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3D-Visualisierungen für Entwurfs-, Bestands- und Baubegleitende Vermessung

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Das möchten wir Ihnen in diesem Blogbeitrag beweisen. Zunächst befassen wir uns mit Geodaten und ihrer Verwendung, den möglichen Einschränkungen mit herkömmlichen Vermessungsmethoden und der Frage, wie 3D-Visualisierungen Abhilfe schaffen können.

Anschließend gehen wir ausführlich darauf ein, wie wir unsere 3D-Visualisierungsdienste seit 2024 weiterentwickelt haben.

Geodaten und Ihre Funktion

Geodaten sind in allen Projektphasen eine wichtige Grundlage für alle Beteiligten. Geodaten sind eine Kombination aus 3D-Bezugsdaten und Sachdaten.

In der Entwurfsvermessung liefern sie die Grundlage für Planungsmaßnahmen im Bereich Hochbau, Tiefbau und Infrastruktur, ohne die keine Planung realisiert werden kann. Das Ergebnis sind digitale 2.5D-Pläne mit Attributivdaten.

Im Zuge der Bestandsvermessung wir der Ist-Zustand von Objekten erfasst. Das Ergebnis sind ebenfalls digitale 2.5D-Pläne mit Attributivdaten.

Bei der baubegleitenden Vermessung wird im Wesentlichen die geplante Objektgeometrie in die Örtlichkeit übertragen, die Bauausführung kontrolliert und bildet die Grundlage für Abnahme, Abrechnung und Dokumentation.

Die Einschränkungen und unsere Lösung

Mit herkömmlichen Vermessungsmethoden können Sachdaten z. T. nicht dargestellt werden.

Ergänzende Attributivdaten werden bisher über umfangreiche Fotodokumentationen erfasst, deren weitere Verarbeitung und Auswertung sich jedoch als sehr zeitintensiv darstellt.

Neue Lösungsmöglichkeiten bieten in diesem Zusammenhang Mobile Mapping Systeme, mit denen Punktwolken effektiv und effizient erfasst – und in fotorealistischen 3D-Welten prozessiert werden können.

Mit diesen Themen beschäftigen wir uns seit Ende 2024. In diesem Zusammenhang haben wir und für einen kompakten handgeführten 3D-Scanner (SLAM-LiDAR-Scanner) Lixel K1 der Firma XGRIDS entschieden. Das Gerät ist leicht und handlich (<1kg), hat eine Reichweite von bis zu 40m und eine relative Genauigkeit von +-1-2cm. (Quelle Xgrid K1 Datenblatt).

Hinweis: Wir haben ein Video über die Vorteile und Anwendungen des Lixel XGRIDS K1 erstellt.

Wie unsere 3D-Visualisierungen in der Praxis funktionieren

Das Post Processing der Punktwolke erfolgt in Lixel-Studio. Hierzu zählen Georeferencing, SLAM mapping, Optimization (Close to End loop), Dynamic object removal, Filtering, Coloring, Panoramic generation. Die prozessierten Daten können in Lixel-Studio weiterbearbeitet, oder in alle gängigen Formate exportiert werden.

Neben der prozessierten Punktwolke können aus den Rohdaten auch noch fotorealistische 3D-Räume erstellt werden. Mit der Lixel Cyber Color Software werden die 3D-Inhalte generiert, basierend auf Multi-Slam und 3DGS (3D Gaussian Splatting).

Gaussian Splatting ist eine moderne 3D‑Darstellungs‑ und Rendering‑Methode, bei der eine Szene nicht als Netz (Mesh) repräsentiert wird, sondern als Ansammlung von 3D‑Gauss’schen Verteilungen („Splats“) mit Farbe, Dichte und Position. (Quelle)

Die Visualisierungen können mit dem XGRIDS eigenem LCC Viewer (kostenloser Download auf xgrids.com) betrachtet werden, bzw. können die Daten mit einer von uns entwickelten Anwendung in unserem PIXELRAUM dargestellt werden.

Die klaren Vorteile der 3D-Visualisierung

  • Fotorealistische Darstellungen erleichtern die Arbeiten mit 2.5D-Planwerk, vor allem auch für Projektbeteiligte, die keine Kenntnisse von der Örtlichkeit haben.

  • Objekte können zusammenhängend dargestellt werden mit freien Bewegungs- und Blickrichtungen und sind für Betrachter leichter zu verstehen als Fotodokumentationen.

  • Zusätzliche Informationen können leicht aus der Punktwolke, bzw. Visualisierung extrahiert werden. Baufortschritte und -zustände können schnell und effizient erfasst werden und für eine nachhaltige Dokumentation verwendet werden.

Wie wir bereits in der Einleitung gesagt haben, sagt eine 3D-Visualisierung mehr als 1000 Bilder. Lassen Sie es uns Ihnen also mit Videos zeigen! Sie können sich diese Demo auf YouTube ansehen oder selbst ausprobieren, wie man in einer 3D-Visualisierung innerhalb unserer maßgeschneiderten Umgebung navigiert: PIXELRAUM.

Nachstehend ein paar Anwendungsbeispiele: 

Weiterhin können aus den 3D-Visualisierungen auch noch Videosequenzen und Einzelbilder abgeleitet werden. 

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VIDEO: Schnell, kostengünstig, effizient –  Vorteile & Anwendungen des Lixel XGRIDS K1

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Eine Wohnung mit 100 Quadratmetern in ca. 5 Minuten zu scannen? Unser neuestes Gerät macht es möglich: der Lixel XGRIDS K1. Sehen Sie sich unser Video an, in dem wir alles erklären. Von der Einrichtung bis zu den Vorteilen. Oder lesen Sie einfach hier weiter.

Seit Anfang des Jahres verwenden wir ein neues Mobile Mapping System, das uns überzeugt hat: der Lixel XGRIDS K1. Er verbindet hochpräzise Technologie mit einfacher Bedienung und ermöglicht eine messbare Zeitersparnis, die sich natürlich in niedrigeren Kosten für unsere Kunden niederschlägt. 

Um Ihnen also alles über dieses System und seine Vorteile für Sie zu erklären, haben wir ein kleines Video erstellt. Für alle, die gerne lesen, haben wir einen kleinen Blog eingerichtet und das Video zusammengefasst. 

VIDEO

Was ist der Lixel XGRIDS K1?

Der Lixel XGRIDS K1 ist ein hochmodernes Mobile Mapping System, das mit einer 48-Megapixel-Kamera, einem 360°-LiDAR-Sensor und einer Erfassungsrate von 200.000 Punkten pro Sekunde beeindruckt. Die Bedienung erfolgt intuitiv über die Lixel Go App, mit der der Scanvorgang in Echtzeit verfolgt und gesteuert werden kann.

Vorteile in der Praxis:

  • Schnelle & effiziente Datenerfassung: Eine 100 m² große Wohnung kann in etwa 5 Minuten vollständig gescannt werden. Vor allem in bewohnten Wohnungen ermöglicht dieses System das Scannen, ohne dass die Bewohner eine Stunde oder länger gestört werden müssen. In 5 Minuten ist alles erledigt.
  • Baufortschritte zu jeder Bauphase schneller & effizienter kontrolliert werden können. Das macht das Leben für Bauherren und Bauleiter einfach.
  • Digitaler Zwilling schnell und einfach realisiert.
  • Kunden können selbst interaktiv durch das Model navigieren, was interessant ist für Immobilienwirtschaft, Projektentwickler, Verwertung von bestehenden Immobilien.
  • GPS-unabhängig: Auch in Parklandschaften einsetzbar und überall dort, wo klassische Vermessungstechnologien an ihre Grenzen stoßen.
  • Große Bandbreite an Anwendungen: Vom Baumkataster bis zur Projektentwicklung. Das System ist flexibel einsetzbar und bietet echten Mehrwert.

Interessiert? Dann kontaktieren Sie uns gerne!

VIDEO TRANSKRIPTION

Hallo zusammen! Ich möchte Ihnen heute unsere neueste Errungenschaft vorstellen, welches wir uns anfang des Jahres angeschaft haben.

Es ist der XGRIDS Lixel K1. Der Lixel XGRIDS K1 ist ein Mobile Mapping System, des über 48 Megapixel Kamera verfügt, über eine 360 Grad LiDAR Sensor und 200 000 Punkte pro Sekunde erfassen kann.

Mit dem Lixel K1 kann man eine fotorealistische 3D Punktwolke generieren und besticht durch eine relative einfache Handhabe.

Bedient wird das System über die Lixel Go App. Über die Lixel Go App kann man sich mit dem aktuellen Status des Systems informieren und es wird auch die Punktwolke in Echtzeit t angezeigt.

SCANVORGANG

Wir starten den Scan ganz einfach mit „GO“.

Wir gelangen in den Bildschirm, wo der aktuelle Status des Systems angezeigt wird, und das Scannen starten wir einfach mit „Aufnahme“.

Das System muss ca. 15 Sekunden initialisieren. Wenn die Initialisierung abgeschlossen ist, kann man eigentlich schon anfangen zu messen.

So, die Initialisierung ist abgeschlossen. Wir sehen bereits die ersten Daten.

Das ist also praktisch sozusagen der Scan von dem Standpunkt aus.

Von dem Messeablaufe es ist so wir beginnen an einem Punkt, machen eine Schleife und kehren an diesen Punkt wieder zurück.

In diesem System ist eine IMU verbaut, welche wie jede IMU einen gewissen Drift hat.

Und wenn man wieder zu demselben Punkt zurückkehrt, kann man im Postprocessing diese Drift wieder kompensieren.

So, und es ist eigentlich schon so weit, dass man beginnen kann zu messen, mit etwas ausgestreckter Hand, 40 Grad, leicht geneigt.

Kann man jetzt sozusagen die Räumlichkeiten oder die Objekte entsprechend dann abgeben.

Also, wir gehen in so eine Runde und würden dann am Ende wieder an unseren Ausgangspunkt zurückkehren, ‘‚Stopp‘’ drücken und den Scan stoppen. Und dann wird das Projekt gesichert.

So wird der ganze Vorgang schon abgeschlossen, das heißt, für eine Wohnung mit 100 Quadratmetern ist hier eine Zeitaufwand von ca. 5 Minuten zu rechnen.

ANWENDUNGSMÖGLICHKEITEN & VORTEILE

Für dieses System sehen wir eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, z. B.:

Innenaufnahmen von Wohn- und Gewerbeflächen, die hier wirklich schnell und effizient gemacht werden können;

Wohnungen, die noch bezogen sind, Es ist meistens schlecht, wenn man sich da irgendwo eine Stunde in der Wohnung aufhalten kann. Mit dem System ist man in 5 Minuten durch und dann müssen sozusagen die Bewohner auch nicht länger belästigen. 

Die Erstellung digitaler Zwillinge, es ist so ein Thema: Digitaler Zwilling ist mit dem System auch schnell und einfach realisiert.

Wo wir auch einen großen Vorteil sehen, ist eigentlich, dass die Baufortschritte zu jeder Bauphase schneller und effizienter kontrolliert werden können. Das heißt, man geht auch im Rohbau durch. Es werden die Leitungen verlegt, es ist verputzt.

Ich sehe ein großes Potenzial von dem Gerät, wo wir dem Bauherrn und Bauleiter das Leben einfach machen können.

Immobilienwirtschaft, Projektentwickler, Verwertung von bestehenden Immobilien ist mit Sicherheit auch so ein Thema.

Wo man mal neben dem Bild den Kunden auch die Möglichkeit geben kann durch das Objekt selber durch zu wandern (edit: 3D Scan).

Ich denke, das ist ein guter Einsatz und bietet gewisse Vorteile.

Was hat man noch?

Wie im Anfang schon angesprochen das Thema, dass wir hier das System einsetzen, wo andere Vermessungssysteme nur bedient einsetzbar sind.

Das heißt, wo GPS aufgrund von Abschattung und sonst was nicht möglich ist oder Tachymeter einfach zu kostspielig ist.

Baumkataster ist so ein Thema, das heißt Parklandschaften aufnehmen. Parklandschaften sind schnell und effizient erfasst. 

Man kann Stammdurch messen, man kann Kronendurchmesser ermitteln, so dass es eigentlich insgesamt relativ kostengünstig realisierbar ist. 

ENDE

Ja, das war’s eigentlich, was ich zu dem System sagen wollte.

Wir haben es seit 4 Monaten (Februar 2025) in Betrieb, haben schon einige Projekte mit dem ganzen realisiert und versuchen immer neu Betätigungsfelder mit dem System auszuloten.

Arbeiten wir eng zusammen mit unseren Kunden, um den Bedarf unserer Kunden zu ermitteln.Und ich denke, dass wir ihr noch eine Vielzahl von Möglichkeiten entwicklen werden.

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Fallstudie: Vertikalitätskontrolle von Mobilfunkmasten

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Trimble Scan Explorer Viewer
Trimble Scan Explorer Viewer

Deutschland 2025 – Ein Funkloch. Wer kennt es nicht! Wacklige Internetverbindungen im Homeoffice und Verbindungsprobleme bei Handygesprächen. Doch es passiert viel, damit das bald der Vergangenheit angehört. Der Bund arbeitet eng mit den Ländern zusammen, damit der neueste Mobilfunkstandard und Glasfaseranschlüsse bis 2030 flächendeckend verfügbar sind. (Quelle: Glasfaser- und Mobilfunkausbau | Bundesregierung).

Im Bereich Mobilfunk besteht nach wie vor die Notwendigkeit der Nachverdichtung, bzw. Umbau.

Von unterschiedlichen Firmen werden die Funkmaste errichtet, in unterschiedlicher Bauweise aus vorgespannten Schleuderbeton oder Stahlgittermasten.

Um eine nachhaltige Standsicherheit zu gewährleisten sind die Masten entsprechend lotrecht auszuführen. Die Grenzwerte sind in entsprechenden DIN-Vorschriften geregelt.

Vorgehensweise

Konventionell kommen bisher tachymetrische Verfahren zum Einsatz, wo wenige diskrete Punkte explizit erfasst werden.

Wir haben uns überlegt, wie diese Messung einfacher, schneller und präziser zu erledigen ist. Und zwar mit einem terrestrische Laserscanner.  Mit diesem kann nun ein photorealistischer digitaler Zwilling des Objektes erstellt werden. Individuelle Messungen können direkt am Computer vorgenommen werden, ohne weitere Scans. Dieser Zwilling kann mithilfe von kostenlosen Tools, wie in etwa dem Trimble Scan Explorer Viewer direkt dem Kunden zur Verfügung gestellt werden.

3D-Punktwolke mit Vermaßung
3D-Punktwolke mit Vermaßung

Messen im Trimble Scan Explorer Viewer
Messen im Trimble Scan Explorer Viewer

Workflow

1: Für die Objekterfassung kommt ein Trimble X7 zum Einsatz. Über 3 bis 5 Stationen kann die Objektgeometrie ausreichend für die nachfolgende Bearbeitung erfasst werden.

2: Die Stationen werden im Feld mit der Trimble Perspective Software registriert, ausgeglichen, bei Bedarf an Daten im amtlichen Bezugssystem georeferenziert und in beliebigen Punktwolkenformaten exportiert.

3: In unserem Fall erfolgt die weitere Bearbeitung in Autodesk Civil3D. Hierzu werden verschiedene Schnittebenen generiert. Schnittebene Bodenplatte, Schnittebene beliebige Höhe, Schnittebene max. einsichtbare Höhe. Die Schnittebenenstärke beträgt einheitlich 5cm.

4: Über die Schnittebene wird nun eine ausgleichende Geometire entwickelt (Kreis, Quadrat).

5: Die Mittelpunkte der ausgleichenden Geometrien sollten im Idealfall identisch sein in X und Y.

6: dX und dY stellen nun die Lotabweichung vektoriell dar, die entsprechend mit den zulässigen Grenzwerten abgeglichen werden können.

Projektion der Lotabweichung in X, Y, vektoriell in Autodesk Civil 3D
Projektion der Lotabweichung in X, Y, vektoriell in Autodesk Civil 3D

Fazit

Mit dem Einsatz von terrestrischen Laserscannern kann nicht nur schnell und effizient der erforderliche Nachweis zur Lotrechtstellung eines Mobilfunkmastes erbracht werden.

Die erfassten 3D-Daten ermöglichen die Erstellung eines digitalen Zwillings von Mast, Antennentragstruktur und Antennen und stellen somit wertvolle Informationen für Betrieb, Umbau bis hin zum Rückbau dar.

Bauen Sie Funkmasten oder andere Türme? Dann kontaktieren Sie uns gerne!

Von Polygonzügen zu Scan2BIM

Der Wandel der Vermessung: Von Polygonzügen zu Scan2BIM

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Die Vermessungswelt befindet sich durch den rasanten technologischen Fortschritt in einem ständigen Wandel.

Was früher mühsam mit Tachymetern und Polygonzügen vermessen werden musste, lässt sich heute oft einfach und präzise mit GPS-Geräten erledigen.

Doch die Entwicklung geht weiter: 3D-Scanner sind inzwischen erschwinglich geworden und revolutionieren nicht nur die dreidimensionale Erfassung von Objekten, sondern auch die klassische 2D-Vermessung.

Mit 3D-Scannern wird die Erstellung von Grundrissen und Flächenaufmaßen zum Kinderspiel.

Das erstellte 3D-Modell kann einfach in der Mitte geschnitten werden, und der Grundriss eines Gebäudes wird automatisch sichtbar. Das spart nicht nur Zeit, sondern erhöht auch die Genauigkeit.

Doch der Nutzen der 3D-Scantechnologie geht weit über diese klassischen Anwendungsfälle hinaus – insbesondere in Verbindung mit Building Information Modeling, kurz BIM.

Was ist BIM?

BIM steht für Building Information Modeling und beschreibt einen digital gestützten Planungsprozess, der das Bauwesen grundlegend verändert.

Ziel ist es, ein möglichst realitätsnahes, digitales Modell eines Bauobjekts zu erstellen, das nicht nur geometrische Informationen enthält, sondern auch objektspezifische Daten.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Plänen, die aus Linien und Punkten bestehen, wird ein BIM-Modell durch Objekte dargestellt, die attributive Datenwie Materialeigenschaften, Kosten oder Zeitpläne enthalten – ähnlich wie in einem GIS-System.

Wofür sind Bim-Modelle nützlich?

Ein BIM-Modell kann bereits vor Baubeginn erstellt werden, was die Planung und Bauausführung erheblich optimiert.

Durch den Export von Stücklisten oder Materialbedarfen lässt sich die Baulogistik effizienter gestalten.

Auch während der Bauphase ermöglicht BIM den Vergleich zwischen dem Soll- und Ist-Zustand, indem 3D-Scans regelmäßig den Baufortschritt dokumentieren.

Darüber hinaus spielt BIM eine entscheidende Rolle bei bestehenden Bauwerken.

Anders als bei Neubauten, für die heute standardmäßig digitale Planungsdaten erstellt werden, gibt es bei Bestandsgebäuden oft keine digitalen Informationen.

Hier kommt der 3D-Scanner ins Spiel: Bestehende Gebäude können gescannt und in ein BIM-Modell übertragen werden, das als Grundlage für Sanierungen, Umbauten oder die langfristige Verwaltung dient.

Beispiel: BIM-Modell einer Brücke

Als Beispiel haben wir eine Brücke, welche von uns mit einem Trimble X7 Scanner gescannt haben. Anschließend haben wir für die zukünftige Bearbeitung ein Revit – BIM Modell daraus erstellt.

Benötigen Sie auch ein BIM-Modell für Ihr Bau-, Sanierungs- oder Renovierungsprojekt? Kontaktieren Sie uns!