Bauaufnahme mittels 3D-Scanner

Müssen bestehende Gebäude, Anlagen oder Gelände neu aufgemessen werden, eignet sich der Einsatz eines 3D-Laserscanners zur Ermittlung der detailgetreuen Bestandsmaße. Innerhalb kürzester Zeit kann mittels Lasertechnologie das detaillierte dreidimensionale Bild eines komplexen Gebäudes erzeugt werden.

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Funktionsweise und verschiedene Arten von 3D-Laserscannern 

Ein Laserscanner tastet die Oberflächengeometrie eines Gebäudes oder Geländes berührungslos ab, indem er Laserstrahlen aussendet, empfängt und auswertet. Nachdem die Laserstrahlen ein Objekt getroffen haben, werden sie reflektiert und durch die Messung der Laufzeit dieser reflektierten Strahlen die Entfernung der Objekte gemessen. In dem Zusammenhang hat sich der Begriff LiDAR (englisch für Light Detection and Ranging) als Bezeichnung für die Lasermess-Technik etabliert. Die durch den Laserstrahl ermittelten Entfernungen werden sogleich als 3D-Punktewolke gespeichert und lassen sich in ein CAD-System importieren. 

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Je nach Anwendungsfall und Einsatzgebiet kommen unterschiedliche Geräte zum Einsatz: 

• Terrestrische Scanner (Terrestrial Laser Scanning, kurz TLS) sind stationäre Scan-Systeme. In der Regel sind sie auf einem Stativ montiert; die Messeinheit des Scanners rotiert um zwei Achsen. Diese Scan-Systeme erfassen dreidimensionale Oberflächen über rund eine Million Punkte in einer Sekunde. Aus den aufgemessenen Punkten generiert sich die Punktwolke. Je nach Komplexität der zu erfassenden Geometrie benötigt es mehrere Standorte, um alles aufzumessen. Sie zeichnen sich durch hohe Präzision aus und eignen sich daher für große, komplexe Projekte.  

• Mobile Laserscanner (MLS) bezeichnen tragbare Scanner, die die Erfassung von schwer zugänglichen Bereichen in kurzer Zeit ermöglichen. Beispielsweise können Laser als Rucksacksysteme auf dem Rücken getragen werden. Dadurch, dass die Scanner die Bewegungen und Lageänderungen der Nutzer*innen ausgleichen müssen, ist mit einer größeren Ungenauigkeit als bei terrestrischen Scannern zu rechnen. Mobile Scanner, die an Fahrzeugen oder Drohnen montiert sind, eignen sich für die schnelle Erfassung großer Gebiete, wie etwa Straßennetze oder Großbaustellen. Auf Robotern befestigt, dienen sie etwa der stetigen Kontrollerfassung – der Baufortschritt lässt sich sauber dokumentieren. 

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Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung 

Die Genauigkeit der 3D-Scans hängt von verschieden Faktoren ab, wie der Qualität des Scanners, der Anzahl der Scans, der Positionierung im Raum und den Umgebungsbedingungen. Eine genaue Scan-Planung erweist sich als vorteilhaft, um ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erzielen. Dabei können in einem einfachen Grundriss die verschiedenen Scanpunkte lokalisiert und markiert werden. Auf eine Überlappung der verschiedenen Standorte und damit der (Teil-)Scans ist zu achten: Durchgänge, wie Türen oder Verbindungen von mehreren Räumen, Aufgänge, Dachluken und auch die Übergänge von innen und außen sollten in jedem Fall als Laser-Standorte gewählt werden. Verschattungen oder Gegenstände im Raum können die Sicht auf die eigentliche Bausubstanz verhindern. 

Eine technische Herausforderung stellen die großen Datenmengen dar: Je genauer das Ergebnis, also die Punktwolke sein soll, desto mehr Scans müssen gemacht werden. Die Ver- und Nachbearbeitung der 3D-Daten erfordert zudem eine hohe Rechenkapazität und Grafikausstattung der Hardware.

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