahrzeuge, Systeme
Messe Berlin, 21.-24.09.2010
www.innotrans.de
INTERGEOKongress und Fachmesse für Geodäsie,
Geoinformation und Landmanagement
Köln Messe, 05.-07.10.2010
www.intergeo.de
| interAktiv 1/2009 | 11
der Planung und trägt dazu bei, Nachmes-
sungen und Feldvergleiche zu vermeiden.
Der Realität entnommenDer Verkehrswegebau ist Gegenstand poli-
tisch-öffentlicher Diskussionen – und das
zu Recht. Denn die Nutzung von Straßen
und im erweiterten Sinne die Mobilität, ge-
hören zu den Grundrechten der Bürger.
Für den Planer gilt es daher, Fachämtern,
Entscheidern, Interessengruppen und be-
teiligten Bürgern die Ideen seiner Planungs-
arbeit überzeugend zu vermitteln. Die blo-
ße Präsentation abstrakter Zeichnungen ge-
nügt heute nicht mehr – Simulationen und
3D-Präsentationen sind state-of-the-art.
Auch hierfür sind Punktwolken eine wert-
volle Unterstützung. Wir Menschen sind es
gewohnt, Situationen dreidimensional zu
erfassen. Punktwolken sind wie 3D-Fotos,
in denen sich die Planung für Präsentati-
onen optimal integrieren und vermitteln
D ie 3D-Lasertechnik liefert lückenlose
3D-Bestandsmodelle, die zunehmend
auch als Grundlage für die Verkehrswege-
planung genutzt werden. Punktwolken sind
wie farbige 3D-Bilder mit einer Detailviel-
falt ausgestattet, die mit Tachymetern oder
GPS nicht zu erreichen sind. Allerdings
profitiert kein Planungsingenieur von der
neuen Datenqualität, wenn lediglich die
klassischen Bestandsdaten aus den Scanner-
daten generiert werden. Daher hat CARD/1
schon seit einigen Jahren dreidimensionale
Bestandsdaten, die per Laserscanning ge-
wonnen werden, in den gesamten Work-
flow integriert. Die Vorteile dieser innova-
tiven Technik werden also erst ausge-
schöpft, wenn Punktwolken bei allen Kon-
struktionsaufgaben direkt und im gesamten
Arbeitsprozess von der Aufbereitung der
Bestandserfassung bis zur Zeichnungser-
stellung und Präsentation zur Verfügung
stehen.
Mehr Qualität durch IntegrationCARD/1 stellt dem Planer Tools zur Verfü-
gung, mit denen er bei Bedarf Objekthöhen,
Geländemodelle, Längsschnitte und Quer-
profile on-demand aus der Punktwolke ge-
neriert. Diese werden etwa für Mengener-
mittlungen benötigt. Darüber hinaus wer-
den Scannerpunkte auch in allen Arbeitsan-
sichten, also in Grundriss, Längsschnitt,
Querschnitt und in der 3D-Projektansicht
sowie in frei definierbaren Schnittansichten
gemeinsam mit den Planungsdaten visuali-
siert. Die intuitive Informationsvermitt-
lung, die damit ermöglicht wird, hilft dem
Ingenieur bei seinen Aufgaben. Denn durch
die kombinierte Darstellung ergeben sich
viele planungsrelevante Bezüge unmittelbar
im Auge des Betrachters. Die Detailvielfalt,
die Lückenlosigkeit und auch die farbliche
Differenzierung erlauben dem Planer, die
lokale Situation in allen Planungsansichten
genauer zu erfassen und allerorts Kontroll-
maße abzugreifen. Das steigert die Qualität
Bernhard BraunMit Punktwolken planen 3D-Laserscanning gilt als innovatives Verfahren für die Bestandsdokumentation. Die Vorteile der neu-
artigen 3D-Vermessung kommen erst richtig mit der Software zum Tragen, in der die Modelle weiter
verarbeitet werden.
lässt. Die Integration in die Planungssoft-
ware erlaubt es sogar, während einer Prä-
sentation live Änderungen an der Planung
vorzunehmen und sofort die Auswirkungen
im 3D-Modell zu verfolgen.
Gewachsenes Know-howWir blicken auf langjährige Erfahrungen
mit der 3D-Lasertechnik zurück. So waren
wir in den letzten Jahren maßgeblich an der
Markteinführung mobiler, mit Laserscan-
nern ausgerüsteter Mapping-Fahrzeuge be-
teiligt, die insbesondere bei der Erfassung
von Verkehrswegen eingesetzt werden.
Auch in der Entwicklung richten wir uns
auf die Verarbeitung von 3D-Modellen aus
und lassen so Wirklichkeit und Planung
immer mehr verschmelzen. Ab diesem Jahr
ist zum Beispiel die integrierte Zeichnungs-
ausgabe möglich, d.h. Punktwolken werden
gemeinsam mit Bestands- und Planungs-
daten dargestellt.
Rund um das Produkt | interAktiv 2/2009 | 11
Lückenlose 3D-Bestandsmodelle: Planer profitieren auch bei der Konstruktion von der Detailvielfalt der Punktwolken (Bildquelle: dhp:i Dr. Hesse und Partner Ingenieure, Hamburg).
26 | interAktiv 1/2009 |
Silvia Banemann, Bernhard Braun
M it CardScript überzeugen kreative
Ingenieure zwei wichtige Zielgrup-
pen: ihre Auftraggeber und ihre Arbeit-
geber. Warum? Weil sie mit CardScript
Bearbeitungszeiten verkürzen, Abläufe
automatisieren, die Qualität Ihrer Arbeit
sichern und die Projektdaten für eine an-
schauliche Präsentation aufbereiten
können. Nachfolgend eine unvollständige
Liste bereits realisierter Skripte sowie viele
Anregungen für individuelle Lösungen.
Lassen Sie sich inspirieren.
Punkte verwaltenFür die Punktverwaltung sind eine Reihe
von Skripten verfügbar, die Ihnen das
Arbeitsleben erleichtern werden. Nachfol-
gend eine Auswahl.
Punktnummernbereiche protokollierenWenn mehrere Vermessungsteams an
einem Projekt arbeiten oder das Projekt
sich über eine längere Zeit hinzieht, geht
manchmal der Überblick über die bereits
vergebenen Punktnummern verloren. Ein
kleines Skript, das die bereits vergebenen
Punktnummernbereiche protokolliert,
schafft hier Abhilfe. Optional werden nur
die markierten Punkte berücksichtigt und
auf Wunsch werden zusätzlich die Lücken
zwischen Punktnummernbereichen aufge-
listet.
Punkte umnummerierenMit CardScript ist der lesende und schrei-
bende Zugriff auf die Punktdatenbank
ein fach. Eine Anwendung dafür ist das Um-
nummerieren markierter Punkte. Die neu-
en Nummern erhalten optional ein Präfix
und eine fortlaufende Nummer. Bereits
vor handene Punktnummern werden über-
sprungen.
Punkte markieren/demarkierenNutzen Sie CardScript auch für das Mar-
kieren von Punkten. Realisiert wurden be-
reits das Markieren über Teil-Punktnum-
mern, über Verweiszähler, über Herkunft
oder über die Punktbemerkung. Falls Sie ei-
gene Objektparameter als Nebenattribute
eingegeben, eingelesen oder generiert haben
(z.B. DBAG-Punktdaten s.u.), lassen sich
Punkte mittels CardScript auch über diese
Parameter markieren bzw. demarkieren.
Noch ein triftiger Grund für CardScript
in diesem Anwendungskontext: Fassen Sie
mehrere Funktionsaufrufe, die Sie wieder
und wieder nacheinander ausführen, in
einem Skript, quasi als Makro, zusammen,
z.B.
3 Alle Punkte demarkieren
3 Punkte im Kodebereich a bis b, c bis d
und f bis g usw. markieren und/oder
3 Alle Punkte mit Bemerkungstext xy
markieren
3 Alle Punkte ohne Höhe demarkieren …
Mit einem einzigen Aufruf des Skriptes
ist es dann getan. Das geht schnell und spart
Zeit. Solche Stapeljobs lassen sich im üb-
rigen auch für andere CARD/1 Daten her-
stellen.
Punkte importieren/exportierenNoch immer liegen Punktinformationen in
sehr unterschiedlichen Transportformaten
vor. Eine flexible Lösung wurde beispiels-
weise für den Export von Punkten im Geo-
dimeter-Format realisiert. Für den Import
von Punkten im CSV-Format ist ein Skript
verfügbar, das Sie bei Bedarf schnell und
problemfrei für Ihre individuellen Dateifor-
mate weiter entwickeln können.
Punkthöhen aus Texten
Beim Austausch von Topografiedaten wer-
den in einigen Austauschformaten die
Höhen lediglich als Textinformation ohne
Bezug zum Punkt geliefert. Mit einem klei-
nen Skript ermitteln Sie schnell über einen
Suchradius die zugehörigen Punkte und
speichern den Text als Punkthöhe in der
Punktdatenbank.
Objektparameter als Nebenattribute einlesenSeit der Version 8.2 gibt es in CARD/1 die
Möglichkeit, beliebige Nebenattribute zu
topografischen Objekten zu speichern. Das
ist nützlich, wenn Sie etwa beim Aufmaß
Die Fan-Gemeinde wächstImmer mehr CARD/1 Anwender nutzen CardScript. Sie entwickeln täglich neue Lösungen, die ihre
Projektarbeit beschleunigen. Wir möchten Ihnen einen Überblick darüber geben, wofür CardScript heute
bereits erfolgreich eingesetzt wird. Lassen Sie sich inspirieren.
26 | interAktiv 1/2009 | Rund um das Produkt
GetCloudImport
LesDatTriangulateTriangulateTriangulate
Pause
GetPointCloud
TriangulateTriangulateTriangulateTriangulateTriangulateTriangulateTriangulateTriangulateTriangulateTriangulateTriangulateTriangulate
MakeCloud
Schleife
Ende Schleife
LesDat
WeiterGetCloudImport
Weiter
| interAktiv 1/2009 | 27 Rund um das Produkt | interAktiv 1/2009 | 27
im Feld zusätzliche Parameter erfassen. Mit
CardScript lassen sich diese Parameter aus
Rohdaten (ASCII) in das Projekt impor-
tieren. Zusatzparameter für Punkte und
Linien, die mit dem Tachymeter erfasst
wurden, lassen sich als Nebenattribute ein-
lesen und stehen anschließend für weitere
Auswertungen zur Verfügung. Falls Ihre
Objektdaten in anderen Formaten vorlie-
gen (ASCII, CSV, Datenbanken), lassen
sich auch dafür einfach Import-Skripte er-
stellen ...
Texte generieren Gute Dienste leistet CardScript auch, wenn
Sie die Ergebnisse von Auswertungen, z.B.
die Berechnung von Flächen, Höhendiff-
erenzen, Längen usw. als Text speichern
möchten. Oder Sie generieren Texte aus
Nebenattributen. Die Texte können dann,
wie gewohnt, im Lageplan angezeigt und
für die Zeichnungsausgabe verwendet
werden.
GeländemodelleCardScript ist auch auf das Erzeugen und
individuelle Auswerten von Geländemodel-
len ausgelegt. Nachfolgend einige Anwen-
dungsbeispiele:
Differenz Punkthöhe vs. GeländehöheMit einem kleinen Skript ermitteln Sie bei-
spielsweise die senkrechten Abstände (Hö-
hendifferenzen) von gemessenen Punkten
zu einem Geländemodell und geben die
Ergebnisse in eine Datei oder in das Proto-
kollfenster aus.
DGM per LandXML im-/ exportierenLandXML ist auf dem besten Wege, Stan-
dardschnittstelle für den Datenaustausch
im Vermessungs- und Tiefbaubereich zu
werden. Mit einem verfügbaren CardScript
lassen sich Geländemodelle, die im Land-
XML-Format vorliegen, im- und auch ex por-
tieren. Der Datenaustausch mit handelsüb-
lichen Tachymetern und Baumaschinen er-
folgt damit reibungslos. Der LandXML
Import kann optional auch mit dem Anle-
gen von Basisdaten erfolgen. Es werden
dann nur Dreiecke importiert.
Import von REB/GAEB DatenartenAuch der Import von DGM-Daten aus den
Formaten REB-VB 22.013 und GAEB-VB
22.114 ist mit CardScript realisiert. Hierbei
werden aus den Prüfdateien für die Hori-
zonte jeweils einzelne Geländemodelle in
CARD/1 generiert.
Linien aus DA49 importierenMit einem weiteren Skript lesen Sie Um-
ringe und Bruchkanten, die etwa von
Fremdsystemen in einem DA49-ähnlichen
Format ausgegeben werden, als Topografie-
linien in CARD/1 ein. Das gelieferte Format
entspricht nicht immer den gängigen REB/
GAEB-Richtlinien und ist damit auch nicht
mit Standardschnittstellen importierbar.
Gerade solche individuellen Anpassungen
lassen sich mit CardScript schnell und
kostengünstig umsetzen.
Linienhöhen aus GeländemodellUnter anderem für Visualisierungszwecke
ist es manchmal hilfreich, den Höhenver-
lauf von Topografielinien auf ein vorhan-
denes Geländemodell anzupassen. Mit
einem einfachen CardScript bestimmen Sie
die Geländehöhen aller markierten Linien.
Punktwolke aus REB DA45/DA30Vor dem Erzeugen und Bearbeiten größerer
Geländemodelle ist es zuweilen von Vorteil,
die Punkte als Punktwolken zu speichern
und anschließend in der 3D-Projektansicht
zu prüfen. In einem CardScript-Anwen-
dungsfall wurden die Punkte aus den Prüf-
dateien, DA 30 bzw. DA 45, als Punktwolke
in CARD/1 eingelesen und konnten somit
in allen Ansichten vorab kontrolliert
werden.
Teiloberflächen aus DGM ermittelnEin weiteres Anwendungsbeispiel ist die
Ermittlung von Oberflächen für einen
Geländeausschnitt, etwa um die Quadrat-
meterzahl für Folien o.ä. zu bestimmen.
Das Skript berechnet für vorliegende, ge-
schlossene Topografielinien die wahre
Oberfläche und protokolliert sie.
Trassen aus DGM Ausstanzen und visualisierenFolgende Aufgabenstellung: Die Oberfläche
einer geplanten Trasse soll gemeinsam mit
dem Bestand in der 3D-Projektansicht vi-
sualisiert werden. Dafür generiert ein Skript
(als Makro) auf Knopfdruck ein Gelände-
modell aus Profilen, das die überplante Flä-
Beschriftung im Kanallageplan optimiert: Bei parallel laufenden Strängen werden die Beschriftungen immer auf die jeweils freie Seite positioniert.
Informationen zu CardScript finden Sie in der CARD/1 Hilfe, z.B. alle Klassen und Anweisungen.
LesDat
Weiter
28 | interAktiv 1/2009 |
individuelles Objekt einzeln bearbeitbar.
Lesen Sie hierzu auch unseren Artikel zur
3D-Visualisierung topografi scher Objekte
auf Seite 22.
Kanal-ToolboxMit der CardScript Kanal-Toolbox erstellen
Sie Längsschnitte und Lagepläne für den
Kanal vollständig dialoggesteuert und im
Stapel, oder Sie generieren Hausanschlüsse
aus Punkten inklusive Kanalnetz, Isybau-
daten und Planerstellung.
Kanallageplan erstellenKanallagepläne sind Zeichnungen, in denen
in der Regel ein Maximum an Informati-
onen auf einem Minimum an Raum gut
lesbar enthalten sein muss. Mit der inte-
grierten Schriftlageoptimierung bei der
Erzeugung der Kanallagepläne mittels
CardScript werden Position und Abstände
der Texte zu Haltungen und Schächten
automatisch optimiert. So lässt sich der ma-
nuelle Nachbearbeitungsaufwand um 50 bis
70 % reduzieren.
Kanallängsschnitte im Stapel produzierenZur Definition von Kanallängsschnitten
mussten Sie bisher zunächst den Verlauf
eines Schnittes über das Achssystem als
sogenannte Kanalachse oder zu einer beste-
henden Straßenachse als Rohrsohle definie-
ren. Erst dann konnten Sie mithilfe einer
Steuerdatei für diese Kanalachse einen
Längs schnitt als Plan generieren. Das Skript
nimmt Ihnen diese Arbeiten nahezu kom-
plett ab. Im ersten Schritt werden für vor-
handene Linien einer Schicht, die das Ab-
bild der Kanalstränge darstellen, alle Ka-
nalachsen oder Rohrsohlen automatisch
generiert. Im nächsten Schritt definieren
Sie alle Vorgaben für Grafikelemente und
Beschriftungen maskenorientiert. Bei der
nachfolgenden Ploterzeugung werden für
die verschiedenen Kanal- oder Straßenach-
sen sowohl die Steuerdateien als auch die
fertigen Pläne generiert.
Eine Besonderheit ist hier, dass ähnlich
wie beim Kanallageplan auch die Auszeich-
nungskriterien Haltungs-/Schachttyp und
Medium genutzt werden können, um die
Pläne farblich korrekt zu erzeugen. Aus-
führliche Informationen zu Kanalskripten
fi nden Sie auch in der letzten Ausgabe der
interAktiv 02/2008 auf Seite 20.
Blattübersicht erzeugenWenn sich Projekte über mehrere Pläne
erstrecken, ist es sinnvoll, dass für das
Stem pelfeld eine Blattübersicht erzeugt
wird, in der das jeweils aktuelle Blatt mar-
kiert ist. Derartige Übersichten können für
Lageplan-, Kanal- und Achszeichnungen
nun mittels CardScript und abgestimmter
Sta pelvereinbarungen automatisch erstellt
und genutzt werden.
Längsschnittzeichnungen generieren nach RE Skripte lassen sich auch nutzen, um andere
Dateien zu erzeugen. Ein Beispiel: Mit
einem Skript generieren Sie eine Steuerda-
tei zur Zeichnungserzeugung eines Längs-
schnitts und starten die Ausführung. Damit
ersparen Sie sich das Kopieren und Anpas-
sen der Beispieldatei.
28 | interAktiv 1/2009 | Rund um das Produkt
Geschwindigkeit einer Bahnstrecke gemäß Vorschrift erhöhen. Mit CardScript ist ein erster Überblick über den erforderlichen Umbauaufwand schnell herstellbar.
che abbildet. Anschließend wird der Um-
ring gebildet. Zuletzt wird aus dem Be-
standsmodell automatisch der Trassen-
bereich ausgestanzt und als eigenes DGM
gespeichert. Das ausgestanzte Be stands mo-
dell und das dazu passende Planungsmodell
können nun in der 3D-Projektansicht kon-
trolliert oder präsentiert werden.
Laserscannerpunkte einlesenFür den Punktwolkenimport gibt es gute
CardScript-Methoden. Liegen die Daten in
vielen verschiedenen Quelldateien vor, ist
der Import dennoch in einem Arbeitsschritt
möglich. Sie sind ferner in der Lage, Ihre
Daten beim Import bereits zu selektieren
und zu strukturieren (mehrere Punktwol-
ken). In einigen Fällen ist es sinnvoll, schon
beim Einlesen klassifizierten Punkten Far-
ben zuzuweisen. Außerdem lassen sich be-
reits bestehende Importskripte einfach an
verschiedene Herstellerformate anpassen.
Höhen aus PunktwolkenCardScript ermöglicht einen schnellen Zu-
griff auf vorhandene Punktwolkenpunkte
für beliebige Projektausschnitte. So können
mit einfachen Verfahren Höhen für Punkte
und Linien abgeleitet oder Geländemodelle
berechnet werden. Weitergehende Anwen-
dungen, etwa die Extraktion von Objekten,
sind mit etwas Kreativität ebenfalls lösbar.
Bauwerke generierenMit CardScript generieren Sie auf Knopf-
druck 3D-Bauwerke, die in allen Ansichten
in ihren tatsächlichen Ausmaßen visuali-
siert und somit für Konstruktionen und na-
türlich auch für Präsentationen nützlich
sind. Mittlerweile steht eine Reihe fertiger
Skripte zur Verfügung.
Nachfolgend eine kurze Objektüber-
sicht: Straßenlampen, Poller, Lattenzäune,
Gitterzäune, Mauern, Hecken, Rohrleitun-
gen, Carports, Gebäude mit Gebäudede-
tails, wie verschiedene Dachformen, Fen-
ster, Türen, Gauben, Balkone, Treppen
usw. Weiter geht es mit Gleisen und Bahn-
steigen, Brücken, Durchlässen und Unter-
führungen, Schächten, Haltungen, Hausan-
schlüssen ...
Die für die Erzeugung der Bauwerke nö-
tigen Parameter werden teils als Nebenat-
tribute gespeichert und sind damit für ein
MakeCloudLesDatLesDatPauseSchleife
| interAktiv 1/2009 | 29 Rund um das Produkt | interAktiv 1/2009 | 29
Grunderwerbsdaten lesenCardScript wird auch für den Zugriff auf
die Grunderwerbsdatenbank des jeweiligen
Projektes genutzt. Es werden die Linien ge-
lesen und der jeweils zugehörige Datensatz
in der Datenbank ermittelt. Im Ergebnis
stehen Grafikdaten und Topografiedaten zu
einem Objekt, z.B. einem Flurstück,
gemeinsam zur Verfügung.
Erstellen von Zeichnungen für den Grunderwerb
Mit CardScript sind selbst komplexere Vor-
gänge automatisierbar. Ein Beispiel: Für die
Eintragung einer Grunddienstbarkeit soll
jeder Grundstückseigentümer eine Zeich-
nung erhalten, aus der hervorgeht, welcher
Teil seines Grundstücks belastet werden
soll. Dabei müssen die Flächen, die etwa
mit einer Freileitung, einem Kabel oder von
einer Straßenbaumaßnahme betroffen sind,
eingefärbt werden. Mit einem vorliegenden
CardScript generieren Sie automatisch alle
Zeichnungen für die betroffenen Grund-
stückseigentümer. Lesen Sie hierzu unseren
Artikel auf Seite 24.
CardScripte für BahnplanerAuch Bahnplaner profitieren von Card-
Script. Vielleicht machen die nachfolgend
beschriebenen Lösungen Appetit auf
mehr?
Vollständiger Punktdatensatz der DBAGDie Punktverwaltung der DBAG sieht als
zusätzliche Informationen vor: Die Station,
einen sogenannten Erläuterungstext, z.B.
Punktart, Lagetext, und die sogenannte DB-
Bemerkung, z.B. Streckennummer und
Richtungskennzeichen. Mit einem Card-
Script lesen Sie die zusätzlichen DBAG
Punktattribute in CARD/1 ein. Sie stehen
anschließend als Nebenattribute für die
Anzeige und weitere Auswertungen in
CARD/1 zur Verfügung.
Statischer Lichtraum StraßenbahnenDer statische Lichtraum einer Straßenbahn-
trasse wird im Planungsprozess laufend be-
nötigt. Er ist abhängig von der Linien füh-
rung und von den eingesetzten Fahrzeugen.
Die Maximalausladungen der Fahr zeuge
müssen für Kurvenfahrten mit konstantem
Radius vorliegen. Sie werden aus Tabellen
gelesen. Nicht explizit vertafelte Radiuswer-
te werden durch Interpolation gewonnen.
Zur Zeit werden zwei Fahrzeuge unter-
stützt, der NGT 6 Niederflur-Stadtbahnwa-
gen der Stadt Dresden und der Tatra-Groß-
zug T4D. Das Skript berechnet die Verzie-
hungslinien an den Bogenwechseln und
Übergangsbögen nach den üblichen For-
meln und gibt das Ergebnis als Breite-
dateien aus.
Zulässige Höchstgeschwindigkeit gemäß DBAG-Richtlinie 800.0110Die Geschwindigkeit einer existierenden
Bahnstrecke soll erhöht werden. Mit einem
Skript werden die maximal zulässigen Wer-
te gemäß Vorschrift berechnet und als
Geschwindigkeitsband ausgegeben. Damit
ist schnell ein erster Überblick über den er-
forderlichen Umbauaufwand herstellbar.
Um Strecken auch auf NeiTech-Tauglich-
keit prüfen zu können, ist der zulässige
Überhöhungsfehlbetrag frei wählbar.
Vermarkungspunkte für Trassenplan aufbereitenUm einen Trassenplan gemäß der geltenden
Vorschrift erzeugen zu können, werden die
Vermarkungspunkte aufbereitet. Sie müs-
sen hinsichtlich ihrer relativen Lage zum
Gleis und ggf. als Querfeld geprüft und ko-
diert werden. Dieses Skript nimmt Ihnen
diese Arbeit ab: Die Vermarkungspunkte
werden über den Markierstatus oder den
Kode ausgewählt und in eine kommen-
tierte, unmittelbar verwendbare VEM- Datei
geschrieben.
Punktabstandsliste (Bahn)Für die Punktabstandsliste gibt es sehr
unterschiedliche Format-Anforderungen.
Das betrifft etwa die Anzahl der Nachkom-
mastellen, die Reihenfolge der Spalten oder
zusätzliche Inhalte. Mit einem vorliegenden
Skript sind alle diesbezüglichen Wünsche
mit geringem Aufwand erfüllbar.
Ihren Workflow optimierenMit Hilfe von CardScript optimieren Sie
den individuellen Workflow in Ihrem Büro,
so dass sich zeitraubende und lästige Hand-
arbeit nachhaltig vermeiden lässt. Skripte
sind einfach zu erstellen bzw. an die Beson-
derheiten Ihrer Projektarbeit anzupassen.
Die Vielseitigkeit von CardScript begeistert
schon heute viele CARD/1 Anwender.
Letztlich ist es aber die Aussicht, damit Zeit
und Geld zu sparen, um noch wettbewerbs-
fähiger zu werden. Profitieren Sie von Ihrer
Kreativität.
Haben Sie noch Fragen? Ihr regionaler Ver-
triebspartner berät Sie gern. Alle Kontakte
finden Sie auf der Rückseite der inter-
Aktiv.
Auszug aus einem Skript zur Bestimmung der Geländehöhen aller markierten Linien.
Im Downloadbereich des CARD/1 Support Centers finden Sie CardScript Beispiele zum Herunterladen.
TriangulateTriangulateTriangulateTriangulateTriangulateEnde Schleife
22 | interAktiv 2/2008 | 22 | interAktiv 2/2008 | Rund um das Produkt
Punktwolken auswerten
Moderne Laserscanner erzeugen bei der Aufnahme von Verkehrswegen viele Millionen diskrete 3D-Punkte.
Verkehrswegeplaner arbeiten aber traditionell mit Geländemodellen, Profilen und Geländeschnitten. Der
Brückenschlag gelingt mit neuen CARD/1 Auswertefunktionen für Punktwolken.
Bernhard Braun
E s gibt eine Menge guter Gründe, bei
der Aufnahme von Verkehrswegen La-
serscanner einzusetzen: Die Erfassung ist
schnell, effizient und sicher. Der Bestand
wird sehr detailliert abgebildet. Die Punkt-
wolken eignen sich ausgezeichnet für die
Präsentation beim Auftraggeber.
Komfortable Auswertung CARD/1 unterstützt Sie bei der Projektbe-
arbeitung mit Punktwolken. Die Scanner-
punkte werden gemeinsam mit den ande-
ren Bestands- und Planungsobjekten darge-
stellt. Im Grundriss, in den Schnitt ansichten
und in der 3D-Projektdarstellung ist jeder-
zeit eine detaillierte Kontrolle von Aufmaß
oder Konstruktion möglich. Davon profi-
tieren besonders Verkehrswegeplaner (vgl.
auch Düring/Geppert, interAktiv 2/07).
Und dennoch: Planer benötigen zusätzliche
Bestandsdaten, die sich aus der Punktwolke
ableiten lassen, vor allem Geländemodelle,
Querprofile und Geländeschnitte, Punkt-
und Linienhöhen. CARD/1 bietet jetzt sehr
gute Auswertefunktionen, um diese Daten
aus der Punktwolke zu generieren. Die abge-
leiteten Daten bearbeiten Sie wie gewohnt
weiter.
Geländemodell generierenDigitale Geländemodelle für den Bestand
sind Grundlage für die Konstruktion und
für die Massenermittlung. Mit CARD/1 ge-
nerieren Sie Geländemodelle automatisch
aus Punktwolken entlang von Achsen oder
für frei definierbare Bereiche. Als Vorgabe
geben Sie den Abstand des Punktrasters an.
Nach Ermittlung der Geländehöhen erfolgt
die automatische Vermaschung. So erzeu-
gen Sie in nur einem Ar-
beitsschritt ein Gelände-
modell aus Scannerdaten,
das Sie anschließend z.B.
in der 3D-Projektansicht
kontrollieren. Die Lage
von Bordsteinkanten oder
anderen Bruchlinien digi-
talisieren Sie im Grund-
riss. Für die automatische
Ermittlung der Linienhö-
hen aus der Punktwolke
steht Ihnen ebenfalls eine
neue CARD/1 Funktion
zur Verfügung. Und in der
Ansicht Linienschnitt, die
der Höhenabwicklung der
Linie entspricht, prüfen und ergänzen Sie
den Höhen verlauf der Linie. Die Darstel-
lung der Punktwolke in der Schnittansicht
hilft Ihnen auch hierbei. Entsprechend las-
sen sich Objekte, wie Zaunsockel, Treppen,
Rampen effizient und detailgetreu schritt-
weise erzeugen.
Querprofile berechnenQuerprofile erzeugen Sie ebenfalls direkt
aus den Scannerpunkten. Als Vorgabe ge-
ben Sie u.a. den exakten Achskorridor, die
Stationsliste und den Abstand des Punkt-
rasters an. Ihr Vorteil gegenüber einer Pro-
filmessung mit Tachymeter oder Nivellier:
Sie generieren die Bestandsprofile jederzeit
und an beliebiger Stelle. Je nach Abstand
des Punktrasters erhalten Sie eine z. B. für
die Deckenoptimierung optimale Profilli-
nie. Alle Deformationen (Spurrinnen etc.)
werden sichtbar und können in der Pla-
nung berücksichtigt werden. In der Quer-
profilansicht prüfen Sie zügig die gene-
rierten Profillinien und ergänzen etwa
Bordsteinkanten.
Geländeschnitt berechnenFür die Bestimmung eines Geländeschnittes
entlang der Achse verfahren Sie ähnlich wie
bei Querprofilen. Zu beachten ist, dass die
Qualität der erzeugten Höhen immer ab-
hängig von der Qualität der Punktwolke ist.
System- und Aufnahmefehler spiegeln sich
in den Daten wider. Auch Abschattungen,
wie sie etwa durch niedrigen oder mittleren
Bewuchs entstehen, können die Ergebnisse
beeinträchtigen. Eine systematische Kon-
trolle der generierten Objekte ist erforder-
lich – mit den in CARD/1 angebotenen
Mitteln allerdings sehr einfach, schnell und
komfortabel durchzuführen.
Flexibel durch CardScript
Für individuelle Auswertungen bietet Ihnen
die neue CARD/1 Programmiersprache
CardScript zusätzliche Flexibilität. Für den
Import und den Zugriff auf die Scanner-
punkte stehen spezielle Klassen und Metho-
den zur Verfügung. Damit ist es etwa mög-
lich, die Punktwolken bereits beim Import
zu filtern oder aufzuteilen. Für die Analyse
oder für eigene Auswertungen definieren
Sie vorab den zu untersuchenden Projekt-
bereich und lesen dann die 3D-Punkte aus.
So ist es auch möglich, dass Sie mit eigenen
Algorithmen zusätzliche Objekte aus der
Punktwolke ableiten und speichern.
Gleicher Blickwinkel: Objekt rechts als Foto, links als Punktwolke aufgenommen.
| interAktiv 2/2008 | 15 Rund um das Produkt | interAktiv 2/2008 | 15
M it der CARD/1 Version 8 wurde zu-
nächst unter dem Begriff Räumliche
Darstellung die dreidimensionale Ansicht
Digitaler Geländemodelle (DGM) einge-
führt. Bereits in den CARD/1 Vorgänger-
versionen konnten Sie Digitale Geländemo-
delle als einfache Drahtlinienmodelle in
einer perspektivischen Darstellung über-
prüfen. Die Räumliche Darstellung geht in-
zwischen in ihren Möglichkeiten weit darü-
ber hinaus. Eine farbige Flächendarstellung
(Rendering) ist hier ebenso selbstverständ-
lich wie unterschiedliche Kameraeinstel-
lungen oder komfortable Navigationsfunk-
tionen.
Kontrolle mit KomfortMit der Räumlichen Darstellung visualisie-
ren Sie Ihr DGM entweder in einer RGB-
Farbe oder mit einer farbiger Darstellung
des Höhenverlaufs. Komplexe Situationen
sind mit mehreren Geländemodellen gleich-
zeitig darstellbar. Auch ein transparenter
Darstellungsmodus für Modelle ist mög-
lich. Ebenso können Sie Dreiecke und
Bruchlinien sichtbar machen.
Noch mehr DatenAuf dieser Grundlage ist nun ein völlig
neues Modul zur dreidimensionalen Dar-
stellung entstanden. Mit der 3D-Projektan-
sicht wird die visuelle Kontrolle in jeder
Planungsphase auf einfache Weise möglich.
In den CARD/1 Versionen 8.1 und 8.2
wurde die 3D-Projektansicht kontinuierlich
erweitert. Hinzu gekommen sind:
3 frei wählbare Hintergrundfarbe
3 grafische Festlegung der Aug- und Ziel-
punkte in der Lageansicht
3 verbesserte Navigation
3 einstellbare Überhöhung, so werden in
flachem Gelände auch geringe Höhen-
unterschiede sichtbar gemacht
3 Darstellung von Topografielinien und
Punkten aus der Punktdatenbank
3 direkte Darstellung von 3D-Bäumen aus
den vorhandenen Topografiedaten
3 Darstellung von Profillinien mit Längs-
verbindungen
3Darstellung von Punktwolken
Wie geht es weiter?
Unser Ziel ist die umfassende 3D-Darstel-
lung der Bestands- und Planungssituation
auf der Grundlage aller Projektdaten. Jüngst
wurde die Visualisierung von Bauwerken in
die 3D-Projektansicht integriert, siehe Ar-
tikel links.
Upgrade-Aktion Anwender, die in der CARD/1 Version 7.7
das Modul Perspektive, also das besagte
Drahtlinienmodell, lizenziert hatten, er-
hielten im Rahmen der Programmpflege
die Räumliche Darstellung Digitaler Ge-
ländemodelle. Wenn Sie zu diesem Anwen-
derkreis gehören, können Sie bis zum
31.12.2008 ein Upgrade auf die neue 3D-
Projektansicht erwerben. Sie zahlen dann
nur die Differenz zwischen dem ursprüng-
lichen Kaufpreis des Moduls Perspektive
und dem aktuellen Preis des Moduls
3D-Projektansicht.
Nutzen Sie die Vorzüge der aktuellen
3D-Projektansicht und sichern Sie sich zu-
gleich die Teilhabe an zukünftigen Funkti-
onserweiterungen. Sie wissen es selbst: „Ein
Bild sagt mehr als tausend Worte“. Über-
zeugen Sie sich und Ihre Auftraggeber künf-
tig mit einer 3D-Ansicht möglicher Varian-
ten, und unterstreichen Sie damit auch Ihre
eigenen Kompetenzen.
Ihr regionaler CARD/1 Vertriebspartner
berät Sie gern. Alle Kontakte finden Sie auf
der Rückseite der interAktiv.
Tomas Kriegel
Gestern: DGM als Drahtlinienmodell.
Heute: Dasselbe DGM in der Räumlichen Darstellung. 3D-Projektansicht: mehrere DGMs, zusätzlich Gebäude und Bäume.
Visualisierung für alle Visualisierungen von Planungsergebnissen werden immer beliebter. Die mit Version 8 eingeführte
3D-Projektansicht ist ein ideales Werkzeug hierfür. Warum jetzt eine günstige Gelegenheit zum Upgrade
von der Räumlichen Darstellung zur erheblich leistungsstärkeren 3D-Projektansicht ist, erfahren Sie hier.
Punktwolken in der Verkehrswegeplanung
Vermessung und Planung mit Laserscannerdaten – richtig eingesetzt, bieten Punktwolken ein hohes Potenzial in
der vermessungstechnischen Datenerfassung. Keine Frage – 3D-Scannerdaten sind im Kommen.
Edith Düring, Jörg Geppert
S eit geraumer Zeit werden komplexe
Industrieanlagen, Gebäude, Maschi-
nenteile und andere Objekte, die mit her-
kömmlichen Mitteln schwer zu erfassen
sind, mit Laserscannern aufgenommen, um
sie anschließend in 3D-Software weiter zu
verarbeiten. Bisher war diese Form der ver-
messungstechnischen Datenerfassung für
den Tief- und Straßenbau nicht effizient
einsetzbar. Dies lag vor allem an fehlender
CAD-Software zur Verarbeitung der mit
dem Scanner erzeugten sogenannten Punkt-
wolken und an der fehlenden Aus- und
Weitergabe dieser Daten an Auftraggeber
und andere an der Planung beteiligte Unter-
nehmen.
Für das Planungssystem CARD/1 wird
zurzeit ein Modul entwickelt, mit dem es
möglich ist, Punktwolken nicht nur zu ver-
walten, sondern auch in die planerischen
Prozesse einzubinden. Aus Interesse für fort-
schrittliche Technologien und im Bewusst-
sein, dass in Punktwolken ein erhebliches
Potenzial steckt, haben das Ingenieurbüro
Geppert und die TORNOW Vermessung
GmbH, beide Büros sind aus Potsdam, ver-
gleichende Betrachtungen zwischen Projekt-
daten der klassischen Vermessung und dem
modernen Laserscannereinsatz angestellt.
Aufnahme per TachymeterFür die Gegenüberstellung wurde ein 100 m
langes Teilstück einer typischen Anlieger-
straße ausgewählt. Die Aufnahme erfolgte
ganz „klassisch“ mittels Tachymeter. Der
Abstand der Querprofilraster betrug 15 m.
Im Profil wurden alle Geländemerkmale,
wie Zäune, Zaunsockel, Zufahrten und
Bordkanten, erfasst. Durchschnittlich wa-
ren es sieben Messpunkte je Profil. Einbau-
ten, Belagwechsel, besondere Anlagen und
sonstige topografische Einzelheiten wurden
zusätzlich aufgenommen und verdichteten
damit die Messung. Die Aufnahme im Au-
ßendienst dauerte sieben Stunden. Für die
Aufbereitung und Auswertung der Messda-
ten und die Erstellung des Lage- und Hö-
henplanes waren zehn Stunden Bearbei-
tungszeit im Innendienst erforderlich.
Aufnahme per LaserscannerIn einem zweiten Tageseinsatz wurde dieser
Abschnitt der Anliegerstraße mithilfe eines
Laserscanners aufgenommen. Die Aufnah-
me erfolgte von drei Standpunkten aus. Als
Messpunktdichte wurde 2 cm in einer Ent-
fernung von 15 m gewählt. Näher liegende
Messpunkte erfasst der Scanner dadurch in
einem proportional dichteren Raster, wei-
ter entfernte Messpunkte in einem propor-
tional größeren Raster. Eine integrierte Di-
gitalkamera nahm zusätzlich ein 360°-Foto
auf, das später eine fotorealistische Einfär-
bung der Messpunkte der Punktwolke er-
möglicht. Im Innendienst wurden die Punkt-
wolken der einzelnen Scannerstandpunkte
über Passpunkte miteinander verknüpft,
georeferenziert und im CARD/1-lesbaren
PTS-Format exportiert. Die Nachbereitung
im Büro dauerte etwa drei Stunden. Die
aufbereitete Punktwolke wurde in CARD/1
eingelesen und stand anschließend allen
Anwendungen zur Verfügung. Lediglich bei
den Darstellungsoptionen ist die Punktwol-
ke zusätzlich mit auszuwählen. Die entspre-
chenden Daten wurden sofort auf dem
Bildschirm ausgegeben.
Detailliertes Geländemodell Den größten Vorteil, den das CARD/1 Mo-
dul 3D-Projektansicht bietet, ist die 3D-Vi-
sualisierung der Punktwolke. In CARD/1
lassen sich nämlich das Geländemodell aus
der klassischen Vermessung und die Punkt-
wolke gemeinsam miteinander darstellen
und unmittelbar vergleichen. Durch die er-
heblich höhere Messpunktdichte der Punkt-
8 | interAktiv 1/2008 | Aus der Praxis
Darstellung der Punktwolke mit integriertem klassischen DGM.
wolke entsteht eine wesentlich detailliertere
und aussagefähigere Geländeansicht. Be-
sonders eindrucksvoll ist die Darstellung
der annähernd fotorealistischen Objekte.
Anders ist es mit Objekten, die in der Stra-
ßendecke liegen, wie Schieber und Schächte.
Hier ist es zwar möglich, auf die entspre-
chenden Punkte aus der Punktwolke ein
Symbol zu setzen, die günstigere Variante
ist aber unserer Erkenntnis nach, solche
Details parallel während des Scannens tachy-
metrisch aufzumessen.
Ziel ist es, aus der Punktwolke direkt ein
Geländemodell zu generieren, was derzeit
nicht möglich ist. Diese Funktionalität wird
die wichtigste Neuerung sein, die in diesem
Zusammenhang in CARD/1 erwartet wer-
den darf.
Quer- und Längsschnitte Bei weiteren Vergleichen zwischen klassi-
schem Lageplan und Punktwolke wurden
Längs- und Querschnitte betrachtet. In bei-
den Fällen wird deutlich, dass durch die
Punktwolke eine sehr detailreiche und ge-
naue Abbildung der Realität möglich ist, da
die klassische Vermessung nur definierte
Einzelpunkte erfasst und das Gelände stark
generalisiert wird. Bei schwach bewegtem
Gelände kann es durchaus möglich sein,
dass Hoch- bzw. Tiefpunkte vor Ort nicht
zu erkennen sind. Bei den Darstellungen
für Längs- und Querschnitte aus Punktwol-
ken sind die Korridore vor und hinter dem
Schnitt sinnvoll zu wählen und dem Gelän-
de bzw. der Punktwolke anzupassen. Ande-
renfalls kann es sein, dass nicht ausreichend
viele Messpunkte dargestellt werden und
somit keine eindeutige Schnittlösung ge-
funden wird. Bei sehr breit gewählten Kor-
ridoren erhöht sich zwar die Anzahl der
dargestellten Punkte, dies führt jedoch zu
einer Verwischung des Profils und damit
auch zu Ungenauigkeiten. Bei diesem Test-
projekt, einer ebenen Straße, wurden gute
Ergebnisse mit einer Korridorbreite von je
10 cm vor und hinter dem Profilschnitt er-
zielt. Bei großem Gefälle könnte auch die-
ser Abstand noch zu groß sein. Die Gelän-
destruktur ist bei der Projektvorbereitung
unbedingt mit zu berücksichtigen. Eine Ab-
stimmung mit dem ausführenden Vermes-
sungsbüro über die notwendige Scandichte
ist für eine vollständige, aber auch wirt-
schaftliche Durchführung sehr wichtig.
Das Für und Wider Für die Bearbeitung eines Projektes mit Scannerdaten sprechen:3 Aufnahme ohne Unterbrechung des
fließenden Verkehrs
3 Aufmaß von Gefahrenstellen ohne
Aus der Praxis | interAktiv 1/2008 | 9
Personengefährdung
3 Objekte lassen sich ohne physische
Berührung aus einer Entfernung von bis
zu 300 m schnell und mit hoher
Genauigkeit vermessen
3 Sehr genaue und fotorealistische
Aufnahmen werden erzeugt
3 Es entsteht ein genaues und detailliertes
Geländemodell
3 Beliebige Schnittführung durch die
Punktwolke
3 Nachträgliche Änderung bzw.
Verdichtung der Profilabstände ohne
Nachvermessung
3 Fotorealistische 3D-Darstellung für
Projektdarstellungen, Präsentationen
und Animationen sind möglich
3 Die Punktwolke ist beweissicher und
nicht manipulierbar
3 Punktwolken sind georeferenzierbar
3 Die Verknüpfung mit herkömmlich
erfassten Messdaten ist möglich
Verfahrenseinschränkend wirken zurzeit noch folgende Faktoren: 3 Es werden sehr große Datenmengen
erzeugt, man benötigt moderne,
schnelle Rechner zur Verarbeitung
3 Eine klassische Vermessung lässt sich
nicht vollständig ersetzen
3 Der Vermesser vor Ort muss
Abschattungen erkennen und durch
eine günstigere Wahl der Messstandorte
eliminieren
Punktwolke in räumlicher Ansicht.
Vergleich Querprofil aus Punktwolke (schwarz) und aus DGM (grün).
Vergleich Längsschnitt aus Punktwolke (schwarz) und aus DGM (grün).
Einstellung der Breite des Darstellungskorridors.
10 | interAktiv 1/2008 | Aus der Praxis
TORNOW Vermessung GmbHZeppelinstraße 45 · 14471 PotsdamTelefon +49 (0) 331/29 13 46Telefax +49 (0) 331/2 80 40 [email protected]
Die TORNOW Vermessung GmbH ist seit
der Gründung im Jahr 1990 auf dem ge-
samten Gebiet der Ingenieurvermessung
tätig. Seit Anfang 2004 bietet sie auch Leis-
tungen auf dem Gebiet des 3D-Laserscan-
nings an. Hier bestehen bereits umfangrei-
che praktische Erfahrungen. Von Beginn
an setzt die Firma CARD/1 ein.
Unternehmenspor träts
Ingenieurbüro GeppertDipl.-Ing. J. GeppertZum Jagenstein 1 · 14478 PotsdamTelefon +49 (0) 331/6 20 80 50Telefax +49 (0) 331/6 20 80 [email protected]
Das Ingenieurbüro Geppert mit Sitz in
Potsdam ist seit fünf Jahren auf dem Ge-
biet der Planung von Verkehrsanlagen,
Erschließungsmaßnahmen und der Pla-
nung von Ver- und Entsorgungsleitun-
gen tätig. Auch die Durchführung der
örtlichen Bauüberwachung der aufge-
führten Bereiche gehören zum Leistungs-
umfang. Seit Bestehen des Unternehmens
wird die Planungssoftware CARD/1 ein-
gesetzt.
Neue Kundenberater
Zwei Experten wechseln die Seiten. Sie bleiben Ihnen und CARD/1 treu und freuen sich auf neue Aufgaben. Bitte ändern Sie Ihre Kontaktadressen.
Von Dresden nach EllwangenDipl.-Ing. Frank Geisler ist seit November
2007 Mitarbeiter der IB&T GmbH und un-
terstützt den CARD/1 Vertrieb von seinem
Homeoffice aus. Zuvor war er seit 1992 bei
der IGM Grafik Milde GmbH in den Berei-
chen Entwicklung, Produktmanagement,
Vertrieb und Schulung tätig. Frank Geisler
wird Sie künftig auch auf Veranstaltungen
rund um CARD/1 kompetent beraten.
Frank Geisler (rechts) und Joachim Skusa (Mitte) im Kundengespräch auf der CARD/1 Roadshow in Nürnberg.
IB&T Vertriebsbüro Ellwangen
Homeoffice Frank Geisler
Lehenstraße 28 · 73479 Ellwangen
Telefon +49 (0) 7965/80 19 16
Telefax +49 (0) 7965/80 19 28
Im Norden zuhauseDipl.-Ing. Claus Leitzke übernimmt einen
neuen Aufgabenbereich. Der Bahnexperte
widmet als neuer IB&T Vertriebspartner
seine ganze Aufmerksamkeit und Fachkom-
petenz der CARD/1 Kundenbetreuung.
Ausländische Partner haben in ihm weiter-
hin einen erfahrenen Berater.
Claus Leitzke berät Sie kompetent in allen Vertriebs-, Support- und Entwicklungsangelegenheiten.
Ingenieurbüro Claus Leitzke
Glückstädter Straße 39 · 24576 Bad Bramstedt
Telefon +49 (0) 4192/89 79 20
Telefax +49 (0) 4192/89 79 21
AusblickAuf der CARD/1 Roadshow im Herbst 2007
konnte der interessierte Anwender feststel-
len, dass die noch geplanten Module zur
Verarbeitung von Punktwolken zum Teil
schon existieren und in absehbarer Zeit den
Weg zum Anwender finden werden. In al-
len Fällen werden die Scannerdaten zu-
künftig so verarbeitet werden, wie Sie es
von CARD/1 gewohnt sind. Die neuen Mo-
dule erzeugen aus der Punktwolke ein Ge-
ländemodell und generieren Profil- und
Geländelinien. Diese Daten können pro-
blemlos mit den bisher zur Verfügung ste-
henden Mitteln bearbeitet und weitergege-
ben werden.
ResümeeWahrscheinlich wird die Vermessung mit
Laserscannern die klassische Vermessung
nicht ersetzen. Bei komplizierten, detailrei-
chen, gefährlichen, schwer oder nicht zu-
gänglichen Bereichen wird eine Aufnahme
mit dem Laserscanner die günstigere Alter-
native sein. Die Betrachtungen haben ge-
zeigt, dass der Einsatz von Scannerdaten
auch für die Planung von Verkehrswegen
mit schwierigen Randbedingungen schon
jetzt einen deutlichen Mehrwert darstellt
und die Lösungsfindung sehr detailliert
und effizient erfolgen kann.
Informationen zum neuen Modul erfahren
Sie bei Ihrem regionalen Vertriebspartner
oder im CARD/1 Vertrieb:
Telefon +49 (0) 40/5 34 12-400
E-Mail an [email protected]
Neue Schleppkurve – jetzt verfügbar 3 Einfache Bedienung 3 Mitgelieferte Fahrzeugbibliothek 3 Mehrere Berechungsverfahren3 Animierte Fahrt entlang Leitlinie 3 Visualisierung der Schleppkurve mit Spurlinien und Fahrzeug 3 Integriertes Plotten
Visualisierung der Schleppkurve mit Spurlinien und Fahrzeug.
Mitgelieferte Fahrzeugbibliothek mit ausgewähltem Fahrzeug, hier der Sattelzug gemäß Vorschrift FGSV 2001.
Workshop: Visualisierung mit der 3D-Projektansicht
Die mit der CARD/1 Version 8 eingeführte neue 3D-Projektansicht ist bei Ihnen auf große Resonanz gestoßen.
Derweil kann sie erheblich mehr, als auf den ersten Blick ersichtlich ist. Schöpfen Sie die Möglichkeiten aus.
Wir zeigen Ihnen wie.
Elmar Driesch
D ie 3D-Projektansicht finden Sie im
Menü Fenster – Neu für Ansicht –
Räumliche Ansicht. Oder Sie drücken ein-
fach Umschalt <F4>. Im zugehörigen Dar-
stellungsmenü wählen Sie nicht nur ein Di-
gi tales Geländemodell (DGM) aus, sondern
mehrere oder sogar alle in Ihrem Projekt
vorhandenen. Zu jedem DGM legen Sie in-
dividuell die Darstellungseigenschaften fest,
wie Farbe, Transparenz, Darstellung von
Höhenschichtlinien (symbolisiert durch
Farb verläufe), Bruch- und Formlinien und
Dreiecke.
Visualisierung von PlanungenWie visualisieren Sie nun Planungen oder
auch unterschiedliche Bauzustände, insbe-
sondere bei Geländeeinschnitten, mit Hilfe
der 3D-Projektansicht und auf Basis Digi-
taler Geländemodelle? Ganz einfach: Zur
Vorbereitung benötigen Sie die Funktion
„Ausstanzen“ in der DGM-Bearbeitung.
Zunächst einmal gehen wir davon aus,
dass es in Ihrem Projekt ein DGM „Be-
stand“ gibt, das z.B. das Urgelände reprä-
sentiert. Weiterhin gibt es ein DGM namens
„Planung“, das z.B. eine Straßenplanungs-
maßnahme darstellt. Das DGM „Planung“
wurde zuvor aus Querprofi len erzeugt, die
bis an das vorhandene Gelände heran kon-
struiert wurden.
Sie lassen sich um das DGM „Planung“
herum eine Begrenzung erzeugen, die Sie
als Selektionspolygon zur späteren Verwen-
dung abspeichern. Anschließend wählen Sie
das DGM „Bestand“ zur Bearbeitung aus.
In der Funktion „Ausstanzen“ geben Sie
nun das zuvor erzeugte Selektionspolygon
als Aussparung an. Die Funktion „Ausstan-
zen“ verarbeitet in nur einem Arbeitsgang
Lassen Sie sich eine Begrenzung für das DGM „Planung“ automatisch erzeugen und speichern Sie sie als Selektionspolygon ab.
Wählen Sie das zuvor erzeugte Selektionspolygon als Aussparung für das Ausstanzen des DGMs „Bestand“ aus.
Das DGM „Bestand“ wurde entlang der Begrenzung des DGMs „Planung“ ausgestanzt. Werden beide DGMs lückenlos zusammenpassen?
24 | interAktiv 2/2007 | Rund um das Produkt
Die 3D-Projektansicht eignet sich auch zur Prüfung komplexer DGMs bis hin zur Visualisierung von Projekten, siehe auch Seite 21.
Augenscheinlich passen beide DGMs gut zusammen. Doch wie sieht es im Detail aus?
Im Grabenbereich wurden die Profilabstände zu weit gewählt und sollten verdichtet werden. Dies ist beson -ders gut bei eingeschalteter Überhöhung zu erkennen.
Fehler und Unstimmigkeiten in Ihrer Pla-
nung aus, z.B. durch fehlerhafte Querprofi-
le oder zu große Abstände.
Komplexe VisualisierungenAuch komplexe Visualisierungen nehmen
Sie mit der 3D-Projektansicht vor, da sich
be liebig viele DGMs gleichzeitig mit unter-
schiedlichen Eigenschaften darstellen las-
sen. Es liegt nur an Ihnen, ob Sie DGMs aus-
stanzen, um sie lediglich gemeinsam darzu-
stellen, oder ob Sie sie zu einem größeren
DGM zusammenfassen. Ein Zusammenfas-
sen ist dann sinnvoll, wenn Sie sich in der
3D-Projektansicht die Höhenschichtlinien
zusammenhängend über die Grenzen ein-
zelner DGMs hinweg anzeigen lassen möch-
ten.
Neu in der 3D-Projektansicht zur Version 8.2• Verbesserte Navigation durch Unter-
stützung des Mausrads und symbolische
Darstellung des Zielpunktes
• Darstellung der x-, y- und z-Achse im
Zielpunkt (=Drehpunkt) zur besseren
Orientierung bei der Navigation
• Verbesserte Erstansicht insbesondere
bei sehr kleinen oder extrem langge-
streckten DGMs, kein „Suchen“ nach
dem DGM mehr
• Verwendung von Groß- bzw. Projekt-
koordinaten; Aug- und Zielpunkt lassen
sich direkt aus der Lageplanansicht
Ihres Projekts abgreifen und für die
Kameraeinstellungen nutzen
• Individuelle Höhenvorgabe für Aug-
und Zielpunkt entsprechend des
Höhensystems Ihres Projekts
• Überhöhung der Darstellung frei ein-
stellbar; wird auch mit Hilfe überhöhter
z-Achse veranschaulicht
• Automatische Darstellung von Bäumen;
zahlreiche unterschiedliche Bäume
gemäß Baumarttabelle
• Darstellung von Punktwolken (neben
OpenGL nun auch mit DirectX-Unter-
stützung)
• Automatische Darstellung von Punkten
der Punktdatenbank mit 3D-Symbol
• Automatische Darstellung von Topo-
grafie- und Profillinien
Links: Zwei separate DGMs mit farblicher Darstellung der Höhenschichtlinien, jeweils von blau (niedrigste Höhe) über grün, rot, braun nach weiß (größte Höhe). Rechts: Zusammengefasst erkennen Sie die Höhenverhält-nisse wesentlich besser.
ein Umringpolygon und beliebig viele Aus-
sparungspolygone. Dabei werden alle Drei-
ecke eines DGMs außerhalb des Umrings
und innerhalb der Aussparungen gelöscht.
Das ausgestanzte Ergebnis-DGM speichern
Sie separat unter neuem Namen ab, um Ihr
Ausgangs-DGM „Bestand“ nicht ungewollt
zu verändern. Nun sollte das DGM „Pla-
nung“ exakt mit dem ausgestanzten DGM
zusammenpassen. Dies lässt sich sofort mit
der 3D-Projektansicht überprüfen.
Schnelle Kontrolle Ihrer PlanungDurch die vorstehend beschriebene Verfah-
rensweise überprüfen Sie Ihre Arbeit ein-
fach und schnell auf Fehlerfreiheit. Das um
die Planung herum erzeugte und zum Aus-
stanzen verwendete Selektionspolygon ge-
währleistet, dass die beiden DGMs lage-
identisch aneinandergrenzen. Eine Über-
prüfung in der 3D-Projektansicht zeigt sehr
schnell, ob sie auch höhenmäßig zusam-
menpassen. Leicht erkennen Sie im Fehler-
fall Löcher und Überschneidungen zwi-
schen Ihren DGMs, insbesondere bei unter-
schiedlicher Farbgebung. So schließen Sie
mit Hilfe der 3D-Projektansicht einfach
Rund um das Produkt | interAktiv 2/2007 | 25
Topografische Daten in Hülle und Fülle
D ie Prinzipien zur Verwaltung topo-
grafischer Daten in CARD/1 haben
sich über viele Jahre in der Praxis be-
währt. Was sich im Laufe der Zeit jedoch
verändert hat, sind die Anforderungen an
die zu verwaltenden Datenmengen. Die
Menge der Ausgangsdaten, die für die
Projektbearbeitung bereitgestellt werden,
hat sich in den vergangenen Jahren ver-
vielfacht. Und auch die Daten, die bei der
Projektbearbeitung neu entstehen, sind
angewachsen.
Inflationäre DatenmengenUm die gestiegenen Anforderungen an die
Planungsqualität zu erfüllen, werden mög-
lichst umfassende Bestandsinformationen
genutzt. Je detaillierter und genauer die In-
formationen sind, desto besser und an-
schaulicher die Arbeitsergebnisse – beson-
ders im Detail. Wesentlicher Faktor für die
inflationär gestiegenen Datenmengen ist
auch der Umstand, dass immer mehr Be-
standsdaten digital vorgehalten werden.
Die Verfügbarkeit dieser Daten ist heute
weitaus größer, als es noch vor wenigen
Jahren der Fall war. Der Trend zeigt auch
hier weiterhin aufwärts; wir sind nicht
mehr weit entfernt vom digitalen Gipsab-
druck der Wirklichkeit ... Die Inhalte der
Datenbanken werden oftmals en bloc als
Planungsgrundlage zur Verfügung gestellt.
Damit der Datentransfer schnell und auto-
matisch erfolgt, werden die Grundlagenda-
ten großzügig weitergereicht, obwohl für
die eigentliche Projektbearbeitung nur ein
kleiner Ausschnitt relevant ist. Auch neue
Aufnahmetechniken, wie das Laserscan-
ning, produzieren in einem automatisier-
ten Prozess gigantische Datenberge, die
aber nicht nur als Eingangsinformation für
den Planungsprozess genutzt werden. Ge-
rade für die Ergebnispräsentation bewirken
Punktwolken eine bisher nicht gekannte
Realitätsnähe und Transparenz. Die Leis-
tungen und Ergebnisse, die heute von ei-
nem Planungsbüro erwartet werden, lassen
sich nur noch mit Hilfe eines erheblich
größeren Datenvolumens abbilden, als
noch vor wenigen Jahren. Gefragt sind
mehr und differenziertere Details und oft-
mals auch mehr Varianten als früher.
Zusätzliche Anforderungen an die SoftwareDiese Informationsfülle hat in den letzten
Jahren den Umgang mit den Daten verän-
dert. Daraus leiten sich auch höhere An-
forderungen an die eingesetzte Software
ab. So benötigt man heute leistungsstarke
datenspezifische und integrierte Verwal-
tungssysteme, um die Daten optimal zu
nutzen. 50 Millionen Laserscannerpunkte,
die bei der flächenhaften Erfassung von
Verkehrswegen schnell mal entstehen, dür-
fen nicht wie Katasterpunkte oder tachy-
metrisch aufgenommene Daten verwaltet
werden. Digitale Flurkarten wiederum ent-
halten viele Informationen, die Sie bei den
primären Konstruktionsschritten nicht
brauchen. Dennoch haben diese Daten ih-
ren Nutzen, da sie die Projektbearbeitung
übersichtlicher und Zeichnungen anschau-
licher machen. Die großen Datenmengen
sollen jedoch den eigentlichen Planungs-
prozess nicht behindern, etwa weil die Be-
arbeitung sich verlangsamt. Die Menge der
Daten lässt es oftmals nicht mehr zu, im
einzelnen zu prüfen, wie plausibel die ge-
lieferten Informationen sind oder wie sie
strukturiert sind. Für diese Fälle ist ein au-
tomatisierter Import von Vorteil, der die
nachträgliche Beurteilung mit grafischer
Unterstützung ermöglicht. Da viele Daten
heute in automatisierten Prozessen gene-
riert oder auch schon mal mäßig struktu-
riert weiter gegeben werden, müssen die
Verwaltungssysteme für topografische Da-
ten flexibel und leistungsstark arbeiten.
Anwendungsgerechte LösungenIn Version 8.1 bearbeiten Sie Ihre Projekte
komfortabel – unabhängig davon, wie viele
Daten Sie in Ihrem Projekt verwalten. Neu
ist, dass Sie eine nahezu unbegrenzte Men-
ge an topografischen Daten verwalten kön-
nen. In bis zu 32.000 Schichten differenzie-
ren Sie Ihre Linien, Böschungen, Bäume,
Symbole und Texte. Pro Schicht speichern
Sie nahezu unbegrenzt Daten – beschränkt
nur durch die Leistungsfähigkeit des ver-
wendeten Betriebssystems und der Hard-
wareausstattung. Auch im Detail haben wir
die Kapazität erheblich vergrößert. So wur-
de die Anzahl der Zeichen in einem zusam-
menhängenden Text verzehnfacht. Gerade
Anwendungsgerechte LösungenIn Version 8.1 bearbeiten Sie Ihre Projekte
komfortabel – unabhängig davon, wie viele
Daten Sie in Ihrem Projekt verwalten. Neu
ist, dass Sie eine nahezu unbegrenzte Men-
ge an topografischen Daten verwalten kön-
nen. In bis zu 32.000 Schichten differenzie-
ren Sie Ihre Linien, Böschungen, Bäume,
Symbole und Texte. Pro Schicht speichern
Sie nahezu unbegrenzt Daten – beschränkt
nur durch die Leistungsfähigkeit des ver-
wendeten Betriebssystems und der Hard-
wareausstattung. Auch im Detail haben wir
die Kapazität erheblich vergrößert. So wur-
de die Anzahl der Zeichen in einem zusam-
menhängenden Text verzehnfacht. Gerade
Heute nutzen Sie Laserscannerdaten zur Objektgewinnung. Ihr Projektmodell erreicht eine enorme Informationsfülle.
In der Version 8.1 gibt es kein Limit für topografische Daten. Damit eröffnen sich für Sie neue Freiheiten und
Möglichkeiten. Nutzen Sie Ihre topografischen Daten endlich so, wie es für Ihre Projektbearbeitung optimal ist.
Thomas Friedrich
14 | interAktiv 2/2006 | Rund um das Produkt
bei der Abbildung von Verkehrswegen ent-
stehen Linien mit einer Fülle an Stütz-
punkten. In Version 8.1 sind faktisch belie-
big viele Stützpunkte möglich – und wenn
Sie damit eine Böschung erzeugen möch-
ten, so ist auch das kein Problem. Auch
Geländemodelle bestehen schnell aus meh-
reren Millionen Dreiecken. In CARD/1 ist
das kein Thema. Ein spezielles Datensys-
tem für Punktwolken sorgt dafür, dass
auch bei vielen Millionen Laserscanner-
punkten in der Lageplanansicht und in den
Schnittansichten schnell und automatisch
der gewünschte Ausschnitt dargestellt wird.
Das gilt übrigens auch für die 3D-Projekt-
ansicht. Beim Import topografischer Da-
ten, etwa aus DXF-/DWG-Dateien, ist es
einfach, die externen Strukturen (Layer)
automatisch nach CARD/1 zu überführen.
Mit dem neu eingeführten Globalen Layer
haben Sie darüber hinaus die Möglichkeit,
die Topografiedaten separat zu verwalten,
die Sie in der Lageplanansicht lediglich als
Hintergrundinformation und/oder in
Zeichnungen benötigen.
Praxisgerechte SystemphilosophieDie aufgabengerechte Systemarchitektur,
das fachlich ausgerichtete Datenmodell
und die leistungsstarken Verwaltungsfunk-
tionen sorgen in CARD/1 für den Komfort
bei der Projektbearbeitung mit großen Da-
tenmengen. Optimierte Algorithmen für
den schnellen Datenzugriff und die schnel-
le Bildschirmdarstellung sowie differen-
zierte Darstellungsoptionen ermöglichen
eine zügige Projektarbeit bei Projekten jeg-
licher Größenordnung – ob es um die Ver-
legung einer Busbucht in der Hauptstraße
geht oder um 150 km doppelgleisige Bahn-
strecke in Mexiko oder um 900 km Auto-
bahn in China.
MessezeitAntje Müll
IB&T und die Tochtergesellschaften GEO DIGITAL, Mobile Mapping und RZI stellen auf den aktuellen Fachmes-
sen aus und präsentieren Ihnen die neuen Produkte und Leistungen.
Das erwartet SieKnapp ein Jahr nach Erscheinen der
CARD/1 Version 8.0 wird nun die nächste
Version 8.1 bereits für den Versand vorbe-
reitet. Auf den Fachmessen im Herbst stellt
IB&T Ihnen gern die Vorzüge des Planens
mit CARD/1 im Detail vor.
• CARD/1 effizient für die Projektbear-
beitung nutzen
• Neue Räumliche Darstellung der Pro-
jektdaten
• Planen mit der Punktwolke
• Topografie beschneiden
• Bahnplanung jetzt mit Wiener Bogen®
• Moderne Baugrubenkonstruktion
• Dateiviewer Luurens
• Neue Service-, Schulungs- und Consul-
ting-Angebote
Ihre Fragen beantworten wir direkt vor
Ort. Treffen Sie Ihre persönlichen An-
sprechpartner und erhalten Sie Einblicke in
die CARD/1 Produktpalette, die Entwick-
lungen und die Trends.
Sie nutzen GEOPAC, die Software zur
Planung und Trassierung schienengebun-
dener Verkehrswege im öffentlichen Perso-
nennahverkehr? Die GEO DIGITAL GmbH
stellt Ihnen gern die Neuerungen vor.
Sie benötigen Grundlagendaten für eine
Deckenoptimierung? Lassen Sie sich die
Möglichkeiten direkt auf unserem Messe-
stand von der Mobile Mapping S&S GmbH
erläutern. Wir bieten Ihnen eine fl exible
und wirtschaftliche Lösung für die dreidi-
mensionale Vermessung von Straßen an
und besitzen große Projekterfahrung.
Die RZI Software GmbH fi nden Sie auf
der INTERGEO in München in der Halle
C1, auf dem Stand 1405. Die Tiefbausoft-
ware ist besonders für Planer geeignet, die
eine AutoCAD Applikation suchen. Beson-
dere Messeangebote gibt es für die interak-
tive Fahrwegüberprüfung.
Das sind die TermineAuf folgenden Messen ist IB&T mit seinen
Tochtergesellschaften präsent. Gern verein-
baren wir mit Ihnen einen Termin. Schicken
Sie uns eine E-Mail an [email protected]
oder rufen Sie uns einfach an. Wir freuen
uns auf Ihren Besuch.
InnoTrans 2006 www.innotrans.de
Internationale Fachmesse für
Verkehrstechnik
Berlin, 19. – 22. September 2006
Messe Berlin, Halle 4.1, Stand 206
Straßen und Verkehr www.fgsv.de
Deutscher Straßen- und Verkehrskongress
Karlsruhe, 27. – 29. September 2006
Stadthalle, Foyer UG -1, Stand 70
INTERGEO www.intergeo.de
Kongress und Fachmesse für Geodäsie,
Geoinformation und Landmanagement
München, 10. – 12. Oktober 2006
Messegelände, Halle C1, Stand 1608
KOMCOM Nord www.komcom.de
Die IT-Messe für den Public Sector
27. – 28. Februar 2007
HCC HannoverBegehrt: die CARD/1 Tragetasche zum Mitnehmen.
automatisch nach CARD/1 zu überführen.
Mit dem neu eingeführten Globalen Layer
haben Sie darüber hinaus die Möglichkeit,
die Topografiedaten separat zu verwalten,
die Sie in der Lageplanansicht lediglich als
Hintergrundinformation und/oder in
Komfortable und übersichtliche Bearbeitung umfangrei-cher topografischer Daten bei Großprojekten. Anschauli-che Kontrollmöglichkeit in der 3D-Projektansicht.
Veranstaltungen | interAktiv 2/2006 | 15
W as im industriellen Anlagenbau, in
Architektur und Facility Manage-
ment längst State of the Art ist, hält nun
auch Einzug in den Ingenieurtiefbau: Die
flächenhafte Bestandserfassung mittels La-
serscanner. Das Ergebnis sind Punktwol-
ken mit unglaublich vielen Einzelpunkten,
für die unter Umständen auch Farb- oder
Intensitätswerte vorliegen.
Mehr als Farbe und FormAber wo sind all die planungsrelevanten
Objekte, wo sind Schächte und Abläufe,
Hochborde und Einfahrten, Bäume, Ge-
bäude – also all diejenigen Informationen,
die die klassische, diskrete Aufnahme mit
dem Tachymeter dem Planer so schön be-
reit stellt? Das alles steckt zwar in der
Punktwolke – aber zuerst nur als Farbe
und Form. Da stellt sich unmittelbar die
Frage: Sind die aufbereiteten Messergeb-
nisse von Laserscannern in der vorliegen-
den Form schon reif für die Verkehrswege-
planung?
Wirtschaftlich muss es seinDie Frage muss mit einem klaren, ingeni-
eurmäßigen „es kommt darauf an“ beant-
wortet werden. Für viele Projekte wäre eine
Erfassung mit dem Laserscanner sicherlich
unwirtschaftlich. Aber, wenn die Anforde-
rungen passen, bleibt noch immer zu klä-
ren, wie die Planer aus den zigmillionen
Scannerpunkten ihre Informationen zum
Bestand ableiten können? Schließlich müs-
sen sie bei der Konstruktion irgendwann
die Entscheidung fällen, zu welchem der
vielen Scannerpunkte ein Abstand gemes-
sen werden soll. Für die Massenermittlung
wird eine Oberfläche benötigt, die prakti-
scherweise als Geländemodell oder Profil-
linien beschrieben sein sollte.
Eine schlichte, aber aufwändige Heran-
gehensweise für die Planer wäre es daher,
aus den Punktwolken die Objekte per Hand
so zu bestimmen, wie sie auch vom Vermes-
sungsbüro geliefert werden. Sie könnten also
Gebäudekanten, Geländepunkte und Stra-
ßengeometrien in mühseliger Kleinarbeit di-
gitalisieren. Das kostet aber viel Zeit, Geld
und Geduld ...
Punktwolke integriertMit CARD/1 8.0 haben Sie es jetzt mit
Punktwolken viel einfacher. Um Scanner-
daten wirtschaftlich zu nutzen, benötigen
Sie eine Software, die diese Daten in die
Konstruktion integriert. Damit minimie-
ren Sie Ihre Aufwände für eine nachträgli-
che Digitalisierung und nutzen die zusätz-
lichen Informationen, die in der Punktwol-
ke stecken, für mehr Transparenz, eine
höhere Planungsqualität und attraktivere
Ergebnispräsentationen.
Integrierte Bearbeitung Alle Scannerpunkte liegen mit 3D-Koordi-
naten vor. Sie haben in CARD/1 die Opti-
on, Scannerpunkte in allen Ansichten ge-
meinsam mit den anderen Bestands- oder
Planungsdaten darzustellen. Im Grundriss
etwa zusammen mit den ALK-Daten oder,
wie auch in Längs- und Querschnitt, mit
den Planungsgeometrien bzw. -objekten.
Auch eine Kombination mit herkömmlich
gemessenen Bestandsdaten ist damit selbst-
verständlich möglich.
Bei der hohen Punktdichte und den Farb-
informationen für die Scannerpunkte erhal-
ten Sie ein fotoartiges 3D-Bestandsmodell.
Der Gesamteindruck, den Sie damit als Pla-
ner von der Situation erhalten, verschafft Ih-
nen mehr Überblick und macht die Pla-
nungsarbeiten sicherer.
Bernhard BraunPunktwolken – Reif für die Planung?
Immer häufiger erfassen Laserscanner den Bestand für Planungszwecke – auch im Tiefbau. Aber wo liegen die
Vorteile von Punktwolken? Und was brauchen Sie, um die zigmillionen Punkte in den Griff zu bekommen? Denn
schließlich soll die Konstruktion von Verkehrswegen günstiger und besser werden – und nicht aufwändiger, nur weil
Laserscanner gerade modern sind.
Fotoartige 3D-Bestandsmodelle vermitteln Ihnen einen anschaulichen Gesamteindruck.
20 | interAktiv 1/2006 | Rund um das Produkt
Die gleichzeitige Visualisierung von Pla-
nung und Scannerpunkten in den Ansichten
erleichtert die Konstruktion erheblich. Auf-
grund der integrierten, farbigen Darstellung
der Punktwolke berücksichtigen Sie den Be-
stand einfacher und intuitiver, als es mit
klassischen Vermessungsdaten der Fall wäre.
In der Punktwolke stecken viele planungs-
relevante Details. Vielfach ist es daher nicht
mehr erforderlich, spezielle Objekte zu er-
zeugen. Abstände messen Sie direkt zu Scan-
nerpunkten.
Die Entscheidung, welche Informationen
für die Konstruktion benötigt werden, fällen
Sie anhand der Punktwolke selbst. Die Ent-
scheidung wird nicht bereits bei der Vermes-
sung im Feld vorweggenommen. Dabei sorgt
ein spezielles Datenmanagement dafür, dass
die Scannerpunkte des aktuellen Ausschnitts
schnell gefunden und angezeigt werden kön-
nen – auch wenn Ihre Punktwolke aus 50
Millionen Punkten besteht.
Profile generieren Die Sachlage stellt sich allerdings noch an-
ders dar, wenn Sie die Bestandsdaten auch
für weitergehende Berechnungen und Aus-
wertungen nutzen müssen, etwa für die
Ermittlung von Auf- und Abtrag. Dafür
brauchen Sie dann beispielsweise ein Gelän-
demodell bzw. Profile. CARD/1 bietet jetzt
auch dafür Lösungen. So können Sie aus
Punktwolken automatisch Querprofile mit
hoher Genauigkeit berechnen lassen. Sie ge-
ben lediglich den gewünschten Achskorri-
dor und einen Stationsabstand vor. Oder Sie
generieren mit CARD/1 aus Punktwolken
Geländepunkte in einem vorgegebenen Ras-
terabstand. Alles weitere erledigen Sie dann
wie gewohnt mit den schon vertrauten
CARD/1 Werkzeugen, z.B. die Erzeugung
eines Digitalen Geländemodells.
Scannerpunkte plotten Für Sie als Planer ist es auch wichtig, dass
Sie Ihre Ergebnisse Ihrem Auftraggeber gut
„verkaufen“. Mit der Möglichkeit, Scan-
nerpunkte in Zeichnungen auszugeben, ge-
lingt Ihnen dies künftig vielleicht noch bes-
ser als bisher. So können Sie etwa für In-
nerortsbereiche im Längsschnitt auch die
angrenzende Bebauungsstruktur mit plot-
ten. In Querprofilzeichnungen tragen ge-
gebenenfalls Bewuchs und Bebauung zu ei-
ner anschaulicheren Darstellung der Situa-
tion bei.
Die Eingangsfrage lautete: Sind Punkt-
wolken wirklich schon reif für die Planung
und Konstruktion von Verkehrswegen? Wir
können nun antworten: eindeutig ja – aber
die Planungssoftware muss darauf abge-
stimmt sein.
Noch Fragen?Wünschen Sie weitere Informationen zur Nutzung von Scannerpunkten in CARD/1? Dann setzen Sie sich bitte mit uns in Verbindung:Telefon +49 (0) 40/5 34 12-400E-Mail [email protected]
Scannerpunkte sind hochgenau auswertbar. Jedes Pixel ist eine Koordinate.
Straßenquerschnitte mit Bewuchs und Bebauung.
Rund um das Produkt | interAktiv 1/2006 | 21
E s ist hinlänglich bekannt, dass das
3D-Laserscanning mittlerweile eine
weit verbreitete Messtechnologie ist. Den-
noch war ich überrascht, als ich im dies-
jährigen Sommerurlaub gleich zweimal
über diese Technologie stolperte. Das ers-
te Mal sogar an heiliger Stätte, mitten im
Petersdom in Rom, als ein Messteam dort
gerade den Papst-Altar mit dem berühm-
ten Baldachin von Gian Lorenzo Bernini
mit einem Laserscanner von Leica erfass-
te. Laserscanner sind für die Archivierung
wertvoller Kulturschätze offenbar unent-
behrlich geworden.
MoSES im EinsatzAuf der Rückreise aus Italien begegnete ich
der Scannertechnologie dann noch ein-
mal, als ich kurz vor Hamburg ein im Ein-
satz befindliches Messfahrzeug der Mobile
Mapping S&S GmbH überholte. Sichtbar
ausgestattet mit den MoSES-Komponen-
ten Laserscanner und Stereobildkameras
erfasste der Messwagen gerade die Auto-
bahn A 24.
Mit dem Straßenerfassungssystem Mo-
SES werden wertvolle Straßendaten erzeugt.
Diese Daten dienen weniger dem Zwecke
der Archivierung, wie für die Denkmalpfl e-
ge, sondern werden insbesondere für GIS-
Anwendungen und für Planungsprojekte
benötigt.
Scanner für VerkehrswegeWas in der Architektur oder im industriel-
len Anlagenbau (Stichwort „as-built“-Do-
kumentation) schon lange Standard ist, ge-
winnt langsam auch im Ingenieurtiefbau
an Bedeutung: Die Bestandserfassung von
Verkehrswegen mit Laserscannern als Pla-
nungsgrundlage. Neben der kinematischen
Erfassung im laufenden Verkehr (System
MoSES) werden Straßen und Bahnstrecken
heute auch mittels Befliegung oder mit sta-
tischen Laserscannern aufgenommen. Al-
len Verfahren gemeinsam ist die faszinie-
rende Möglichkeit, innerhalb kürzester Zeit
Punktwolken mit Millionen von Punkten
berührungslos zu messen. Damit können
Verkehrsobjekte sehr effizient räumlich er-
fasst werden.
Hohe PunktdichteFolgende Eigenschaften machen die Punkt-
wolke für die Verkehrswegeplanung so in-
teressant:
• Die Einzelpunkte einer Punktwolke lie-
gen als 3D-Koordinaten vor. Es entsteht
also ein räumliches Modell des Ver-
kehrsraumes inklusive Ausstattung, Be-
wuchs, angrenzender Bebauung usw.
• Die 3D-Koordinaten haben eine hohe
Genauigkeit.
• Die Punktdichte ist enorm hoch, so
dass viele Details der Objekte erkennbar
werden.
• Für die Punkte wird als zusätzliches
Attribut die Objektfarbe bzw. die In-
tensität des reflektierten Lichts erfasst.
Auf den Objektoberflächen können da-
durch Details viel leichter differenziert
werden. Außerdem wird die Unterschei-
dung der Objekte einfacher.
Punktdichte und Objektfarbe sind Eigen-
schaften der Punktwolke, die mit anderen
Messtechnologien nicht bzw. nicht wirt-
schaftlich erzeugt werden können, z.B. mit
Tachymeter oder Satellitengeodäsie.
Mit der Punktwolke planen Doch mit der exakten, farbkodierten Er-
fassung alleine ist es nicht getan. Um die
Punktwolke effektiv für die Konstruk tion
von Verkehrswegen zu nutzen, muss auch
die Planungssoftware auf die Nutzung der
Punktwolke ausgelegt sein – so wie die
neue CARD/1 Version 8.0. Damit können
Sie Punktwolken komfortabel verwalten,
visualisieren und direkt für die Konstruk-
tion nutzen. Punktwolken wurden dafür als
zusätzliche Datenart voll in das CARD/1
Datenmodell integriert. Selbst große Da-
tenmengen – und Punktwolken mit vielen
Millionen Punkten sind keine Seltenheit –
lassen sich in CARD/1 bequem verwalten.
Linkes Bild: Straßenquerschnitt Bahnüber-gang. Rechtes Bild: Straßenquerschnitt mit Bewuchs und Bebauung.
Neue Dimensionen für die Planung
Laserscanner werden zunehmend auch für die Erfassung von Verkehrswegen eingesetzt. Punktwolken mit oftmals
vielen Millionen Punkten eröffnen dem Planer ganz neue Möglichkeiten. CARD/1 sorgt dafür, dass Sie Scanner-
punkte in Ihren Planungsprojekten effektiv nutzen können.
Bernhard Braun
4 | interAktiv 2/2005 | Rund um das Produkt
insbesondere dann, wenn Sie aufgrund der
Farbinformationen einen guten Überblick
über die Gesamtsituation und über Objekt-
details erhalten.
Objekte und Objektgeometrien werden
in den jeweiligen Ansichten aufgrund ihrer
detailgetreuen und farbigen Visualisierung
sicher identifi ziert.
Es ist nicht erforderlich, vorab alle Ob-
jekte bzw. Objektgeometrien aus der Punkt-
wolke zu erzeugen und sie ins 3D-Modell
zu integrieren, z.B. Straßenränder, Gelän-
demodelle bzw. Bäume, Gebäude, Schilder.
Sie müssen also nur dann einzelne Objekte
explizit digitalisieren, wo dies für die Kon-
struktion zwingend gebraucht wird. Dafür
stellt Ihnen CARD/1 viele Standardfunkti-
onen zur Verfügung.
Das Potenzial der Punktwolke ist enorm.
Wundern Sie sich also nicht, wenn auch Sie
demnächst der Laserscannertechnologie in
irgendeiner Form begegnen! Selbst der Heili-
ge Stuhl setzt auf das Laserscanning, mit dem
die Vermessungsingenieure das Abbild der
göttlichen Kunstwerke Berninis erschaffen.
Live und in FarbeDie 3D-Punktwolke wird in CARD/1 in den
drei Planungsansichten Grundriss, Quer-
schnitt und Längsschnitt gemeinsam mit
den Planungsdaten in Farbe dargestellt.
Welche Ausschnitte angezeigt werden,
ist abhängig von den Benutzereinstellungen.
So können Sie etwa im Grundriss die Dar-
stellung auf einen Höhenbereich reduzie-
ren oder im Querschnitt und Längsschnitt
steuern, welchen Abstand die darzustellen-
den Punkte zum Profi l max. haben sollen.
Dadurch lässt sich die Darstellung von Ein-
zelobjekten optimieren.
Die Punkte werden für die Darstellung
live aus der Punktwolke extrahiert – dank
der speziell dafür entwickelten Verwaltungs-
funktionalität ohne lange Wartezeiten beim
Bildschirmaufbau.
Effektives ArbeitenDie Unterstützung der Punktwolke in
CARD/1 erspart Ihnen viel Arbeit, denn
für viele Planungsaufgaben reicht die blo-
ße Visualisierung der Punkte oftmals aus,
Bild links: Grundriss Bahnübergang mit AchsenBild mitte: Straßenquerschnitt BahnübergangBild rechts: Längsschnitt einer Achse
Die Version 8.0 gibt es jetzt auch in Englisch – der Datenaustausch zwischen deutscher und englischer Version ist reibungslos.
Die Version 8.0 gibt es jetzt auch in Englisch – der
K napp drei Monate nach Auslieferung
der deutschen CARD/1 Version 8.0
erhalten Sie auf Wunsch auch die englische
Variante. Programm und Online-Doku-
mentation stehen adäquat zur aktuellen
deutschen Version in englischer Sprache
zur Verfügung. Dies schließt alle für die
Planung wichtigen Module ein. Auch unse-
re Spezialmodule, z.B. Automatische Achse,
Deckenoptimierung, Gradientenapproxi-
mation, Punktwolke und Räumliche Dar-
stellung, stehen Ihnen in der englischen
Version zur Verfügung. So können jetzt
auch alle englischsprachigen Anwender die
Claus Leitzke
vielen Vorteile der CARD/1 Version 8.0
nutzen. Aktuell läuft im Hause IB&T noch
der Betatest der englischen Version. Der
Datenaustausch zwischen der deutschen
und der englischen Version ist verlustfrei
und problemlos möglich. Alle Kunden mit
Pflegevertrag erhalten ihr englisches Soft-
warepaket sofort nach Fertigstellung, vor-
aussichtlich schon im November.
Sie planen Projekte im Ausland und
würden dafür gern die neue CARD/1 Version
8.0 auf Englisch einsetzen? Gern stellen wir
sie Ihnen vor. Bitte rufen Sie uns an unter
+49 (0) 40/5 34 12 - 400.
Fertig: Version 8.0 auf Englisch
UnternehmensporträtDas Schweriner Ingenieur- und Vermes-
sungsbüro Dimitrov hat sich auf das ter-
restrische Farblaserscanning spezialisiert.
Dimitrov ist aufgrund eigener Forschungs-
arbeiten auf diesem Gebiet in der Lage,
3D-Laserscanning zu sehr attraktiven
Preisen durchzuführen. Die so gewonne-
nen neuartigen Daten bieten viele Vortei-
le und lassen sich mit der Planungssoftwa-
re CARD/1 weiterbearbeiten. Auch für alle
klassischen Vermessungsdienstleistungen
ist das Schweriner Unternehmen als kom-
petenter Partner bekannt.
Das Leistungsangebot umfasst
• Straßen-, Autobahn-, Eisenbahn- und
Architekturvermessungen
• Gleisgeometrie
• Beweissicherungen und Unfalldoku-
mentationen
• Landschaftspflege, Machbarkeitsstudi-
en, Visualisierungen und Anlagenbau
• Archäologie und Denkmalpflege
ivd / Ing.- und Vermessungsbüro DimitrovWilh.-Hennemann-Straße 2 · 19061 SchwerinTel. +49 (0) 385/5811368 · Fax +49 (0) 385/5811369E-Mail [email protected] www.ivd-schwerin.de
Rund um das Produkt | interAktiv 2/2005 | 5