Wie lässt sich ein ganzer Strassenabschnitt schnell und gleichzeitig detailliert dreidimensional erfassen? Dieser Frage sind wir in unserem Feldkurs im Vertiefungsprofil GeoBIM & Infrastruktur nachgegangen. Für das Projekt «Lungern Nord – Lungern Dorf» erfassten wir den bestehenden Strassenraum mit verschiedenen modernen Vermessungstechnologien. Eine davon war das Mobile Mapping mit dem Trimble MX90.

Der Strassenabschnitt zwischen Lungern Nord und Lungern Dorf soll aufgewertet werden. Durch die Fertigstellung der A8 hat sich das Verkehrsaufkommen auf der bestehenden Kantonsstrasse reduziert. Dadurch entsteht Raum für eine mögliche Verbesserung des Langsamverkehrs, beispielsweise durch einen breiteren Geh- und Radweg.

Damit verschiedene Varianten miteinander verglichen werden können, braucht es ein digitales Abbild der bestehenden Situation. Genau hier setzte unser Feldkurs an: Wir erfassten die bestehende Infrastruktur, das Gelände und verschiedene Objekte entlang der Strasse. Aus den unterschiedlichen Messungen entstehen Punktwolken, die später als Grundlage für die weitere Planung dienen.

Vermessen während der Fahrt

Eine Möglichkeit, einen längeren Strassenabschnitt effizient aufzunehmen, ist Mobile Mapping. Dabei werden mehrere Sensoren auf einem Fahrzeug kombiniert. Das Fahrzeug fährt die zu erfassende Strecke ab, während kontinuierlich Daten aufgenommen werden.

Für unsere Messfahrt kam der Trimble MX90 zum Einsatz. Das System kombiniert zwei Laserscanner, die die Umgebung erfassen und die Punktwolke liefern. Zwei GNSS-Empfänger bestimmen die Position und Ausrichtung des Systems. Ein Odometer erfasst die zurückgelegte Strecke, während eine IMU (Inertial Measurement Unit) die Bewegungen und Lageänderungen des Systems erfasst.

Zusätzlich verfügt der MX90 über eine 360-Grad-Kamera sowie zwei Kameras nach vorne und eine nach hinten. Dadurch entstehen neben den Laserdaten auch Bildinformationen über die Umgebung.

Das Zusammenspiel der verschiedenen Sensoren ist entscheidend. Deshalb ist zu Beginn der Messung eine Initialisierung nötig, bei der die Sensoren synchronisiert werden. Da das System diese Initialisierung während des gesamten Messzeitraums mitberechnet, wird der Prozess am Ende der Messung wiederholt.

Doch bevor der MX90 überhaupt auf die Strasse kann, muss die Messung vorbereitet werden. Dazu entwickelten wir zunächst ein Messkonzept und bestimmten Punkte im Projektgebiet, die später für die Auswertung der Mobile-Mapping-Daten verwendet werden konnten.

Die Passpunkte wurden im Gelände mit Strassenfarbe markiert und mit einem GNSS-Empfänger eingemessen. Durch diese bekannten Koordinaten können die aufgenommenen Daten später räumlich korrekt zugeordnet werden.

Nach einer Einführung und Schulung konnten wir den MX90 selbst im Projektgebiet einsetzen. Während der Messfahrt wurde der Strassenabschnitt kontinuierlich erfasst. Dabei mussten wir nicht nur die Messung selbst im Blick behalten, sondern auch die Bedingungen vor Ort berücksichtigen.

Gerade bei einem Infrastrukturprojekt ist eine möglichst vollständige Erfassung wichtig. Neben der Fahrbahn gehören beispielsweise Verkehrsschilder, Leitsysteme, Mauern und weitere Objekte zum Strassenraum. Das Mobile Mapping ermöglicht es, während einer einzigen Fahrt eine grosse Menge an Informationen über diesen Bereich zu sammeln.

Ein Sensor allein reicht nicht

Trotz der Möglichkeiten des MX90 konnte nicht das gesamte Projektgebiet mit nur einer Methode erfasst werden. Einige Bereiche waren aus der Perspektive des Messfahrzeugs schlecht einsehbar. Dazu gehörten insbesondere die seeseitigen Böschungen und schwer zugängliche Bereiche.

Deshalb kombinierten wir das Mobile Mapping mit weiteren Technologien. Mit Drohnen wurde die Umgebung der Strasse aufgenommen, während Laserscanning für die Aufnahme der Böschung und ihrer Vegetation eingesetzt wurde. Die verschiedenen Datensätze ergänzen sich und ermöglichen gemeinsam eine möglichst vollständige Bestandsaufnahme.

Für uns war der Feldkurs eine Gelegenheit, neue Messinstrumente auszuprobieren und den gesamten Prozess einer modernen Bestandsdatenerfassung kennenzulernen: Anforderungen analysieren, Messmethoden auswählen, ein Messkonzept erstellen, Passpunkte bestimmen, Daten erfassen und diese anschliessend auswerten und dokumentieren.

Die mit dem MX90 während der Fahrt erfassten Daten bilden dabei einen wichtigen Teil der gesamten Datengrundlage. Aus vielen einzelnen Messungen entsteht schliesslich eine dreidimensionale Punktwolke des Strassenraums.

Diese Punktwolken bilden die Grundlage für die nächsten Schritte des Projekts: Im anschliessenden Vertiefungsprojekt wird daraus ein detailliertes 3D-Bestandsdatenmodell entstehen, das für die Planung verschiedener Varianten der zukünftigen Strasse verwendet werden kann.

Was während der Messfahrt wie eine normale Fahrt durch Lungern aussieht, ist also eigentlich ein hochpräziser Blick auf die bestehende Infrastruktur – und ein erster Schritt vom realen Strassenraum zum digitalen Modell.

Autorin: Annik Ege, Bachelorstudentin Geomatik im 5. Semester