3D-Laserscanning

3D-Laserscanning ist eine Technologie zur dreidimensionalen Erfassung von Anlagen, Gebäuden oder Räumen – im Außen- wie im Innenbereich. Dabei wird ein Laserscanner verwendet, der eine Vielzahl von Laserstrahlen auf das zu scannende Gebäude projiziert und die von den Oberflächen zurückkommenden Reflektionen misst.

Die im Scan erfassten Punkte werden dann in einer Punktwolke gespeichert und können für die Erstellung digitaler 3D-Modelle oder zur Planerstellung von Grundrissen, Schnitte und Ansichten genutzt werden.

In der Gebäudevermessung ist terrestrisches Laserscanning besonders nützlich, da es eine schnelle und berührungslose Methode zur Erfassung der Gebäudegeometrie ermöglicht. Es kann für die Dokumentation von Bestandsgebäuden oder für die Planung von Umbauten und Renovierungen eingesetzt werden.

Die Messdaten aus dem 3D-Laserscanning können in CAD-Software BIM-konform (Building Information Modeling) importiert werden, um digitale Pläne und Modelle zu erstellen.

Ein weiterer wichtiger Anwendungsfall mittels Laserscanning ist die Erstellung von digitalen Zwillingen von Gebäuden. Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Version einer Bestandsimmobilie oder Anlage, die alle Eigenschaften und Funktionen des realen Bestandes simuliert.

Durch die Erstellung eines digitalen Zwillings per Scan eines Gebäudes kann eine räumlich virtuelle Darstellung erstellt werden, die für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt werden kann. Zum Beispiel kann sie für die Planung von Wartungsarbeiten, für die Simulation von Brandschutzszenarien oder für die Optimierung der Energieeffizienz eingesetzt werden.

Ein Laserscanner ist ein Messgerät, das zur dreidimensionalen und berührungslosen Erfassung bestimmter Bereiche und Messobjekte innen oder außen eingesetzt wird.

Der Laserscanner tastet die Oberflächen mit bis zu 2 Mio. Bildpunkte pro Sekunde der Objekte durch zeilen- oder rasterartiges Überstreichen mit Laserstrahlen ab und misst die zurück reflektierten Strahlen. Durch die Zeit, die der Laser benötigt, um vom Scanner zum Objekt und zurück zu gelangen, kann der Entfernung zwischen den Laserscannern und dem Objekt gemessen und berechnet werden.

Die beim Scan erfassten Daten werden dann in einer Punktwolke mit hoher Auflösung gespeichert und eine Kopie der Geometrie des Objekts oder Raums erzeugt. Diese Punktwolke kann dann für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt werden, wie z.B. für die Erstellung für ein 3D-Modell, zur Visualisierung, für die Planung oder für die Dokumentation.

3D-Laserscanner können entweder stationär oder mobil verwendet werden. Stationäre 3D-Laserscanner werden oft in der Industrie oder im Bauwesen eingesetzt, um große Außenobjekte wie Brücken oder Gebäude dreidimensional zu erfassen. Mobile 3D-Scanner wiederum werden oft für 3D-Scans von Innenräumen eingesetzt.

Moderne 3D-Laserscanner zur digitalen Erfassung sind oft mit einer Kamera und GPS-Technologie ausgestattet, um die erfassten Daten zu georeferenzieren. Damit kann die exakte Positionierung der erfassten Geometrien gewährleistet werden.

Die 3D-Scantechnologie nutzt eine Vielzahl von 3D-Scannern, die je nach den spezifischen Anforderungen in verschiedenen Fachbereichen eingesetzt werden. Dabei kommen sowohl terrestrische, mobile als auch fliegende 3D-Scanner zum Einsatz.

Ein terrestrischer 3D-Scanner, auch bekannt als TLS, ist ein Gerät, das für die Erfassung von Objekten oder Gebäuden wie Industriehallen, Mehrfamilienhäuser und beispielsweise Bahngleise inkl. Infrastruktur eingesetzt wird. Auch im Anlagenbau wird zunehmend eine terrestrisches Laserscanverfahren genutzt.

Der 3D-Scanner projiziert Laserstrahlen auf das zu messende Objekt und misst die zurück reflektierten Strahlen. Durch die Messung der Entfernung zwischen dem Scanner und dem Objekt kann der TLS eine digitale Punktwolke erstellen, die eine Kopie als 3D-Darstellung des Objekts liefert. Sie enthält Millionen von Punkten, die den genauen dreidimensionalen Standort und die Position jedes Punktes auf der Oberfläche des Objekts darstellen.

Diese Daten können dann für die Erstellung von 3D-Modellen (siehe: Scan2CAD und Scan2BIM) oder für die Dokumentation von Bestandsgebäuden genutzt werden.

Des Weiteren ist es auch möglich, aus der Punktwolke eine geschlossene Oberfläche aus Dreiecken zu konstruieren (Vermaschung oder Meshing). Sie kann z.B. in der Visualisierung von Objekten mit hochauflösenden Texturen verwendet werden (siehe: Photogrammetrie).

Wir verwenden innerhalb der 3DScan Solutions GmbH für das terrestrische Aufmaß den Trimble TX8. Die erzielbare Auflösung der Scans liegt hier ohne Festpunktnetz bei 2-3cm und bei tachymetrischer Festpunktfeld 0,5 bis 1cm absoluter Genauigkeit.

Mobiles Mapping, auch bekannt als MLS, ist eine fortschrittliche Technologie, die zur 3D-Erfassung von Innenräumen eingesetzt wird. Ein Beispiel für ein mobiles 3D-Laserscanning-System ist der NavVis VLX 2.0. Es wird etwa von Ingenieurbüros und Bauunternehmen eingesetzt, um Bestandsgebäude zu scannen, um sie zu dokumentieren oder um präzise 3D-Modelle von Innenräumen zu erstellen.

Das mobile Scanning nutzt eine Kombination aus einem Laser und einer 360-Grad-Kameras, um eine vollständige Erfassung des Raums in Echtzeit zu ermöglichen. Die erfassten Daten werden dann in einer Punktwolke gespeichert. Digitale Punktwolken können für die Planung von Umbauten oder Renovierungen, die Überwachung des Baufortschritts und die Simulation von Szenarien genutzt werden.

Mobiles Mapping ist eine effektive Methode, um die Erfassung von Innenräumen zu beschleunigen und präzise Daten zu bestimmten Bereichen zu liefern.

Airborne Laserscanning oder Drohnenvermessung, auch bekannt als ALS, ist eine Technologie, die zur Erfassung von großen Außenbereichen eingesetzt wird. Die Erfassung erfolgt aus der Luft, in der Regel mithilfe von Drohnen wie z.B. der DJI Matrice 300 RTK.

Die Drohne ist mit einem 3D-Laserscanner ausgestattet, der die Oberflächen des Geländes oder der Gebäude erfasst und eine Punktwolke generiert. Aus ihr kann ein digitales Geländemodell erstellt werden, das für die Planung von Infrastrukturprojekten wie Straßen oder Flughäfen genutzt werden kann.

Die Technologie wird auch für die Erfassung von Gebäuden eingesetzt, insbesondere für die Dachvermessung. So können Präzisionsmodelle von Dachstrukturen erzeugt werden, die für die Planung von Solaranlagen oder zur Schadensbeurteilung bei Sturmschäden genutzt werden können.

Ein Beispiel für einen 3D-Laserscanner, der mit der DJI Matrice 300 RTK eingesetzt werden kann, ist der DJI P1. Der Scanner ist in der Lage, Bilder in hoher Auflösung in kurzer Zeit zu erfassen und zu verarbeiten. Dies macht ihn besonders effektiv für die Erfassung von großen Außenbereichen und die Erstellung von präzisen 3D-Modellen. Insgesamt bietet das Airborne 3D-Laserscanning eine schnelle, effektive und präzise Methode zur Erfassung von Gelände und Gebäuden aus der Luft.

Terrestrisches und Mobiles Laserscanning unterscheiden sich in ihrer Anwendung:

Das terrestrische 3D-Laserscanning wird in der Regel für die Erfassung von Außengebieten eingesetzt.

Dagegen dient das mobile 3D-Laserscanning vorwiegend zur Erfassung von Innenräumen.

Ein terrestrischer 3D-Scanner (TLS) wird in der Regel stationär aufgestellt. Der Scanner projiziert Laserstrahlen auf das Objekt und misst die zurück reflektierten Strahlen. Auf diese Weise wird eine Punktwolke erstellt, die eine präzise 3D-Darstellung des Objekts liefert.

Der mobile 3D-Scanner (MLS) hingegen wird in der Regel für die Erfassung von Innenräumen eingesetzt und ist auf eine mobilen Plattform montiert, wie z.B. eine Drohne oder einen Wagen. Die mobilen 3D-Scanner verwenden eine Kombination aus 3D-Laserscanning und Kameras, um eine vollständige Erfassung des Raums in Echtzeit zu ermöglichen.

Ein Beispiel für einen terrestrischen 3D-Scanner ist der Trimble TX8, der in der Regel für BIM-Projekte und die TGA-Planung eingesetzt wird. Der TX8 ist in der Lage, eine hohe Punktdichte zu erfassen, was ihn ideal für die Erfassung von großen Außengebieten macht. Er ist in der Lage, in Echtzeit Daten zu erfassen und zu verarbeiten, was ihn besonders effektiv für Bauprojekte macht.

Ein Beispiel für einen mobilen 3D-Scanner ist der NavVis VLX 2.0, der für die Erfassung von Innenräumen eingesetzt wird. Der Scanner kann schnell und effektiv präzise 3D-Modelle von Innenräumen erstellen und wird in der Regel für die Planung von Umbauten und Renovierungen sowie für die Überwachung des Baufortschritts eingesetzt. Der VLX 2.0 wird häufig für die TGA-Planung verwendet und kann auch für BIM-Projekte eingesetzt werden.

Der Trimble TX8 und der NavVis VLX 2.0 sind Beispiele für 3D-Scanner, die für unterschiedliche Anwendungen geeignet sind, wobei der TX8 für Außengebiete und der VLX 2.0 für Innenräume eingesetzt wird. Beide 3D-Scanner sind für die BIM-Planung und die TGA-Planung geeignet und bieten effektive Methoden zur Erfassung, Visualisierung und Dokumentation von Gebäuden und Anlagen.

Das dreidimensionale Laserscanning eignet sich für verschiedenen Aufgabenstellungen im Bereich von Objektabbildungen bzw. Digitalisierungsanforderungen:

Unsere Dienstleistungen umfassen auch CAD Services wie Scan2CAD, Scan2BIM und Real 3D Modelle.