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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!

Smartphone Surveying mit IAGV Blog

VIDEO : Smartphone-Surveying mit IAGV

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Seit fast 10 Jahren stehen wir Ihnen als zuverlässiger Partner für Vermessungen im Rahmen von Infrastrukturprojekten zur Seite. In dieser Zeit haben sich nicht nur die Technologien weiterentwickelt, sondern auch unsere Prozesse. Unser Ziel war und ist es, Ihnen stets die schnellsten und besten Ergebnisse zu liefern.

Nun haben wir einen weiteren Schritt in die Zukunft gemacht: die Vermessung mit dem Smartphone. Dank moderner Smartphones, die mit hochentwickelten Kameras, Lidar-Systemen und Inertialmesseinheiten ausgestattet sind, kombiniert mit externen GNSS-Empfängern, können wir nun äußerst präzise 3D-Vermessungen durchführen.

Mit dieser Technologie können Objekte direkt am Smartphone gewählt und attributiert werden. Die dabei erstellten 3D-Daten lassen sich mühelos exportieren und sowohl für die Dokumentation als auch für nachträgliche Vermessungen nutzen.

Damit Sie einen Eindruck davon bekommen, wie diese Technologie in der Praxis funktioniert, hat unser Experte Felix Almesberger ein Video für Sie vorbereitet. Schauen Sie es sich an und erfahren Sie, wie die Zukunft der Vermessung aussieht.

Besonders im Tiefbau, wo Leitungen direkt im offenen Graben vermessen werden, setzt sich diese Technologie durch. Branchengrößen wie die Telekom nutzen sie bereits flächendeckend. Wir begleiten Baufirmen seit über einem Jahrzehnt bei der Bestandsdokumentation von Breitbandmaßnahmen und in vielen weiteren Bereichen. Dabei unterstützen wir Sie bei der Auswahl des passenden Systems, der Konfiguration Ihrer Ausrüstung, dem Workflow von Aufmaß und Datenbereitstellung bis hin zur Nachbearbeitung und Schulung. Sie können sehr gerne uns hier kontaktieren.

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Welche Technologie für die effiziente Baufortschrittskontrolle: LiDAR, Drohne oder Laserscanner? 

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Im letzten Winter hat Niklas Wolfram, B. Eng. OTH Regensburg, eine Bachelorarbeit über die effiziente Gestaltung der Baufortschrittskontrolle mit Hilfe von modernen Technologien erforscht. Dabei wurden vor allem die Möglichkeiten zur Aufnahme von Innenräumen untersucht. Der externe Betreuer war Dipl.-Ing. Willi Almesberger von IAGV.

Effiziente Baufortschrittskontrolle im Innenraum mittels moderner Technologien – Vergleich von Laserscanner, LiDAR & UAV/Drohne

Bei der Baufortschrittskontrolle wird der aktuelle Istzustand mit dem geplanten Sollzustand verglichen. Dabei spielen Ebenheitskontrollen, Toleranzkontrollen und Prüfungen der lichten Höhen und Weiten eine wichtige Rolle. Der Istzustand wird häufig noch durch Begehungen vor Ort geprüft, kann aber inzwischen auch digital festgehalten werden. Dafür wurden im Zuge der Arbeit drei verschiedene Aufnahmearten durchgeführt und im Anschluss miteinander verglichen.

Zu Beginn wurde ein terrestrischer Laserscanner verwendet, um ein dreidimensionales Gebäudemodell zu erstellen. Dafür wurde das BIM-Programm Autodesk Revit zur Auswertung der erzeugten Punktwolke benutzt. Das 3D-Modell wurde anschließend mit einem, auf dem iPad Pro erfassten, LiDAR-Scan abgeglichen und auf Ihre Wirtschaftlichkeit und Effizienz untersucht. Zusätzlich wurde die Nutzung von UAVs (unmanned aerial vehicle) im Innenbereich getestet und wiederum mit zuvor genannten Techniken verglichen.

Als Referenzobjekt wurde ein Wohngebäude des Baugebiets Candis II in Regensburg verwendet. Dabei wurden jeweils das Erdgeschoss und erste Obergeschoss im Rohbau analysiert. Anhand dieser Datengrundlage wurden sämtliche Möglichkeiten und Probleme der Technologien gegenübergestellt und mit einem Ausblick in die Zukunft ergänzt.

Terrestrischer Laserscanner

Zur Aufnahme wurde zuerst ein Trimble X7 inklusive Tablet, Stativ, Akkus, Ladegeräte, Taschen und der Trimble Perspective Software verwendet. Pro Raum sind je nach Größe und Raumaufteilung mindestens ein bis mehrere Standpunkte erforderlich. Die Anzahl der Standpunkte ist abhängig von der jeweiligen Verwinkelung und Größe der Räume. Es muss darauf geachtet werden, dass jede Seite einer Fassade und jede Teilfläche aufgenommen wird. Für jeden Standpunkt benötigt der Laserscanner 5 Minuten reine Scanzeit. Die Zuordnung der gescannten Punktwolke zur Gesamtpunktwolke dauert weitere 1-2 Minuten. Somit wurden insgesamt 40 Scans benötigt und eine Zeit von rund 4 Stunden beansprucht. Anschließend konnte die Punktwolke in Autodesk ReCap importiert und bearbeitet werden.

Zuletzt kann man die ReCap-Datei dann auch in Revit inspizieren:

LiDAR-Scan

Zur Erfassung mittels LiDAR-Scans wurde in dieser Arbeit ein iPad Pro der 4. Generation verwendet. Hierfür gibt es zwar noch keine offiziellen Applikationen von Apple selbst, dafür aber viele verschiedene Apps im App-Store, wie die 3D Scanner App mit denen die Erstellung eines 3D-Gebäudes möglich ist. Mit dieser App konnte das Gebäude bedienerfreundlich aufgenommen werden, sodass man schon in der App ein 3D-Modell zur Verfügung hat.

Dieses kann man anschließend wieder in Autodesk ReCap und Revit importieren:

UAV

Zuletzt wurde die Verwendung von UAVs getestet. Dabei wurde die DJI Mavic Air 2 verwendet. Diese wird durch einen Controller in Verbindung mit einem Smartphone und der DJI Fly-App gesteuert. Zu erwähnen ist hierbei, dass die Hinderniserkennung für enge Passagen ausgeschaltet werden muss, da die Drohne sonst nicht weiterfliegt. Dadurch ist man aber auch nicht mehr vor Kollisionen geschützt und sollte somit zuvor schon Erfahrungen mit dem Fliegen haben. Auf der Drohne wurde zudem eine 360-Grad-Kamera, die Insta 360 sphere, installiert und somit hatte man als Ergebnis 360-Grad-Aufnahmen des ganzen Gebäudes.

Hier eine Auswahl der in der Bachelorarbeit bewerteten Kriterien:

 Terrestrischer LaserscannerLiDAR-ScanUAV
Zeitaufwand4 Stunden20 Minuten10 Minuten
Datenmenge35 GB900 MB3,5 GB
Genauigkeit<1 mm4 cm
VerwendungDetailliertes 3D-ModellSchnelles 3D-Modell360-Grad-Bildanalyse
3D-ModellJaJaNein, nur Bildanalyse
Erreichbarkeit schwieriger PunkteNur Stellen, die vom Boden aus sichtbar sindNur in 5 Meter EntfernungJa, auch Brücken, Schächte…
DatenverarbeitungViele Möglichkeiten (z.B. Revit)Viele Möglichkeiten (z.B. Revit)Nur Bildbearbeitung in Insta360 oder anderen Tools
Ebenheitskontrolle, lichte Weite und Höhe möglich?Ja (sehr präzise)Ja, aber nur mit 4 cm GenauigkeitNein, nur in Kombination mit LiDAR

Fazit

Insgesamt kann man feststellen, dass jede der getesteten Methoden Vor- und Nachteile mit sich bringt. Je nach Verwendungszweck und Baustellenart sollte also individuell entschieden werden, welche Technologie eingesetzt werden soll.

Bei Baustellen mit schwer zugänglichen Bereichen empfiehlt sich somit meistens eine Drohne.

Wenn es schnell gehen muss und keine millimetergenauen Maße erforderlich sind, ist ein Scan mittels LiDAR am Handy oder iPad zu empfehlen.

Sollten jedoch präzise Daten erforderlich sein, ist der terrestrische Laserscanner noch der bewährte Weg.

Sie benötigen eine auf Ihre Bedürfnisse optimierte Baufortschrittskontrolle in Regensburg /Bayern? Sprechen Sie uns an!