Was braucht es, um ein altes Gebäude digital aufzunehmen, um anschliessend ein genaues Abbild davon zu modellieren? Wir durften dies im Rahmen des Vertiefungsmoduls GeoBIM und Infrastruktur herausfinden und auch gleich in einem von uns grösstenteils selbständig geplanten und durchgeführten Projekt umsetzen. Der Weg dorthin war deutlich vielseitiger und spannender, als wir es uns vorgestellt hatten.

Acht Geomatik-Studierende kümmern sich während dem aktuellen Semester im Rahmen des Vertiefungsprofils GeoBIM und Infrastruktur selbständig um die Planung und Durchführung eines Projekts. Das Ziel ist die Aufnahme und Modellierung einer alten Papierfabrik in Zwingen. Das Industrieareal soll im Rahmen eines Architekturprojekts zu Wohn- und Geschäftsräumen umgenutzt werden. Wir liefern mit Punktwolken und einem BIM-Modell einen hoffentlich wertvollen Beitrag zur Planungsgrundlage.

Auch wenn dies nicht gerade weltbewegend klingen mag, ist das Projekt für uns aus folgenden Gründen hochspannend:

1. Weil bereits die Planung mit all den unterschiedlichen hochpräzisen Geräten herausfordernd und spannend war.
2. Weil wir rund 60 GB Daten an einem Tag aufgenommen haben, die wir anschliessend mit moderner Software und Algorithmen auswerten dürfen.

Dieser Blogbeitrag ist in der Hoffnung entstanden, unsere Begeisterung teilen zu können. Aber beginnen wir doch ganz am Anfang, mit der Planung.

Jeder gute Plan beginnt mit einer Analyse. Also brachen wir zu Beginn des Semesters auf, um die Papierfabrik vor Ort zu besichtigen und uns ein erstes Bild zu machen. Es zeigten sich bereits nach kurzer Zeit erste Herausforderungen: Das Gebäude war nur an einer Fassadenseite zugänglich und in einem eher schlechten Zustand, einzelne Durchgänge und Fenster waren mit Brettern verschlossen und es sah nicht danach aus, als hätten wir Zugang zu Licht und Strom. Wir liessen uns nicht entmutigen und stürzten uns mit diesen Erkenntnissen und den gemachten Fotos in die Planung. Als Grundlage für die Modellierung sollen drei Technologien für die Aufnahme der Punktwolken zum Einsatz kommen. Für die Innenräume sind parallel Laserscanning (TLS) und Mobile Mapping mit NavVis VLX vorgesehen. Für die Aussenfassade haben wir uns wegen der schlechten Zugänglichkeit für Drohnen-Photogrammetrie entschieden. Bei der Planung ging es auch darum, eine vollständige Materialliste für die Reservation zu erstellen, die Aufgaben für den Messtag zu verteilen und das Vorgehen zu planen. Für den Innenraum wurden Skizzen der Laufrouten für das Mobile Mapping und Stationen für das Laserscanning angefertigt. Die Flugplanung für die Drohne wurde vorbereitet und mögliche Passpunktpositionen geplant.

Am Messtag beluden wir früh am Morgen zwei Handkarren bis an die Grenze ihrer Belastbarkeit mit Stativen, Materialkisten und Messgeräten. All das verluden wir in unseren Transporter. Vor Ort kümmerten sich zwei Personen um die Einmessung des Fixpunktnetzes. Im Umfeld des Gebäudes wurden Passpunkte verteilt und eingemessen, um diese später für die Verortung der Flugaufnahmen zu verwenden. Auch im Gebäudeinneren wurden Targets an den Wänden befestigt und eingemessen. Danach begannen zwei Zweierteams auf unterschiedlichen Stockwerken mit den Laserscans sowie mit den Mobile-Mapping-Aufnahmen. Da wir keinen Zugang zu Strom hatten, mussten wir mit unseren vollgeladenen Akkus bei allen Geräten gut haushalten. Ein weiteres Zweierteam blieb draussen an der Sonne und begann mit den Drohnenbefliegungen.

Auch bei der besten Vorbereitung kann man nicht alles voraussehen: Ausgerechnet am Messtag war eine Gruppe älterer Herren fest entschlossen, historische Feuerwehrausrüstung auf alten Holzkarren vom Nebengebäude in die Papierfabrik zu verlegen. Da wir zu diesem Zeitpunkt mit dem Erdgeschoss fertig waren, liessen wir sie gewähren, mussten allerdings einen Passpunkt neu einmessen, der von der Holzkarre überfahren wurde. Abgesehen von diesem Ereignis, das bei uns eher ein Schmunzeln als Ärger auslöste, konnten wir unsere Planung mit minimalen Anpassungen erfolgreich durchziehen. Nach über 100 Laserscanning-Stationen, rund drei Stunden Mobile-Mapping-Aufnahmen und sieben Drohnenflügen machten wir uns müde und zufrieden mit 60 GB aufgenommenen Daten auf den Rückweg und sicherten diese noch vor der Materialrückgabe.

Nach der Messung ist bekanntlich vor der Auswertung. Der grösste Teil der Arbeit lag nach dem Messtag erst noch vor uns. Die Laserscanning-Daten, die Mobile-Mapping-Daten und die Drohnenaufnahmen mussten alle geprüft, in die passende Software geladen und anschliessend georeferenziert werden. Vor einem ganz bestimmten Moment hatten wir alle etwas Respekt. Sobald die Georeferenzierung aller Aufnahmen abgeschlossen war, konnten wir die Punktwolken aller drei Aufnahmetechniken übereinanderlegen. Der Moment der Wahrheit war gekommen und zu unserer Erleichterung passten die einzelnen Aufnahmen punktgenau zueinander. Wir hatten uns also am Messtag keinen groben Fehler erlaubt. Die aufbereiteten und homogenisierten Punktwolken stellen zum einen bereits ein Produkt dar, das wir abgeben können, bilden aber auch die Basis für das BIM-Modell der Papierfabrik.

Die Auswertung der gesammelten Daten von der Messkampagne ist inzwischen abgeschlossen und wir sind bereits in eifriger Teamarbeit daran das BIM-Modell zu erstellen. Die Herausforderungen liegen hier in der Definition der Familien und Typen für Türen, Fenster, Wände und die unzähligen verzweigten Holzpfosten, wie auch in der Arbeitsteilung im achtköpfigen Team. Eines ist sicher: Es wird uns bis zum Ende des Semesters definitiv nicht langweilig werden.

Mehr Informationen zum Studiengang Bachelor in Geomatik und dem Vertiefungsprofil GeoBIM & Infrastruktur sind hier zu finden.

Autoren: Daniel Käser und Lars Gränicher, Bachelorstudierende Geomatik im 4. Semester