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Podcast

Scanning Realities

spannende Einblicke in die Geodaten-Branche und darüber hinaus

Vermessung einer Festungsanlage mit dem NavVis VLX

Fallstudie
Mai 2022

Das Vermessungsunternehmen Terra Measurement begibt sich durch die Verwendung des mobilen Mappingsystems NavVis VLX auf neue Wege. 

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Terra Measurement verwendet eine NavVis VLX Punktwolke in seinem etablierten virtuellen Vermessungsworkflow
  • Ein strenger Test ergab, dass die Daten gut mit TLS-Punktwolken vergleichbar sind.
  • Mit dem System mobiles Mapping konnte die Feldzeit von 40 Tagen auf nur zwei Tage reduziert werden.
  • NavVis VLX ermöglichte es, die Umfrage vor der Wiedereröffnung des Schlosses und des Zoos für die Öffentlichkeit durchzuführen
  • Terra Measurement verwendet jetzt NavVis VLX regelmäßig für Landvermessung Projekte
Dudley Castle

Mobilisierung des Teams

Terra Measurement ist kein gewöhnliches Vermessungsunternehmen. Das Unternehmen hat es sich zur Aufgabe gemacht, nicht nur erstklassige Ergebnisse zu liefern, sondern auch die neueste verfügbare Hard- und Software einzusetzen, um die Qualität und Geschwindigkeit seiner Dienstleistungen ständig zu verbessern.

Das Unternehmen gewann eine Ausschreibung für ein Projekt in Dudley Castle, einer auf einem Hügel gelegenen Festungsanlage in den West Midlands, England, die von einem großen und dichten öffentlichen Zoo umgeben ist. Terra Measurement sollte eine digitale Dokumentation für den Bereich eines denkmalgeschützten Gebäudes auf dem Gelände erstellen.

Sie würden diese Daten auf höchstem Niveau erfassen - und damit sogar die von Historic England festgelegten anspruchsvollen Standards übertreffen. Das Unternehmen würde Grundrisse, orthometrische Ansichten und eine vollständige topografische Vermessung des Gebiets liefern.

Im Einklang mit dem Auftrag des Unternehmens, innovativ zu sein, erklärt Geschäftsführer Andy Beardsley, tat das Team etwas noch nie Dagewesenes: Es erstellte die Topo-Vermessung anhand von Daten, die von einem mobiles Mapping -System generiert wurden.

"Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie Sie mobiles Mapping in Ihre bestehenden Laserscan-Workflows integrieren können?"

Sprechen Sie mit einem Experten

Die Zeit auf der Baustelle ist knapp

Das Team hatte nicht vor, ein mobiles Mapping System für die Vermessung zu verwenden, und hatte das Projekt zunächst mit einem eher traditionellen Arbeitsablauf angeboten. Wie Beardsley erklärt, war der Plan, das Gebiet - einen 300 Meter langen und 220 Meter breiten, tropfenförmigen Kalksteinhang - mit Totalstationen und GNSS-Einheiten zu erfassen.

Die Arbeiten würden in einem komfortablen Zeitrahmen von 40 Tagen durchgeführt, und das Team würde die topografischen Vermessungszeichnungen und das 3D-Geländemodell im Büro fertigstellen.

Doch dann kam der Auftrag für das Projekt sechs Wochen später als erwartet. "Es war schon immer eine schwierige Erhebung", sagt Beardsley, "aber jetzt war die Herausforderung noch größer." Das Team von Terra würde nur zwei bis drei Wochen vor Ort sein, "bevor die Vegetation auf einem stark überwucherten Gelände zurückkehrte" und es praktisch unmöglich machte, die erforderlichen Daten zu erfassen.

Und selbst wenn das Team nach der Rückkehr der Vegetation Aufnahmen machen wollte, gab es das Problem der Menschenmassen. Die Besucher würden bald in den Zoo zurückkehren, sobald die COVID-19-Sperrung beendet war, und ihre Anwesenheit hätte die Arbeit der Totalstation verlangsamt.

Angesichts der knappen Zeit und des Auftrags, die Aufnahmen in höchster Qualität zu machen, entschied sich das Team laut Beardsley, die Chance zu nutzen NavVis VLX.

Praktisch gibt es

Angesichts des Engagements des Unternehmens für neue Technologien und Methoden wird es Sie nicht überraschen zu erfahren, dass Terra Measurement bereits einen virtuellen Vermessungsworkflow eingerichtet hatte. Und sie planten, ihn bei diesem Projekt einzusetzen.

"Wir öffnen die Daten in den Anwendungen LSS und LSS-3D-Vision", erklärt Beardsley. "Da es sich bei der Punktwolke um eine digitaler Zwilling der Welt handelt, gehen wir als Nächstes im Wesentlichen mit einem 'virtuellen Vermessungsstab' über das Gelände. Wir digitalisieren die Details und nivellieren alle fünf bis zehn Meter, genau wie wir die Daten in der Realität erfassen, und verwenden diese Informationen, um die topografische Vermessung zu erstellen."

Der Haken? Bei dieser Methode wurden traditionell Punktwolken von terrestrischen Laserscannern verwendet, nicht von mobiles Mapping Systemen. Das liegt daran, dass TLS-Punktwolken seit langem den Industriestandard für Genauigkeit und Wiedergabetreue darstellen - die beiden wichtigsten Eigenschaften eines Datensatzes, wenn Sie eine virtuelle Vermessung im Büro durchführen.

Für den Einsatz eines Systems wie NavVis VLX in diesem Arbeitsablauf zu verwenden, wusste Terra Measurement, dass es extrem genaue und originalgetreue Punktwolken erzeugen musste. Daher entschied man sich, den mobilen Kartierer einem kurzen Stresstest zu unterziehen, bevor man ihn bei der Topo-Vermessung von Dudley Castle einsetzte.

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Prüfung, Prüfung

Das Team brachte NavVis VLX zu einer anderen nahe gelegenen Stätte, die sie untersuchten, Cromford Mills. Die Mühle, die manchmal als "Juwel in der Krone" des Weltkulturerbes Derwent Valley Mills bezeichnet wird, ist der Ort, an dem Sir Richard Arkwright im18. Jahrhundert die industrielle Revolution in Gang setzte.

Terra hat den großen Innenhof, die Seitenstraße und den Parkplatz des Geländes mit dem mobiles Mapping System erfasst. "Wir haben es absichtlich nicht übermäßig kontrolliert", sagt Beardsley. "Wir wollten sehen, was es leisten kann. Aber wir wollten dem System auch eine faire Chance geben. NavVis eine faire Chance geben, also hatten wir vier Kontrollpunkte. Ein einfaches Netzwerk, aber alles andere als ideal."

Nach der Erfassung verglich Terra die NavVis Punktwolke mit einem Datensatz, der von einem terrestrischen Scanner mit der höchsten Genauigkeitseinstellung erzeugt wurde: +/- 1 mm.

"Was mich beeindruckt hat, bevor wir die Daten überhaupt verglichen haben, war der Blick auf die NavVis VLX Punktwolke anschaute", sagt Beardsley. "Sie war viel sauberer und naturgetreuer als wir es von einem mobiles Mapping System erwartet hatten. Ich dachte mir, selbst wenn es nur so aussieht, muss die Genauigkeit gegeben sein, dieses Gerät muss das einzig Wahre sein. Wir machen das schon seit vielen Jahren, und wir waren beeindruckt."

Auch die Genauigkeit beeindruckte. Nach der Zerlegung der TLS- und NavVis VLX Punktwolken aufgeschlüsselt und detaillierte Vergleiche angestellt hatte, stellte das Team fest, dass die Daten innerhalb von 20 m Entfernung bereits eine Genauigkeit von weniger als 10 mm aufwiesen - selbst bei extrem minimaler Kontrolle.

"Was mich beeindruckt hat, bevor wir die Daten überhaupt verglichen haben, war der Blick auf die NavVis VLX Punktwolke. Sie war viel sauberer und naturgetreuer, als wir es von einem mobiles Mapping System erwartet hatten."

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Andy Beardsley
Geschäftsführender Direktor, Terra Measurement

Die Kontrolle behalten

Terra Measurement hat die Erfassung von Dudley Castle sehr sorgfältig geplant, um die bestmöglichen Daten zu erhalten. Zu diesem Zweck installierten sie etwa 100 Vermessungskontrollpunkte auf dem Gelände mit einer 1-Zoll-Totalstation. Beardsley beschreibt es als ein "Spinnennetz von miteinander verbundenen Kontrollpunkten, die nach der Methode der kleinsten Quadrate angepasst wurden".

Diese "ultimative Vermessungskontrolle" würde den NavVis Algorithmen des Systems Nachbearbeitung die besten Chancen, Daten von höchster Qualität zu erzeugen.

Nach der Planung des Weges und der Berücksichtigung von Faktoren wie Akkulaufzeit und überschaubaren Scanzeiten begann das Team mit der Erfassung. Obwohl das Team die Daten auf jeder Kontrollpunkt aufnahm, die es finden konnte, beendete es die Erfassung des 44,7 Hektar großen Gebiets in nur zwei Tagen. Vergleichen Sie das mit den 40 Tagen, die sie für eine herkömmliche Erhebung veranschlagt hatten.

Beardsley erklärt, dass sie "weitere sechs Tage vor Ort hatten, um die Bereiche auszufüllen, die durch die Vegetation verdeckt oder nur mit traditionellen Vermessungsmethoden zugänglich waren".

Auch wenn NavVis VLX den Workflow der virtuellen Vermessung im Büro nicht beschleunigte, stellte er fest, dass die Daten der Aufgabe mehr als gewachsen waren. "Als wir die Baustelle mit der Virtual-Reality-Methode digitalisiert haben, war das ein großer Erfolg.

Ein zusätzlicher Bonus war, dass die Firma, als sie feststellte, dass sie für weitere Erfassungen in den Zoo zurückkehren musste, dies tun konnte, obwohl das Publikum zurückgekehrt war. "Die Besucher hatten keinerlei Auswirkungen", sagt Beardsley, "und zwar dank der zusätzlichen Geschwindigkeit und der Rauschen Entnahmefunktionen von NavVis VLX. Das wäre mit TLS einfach nicht der Fall gewesen.

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Ein (fast) beispielloser Workflow

Beardsley sagt, dass Terra Measurement seit diesem ersten Projekt NavVis VLX strategisch bei einer Reihe von topografischen Vermessungen eingesetzt. Er weist aber auch auf einige Vorbehalte hin.

Zum einen, sagt er, sollte man immer sicherstellen, dass mobiles Mapping die beste Lösung für das Projekt ist, bevor man es einsetzt. Er sagt, dass sein Team zum Beispiel NavVis VLX verwendet, wenn sie eine Gebäudevermessung für ein Restaurant durchführen und der Kunde eine kleine Topo-Vermessung der Umgebung wünscht.

"Da wir in der Lage sind, uns in das NavVis VLX in das von uns eingerichtete Kontrollnetz einbinden können und es nur wenig Vegetation gibt", sagt er, "das macht es einfach. Aber mobiles Mapping ist nicht die absolute Lösung für jedes Vermessungsprojekt. Es gibt einige Umgebungen, in denen es einfach nicht funktioniert."

Er sagt auch, dass es nicht so einfach ist, ein mobiles Mapping System zu kaufen und ins Feld zu gehen, um Daten für eine virtuelle Umfrage zu erfassen. "Wenn Sie ein Werkzeug wie NavVis VLXverwenden möchten und die Standards Ihrer Kunden erfüllen wollen, sollten Sie wissen, was die besten Praktiken sind. Sie sollten wissen, wie man einen hybriden Vermessungsworkflow verwendet. Sie müssen Kontrollnetzwerke verstehen und wissen, wie SLAM scannt, damit Ihre Daten so genau und zuverlässig wie möglich sind."

Aber wenn die Aufgabe richtig ist und Sie wissen, was Sie tun? NavVis VLX könnte das erste mobiles Mapping System sein, das Sie für die virtuelle topografische Vermessung verwenden können.

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