Was ist eine topografische Vermessung?

Diese Arbeitsabläufe bieten zuverlässige Möglichkeiten zur Vermessung eines Geländes von Grenze zu Grenze. Beide stellen jedoch erhebliche Herausforderungen dar.

Hier sind die häufigsten Probleme bei herkömmlichen Umfragen.

1. Sorgfältig und zeitaufwändig
   Die Vermessung mit einer Totalstation ist ein akribischer Prozess, der die Erfassung zahlreicher Messungen zur genauen Definition von Merkmalen erfordert. Denken Sie an ein einfaches Merkmal wie einen geraden Bordstein: Sie müssen alle 15-20 Meter einen Vermessungspunkt erfassen, um die Linie zu definieren. Wenn der Bordstein Kurven enthält, müssen Sie zusätzlich drei Punkte erfassen. Und bei komplexeren Merkmalen müssen Sie noch mehr Punkte erfassen. Auf einer großen Baustelle mit zahlreichen komplexen Merkmalen steigt die Anzahl der Vermessungspunkte schnell an - und damit auch die Projektdauer. Dabei geht es nicht um die Anzahl der Messungen, sondern um die Wege zwischen den Punkten. Um beispielsweise eine Straße zu erfassen, würde man die Länge des Bordsteins ablaufen, dieses Merkmal nachzeichnen, den Bordstein zurücklaufen, um die Kanallinie zu erfassen, bis zur Mitte der Straße laufen, um die Mittellinie zu erfassen, und das Ganze schließlich auf der anderen Seite der Straße wiederholen. Auf diese Weise wird die Länge eines einfachen Straßenabschnitts mehrfach abgegangen, was viel Zeit und Energie kostet.
   
   
2. Wahrgenommene Langsamkeit mit einem statischen Scanner
   Stativmontierte Laserscanner sind viel schneller als herkömmliche Totalstationen, aber sie können trotzdem langsam und bedächtig wirken. Wenn man die Zeit für das Aufstellen des Scanners, die Erfassung und den Wechsel zur nächsten Station hinzurechnet, braucht man länger als nötig, um eine einzige Punktwolke zu erstellen. Wenn eine Vermessung auch nur ein Dutzend Aufstellungen erfordert, kann das eine lange Zeit im Feld bedeuten.
   
   
3. Herkömmliche Vermessungen sind nicht umfassend
   Die bewährte Praxis für die Vermessung mit einer Totalstation besagt, dass nur die im Projektumfang definierten Merkmale erfasst werden sollten. Dieser Ansatz ist zwar im Hinblick auf den Projektfokus effizient, kann aber ineffizient werden, wenn sich die Projektanforderungen ändern oder erweitern. Das Problem tritt dann auf, wenn sich ein Beteiligter später an Sie wendet und um Vermessungsdetails für ein Merkmal außerhalb des Projektumfangs bittet, z. B. eine Grenze oder einen Bordstein. Dies erfordert eine Rückkehr zum Standort und eine zweite Vermessung, was zusätzliche Zeit und Kosten verursacht.
   
   
4. Lücken in den Daten
   Ein Laserscanner kann nur Merkmale innerhalb seiner Sichtlinie erfassen. Wenn Sie nicht sorgfältig planen, alle Verdeckungen berücksichtigen und zusätzliche Scans hinzufügen, um eine gute Abdeckung zu gewährleisten, kann es passieren, dass Sie in Ihren Scandaten leere Stellen finden. Und das Merkmal, das Sie zu erfassen versuchen, könnte in einem dieser leeren Punkte verloren gehen.
   
   
5. Sicherheitsprobleme
   Die Notwendigkeit, Prismen oder GPS-Geräte - oder Messlatten - in der Nähe von Vermessungspunkten aufzustellen, kann ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen. Die Vermessung einer Straßenlinie bedeutet zum Beispiel, dass man mitten auf einer stark befahrenen Straße steht. Es ist leicht vorstellbar, dass dies bei herkömmlichen Vermessungsabläufen ein ernsthaftes Problem darstellt.
   
   
6. Fehlende Fotodokumentation
   Fotos sind ein wertvoller Beitrag zu jeder Erhebung. Leider nehmen die meisten klassischen Geräte nicht automatisch alle gewünschten Bilder auf. Das bedeutet, dass es an Ihnen, Vermesser:in, liegt, manuell Fotos zu machen. Und das, während Sie bereits mit der Durchführung einer komplexen Erhebung beschäftigt sind. Das hat zur Folge, dass die fotografische Erfassung oft in den Hintergrund gerät. 

Simultane Lokalisierungs- und Kartierungsscanner (SLAM) versprechen, die Art und Weise, wie wir topographische Vermessungen durchführen, zu verändern.

Ein SLAM -Scanner ist einem terrestrischen Scanner sehr ähnlich, da er 3D-Daten erfasst, die für die Verwendung in einem virtuellen Vermessungsworkflow geeignet sind. Allerdings unterscheiden sich SLAM Scanner in einem sehr wichtigen Punkt: Sie nutzen hochentwickelte Sensoren und Algorithmen, um Ihren Arbeitsablauf bei der 3D-Erfassung erheblich zu verbessern.

SLAM ist keine spezifische Hardware oder Software, sondern ein breiter Begriff für einen technologischen Prozess. Er wurde in den 80er Jahren entwickelt, um Robotern zu helfen, sich autonom und ohne Karte durch neue Umgebungen zu bewegen. Heute wird SLAM in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, von autonomen Fahrzeugen bis hin zu Augmented-Reality-Apps für Smartphones. Es ist auch ein entscheidendes Element in der neuesten Generation von Laserscannern.

Es gibt viele Ansätze für SLAM, aber die Grundidee ist bei allen Implementierungen ähnlich. Zur Veranschaulichung der Funktionsweise hier eine allgemeine Erklärung des SLAM Prozesses beim 3D-Scannen:

1. Sie schalten den Scanner SLAM ein.
2. Es erfasst Ihre Umgebung mit Lidar, Kameras und anderen Sensoren
3. Der Algorithmus SLAM verarbeitet diese Daten, um Merkmale in Ihrer Umgebung zu "identifizieren".
4. Anhand dieser Merkmale wird eine grobe 3D-Karte erstellt
5. Und schätzt seine eigene Position auf dieser Karte
6. Wenn Sie das Gerät bewegen, sammelt es neue Daten von seinen Sensoren
7. Der Algorithmus SLAM verwendet diese Daten zur Verbesserung seiner 3D-Karte
8. Das hilft ihr, ihre Standortbestimmung zu verbessern
9. Und so weiter

Durch die Wiederholung dieser Schritte tausende Male pro Sekunde verfolgt ein erstklassiger SLAM Scanner wie NavVis VLX 3 seinen eigenen Weg, während Sie ihn tragen. Außerdem erstellt er eine gestochen scharfe 3D-Karte des Standorts mit einer sehr hohen Genauigkeit.

In unserem umfassenden Bildungsleitfaden finden Sie weitere Informationen zu SLAM →

Wenn Sie diese Erklärung lesen, denken Sie vielleicht immer noch, dass SLAM wie eine Blackbox-Technologie wirkt. Wenn dem so ist, kann es hilfreich sein, zu erfahren, dass ein guter SLAM Scanner auf vielen der gleichen Prinzipien beruht wie eine gute Totalstation.

Vorausschauende und rückwärtsgerichtete Lesungen

Bei herkömmlichen Tachymetervermessungen sind Vor- und Rückblicke für die Genauigkeit entscheidend. Bei der Rückwärtsmessung wird die Totalstation auf einen Referenzpunkt mit bekannter Höhe ausgerichtet, während die Vorwärtsmessung in Richtung des neu zu vermessenden Punktes erfolgt. Diese Ablesungen helfen dabei, die Position und Höhe der Totalstation und des zu vermessenden Punktes zu bestimmen. 

SLAM Scanner beziehen sich auch auf vorher festgelegte Punkte, um deren Position in drei Dimensionen zu bestimmen. Während Sie diese Berechnungen vielleicht ab und zu durchführen, tut dies ein SLAM Scanner kontinuierlich und verbessert so die Genauigkeit und Präzision seiner Messungen. 

Schließungen von Traversen

Wenn Sie mit einer Totalstation arbeiten, schließen Sie die Arbeit manchmal ab, indem Sie den Startpunkt erneut vermessen. Dies wird als geschlossener Polygonzug bezeichnet und ermöglicht die Überprüfung und Korrektur von Unstimmigkeiten oder Fehlern in den Messungen. Das Gleiche können Sie mit einem SLAM Scanner tun, indem Sie eine Loop Closure durchführen. 

Kehren Sie einfach zu einem zuvor erfassten Bereich zurück. Das System verwendet diese bekannte Position automatisch als Referenzpunkt, nimmt weitere Messungen vor und korrigiert Fehler, die sich während des Scans angesammelt haben.

Kontrollnetz

Sie beginnen eine Vermessung mit dem Aufbau eines Kontrollnetzes, d. h. mit der Festlegung von Vermessungspunkten und Bezugspunkten. Dieses Netz dient als Referenz für alle weiteren Vermessungsmessungen, die Sie während der Vermessung vornehmen.

Einige fortgeschrittene SLAM Scanner, wie NavVis VLX 3, können auch ein Kontrollnetz als Referenz verwenden. Wenn Sie die Daten in der Wolke verarbeiten, verwenden hochentwickelte Algorithmen diese Kontrollpunkte - zusätzlich zu den oben erwähnten Messwerten -, um die Genauigkeit der endgültigen Punktwolke zu verbessern.

Obwohl jeder SLAM Scanner seinen eigenen, einzigartigen Arbeitsablauf bietet, ist die allgemeine Idee die gleiche. Im Folgenden wird beschrieben, wie Sie eine topografische Aufnahme mit NavVis VLX 3:

1. Aufbau eines Vermessungskontrollnetzes auf dem gesamten Gelände
2. Begehen Sie den Standort mit einem NavVis VLX 3 zur Erfassung eines 3D-Datensatzes und von HD-Panoramen
3. Nutzen Sie die integrierte Touchscreen-Oberfläche, um Ihren Scanfortschritt in Echtzeit zu überwachen und Kontrollpunkte zu markieren
4. Richten Sie den Gürtelhaken von NavVis VLX 3 mit Kontrollpunkten aus, um ihren Fang auszulösen
5. Speichern Sie Ihre Daten und laden Sie sie auf NavVis IVION zur Verarbeitung und Optimierung in der Cloudhoch.
6. Erstellung anderer gewünschter Umfrageergebnisse mit Hilfe spezieller Software