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Von Punkten zum Modell

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Auszug:

Von Punkten zum Modell – Ein Einblick in die 3D Modellierung am Beispiel zweier historischer Gebäude   

historisches Gebäude

Von Punkten zum ModellEin Einblick in die 3D Modellierung am Beispiel zweier historischer Gebäude 

 

Allgemeines 

Die 3D-Modellierung, unterstützt durch Photogrammetrie und LiDAR-Technologie, spielt eine entscheidende Rolle im Bau- und Vermessungswesen, insbesondere bei der Restaurierung historischer Gebäude wie den unten aufgeführten Beispielen. Diese Techniken ermöglichen die präzise Erfassung der physischen Realität, essenziell für die Planung und Durchführung von beispielsweise Sanierungsarbeiten.  

Der Prozess der 3D-Modell Erstellung ist zeitaufwendig und erfordert sorgfältige Arbeit. Zwei Hauptmethoden werden im Folgenden vorgestellt: Modellerstellung durch Photogrammetrie und Modellerstellung durch LiDAR-Scanning.  

 

Methoden im Vergleich 

Beide Methoden weisen spezifische Vor- und Nachteile auf, die bereits in der Projektplanung entscheidend sind. LiDAR Scanning überzeugt durch Präzision und die direkte Ausgabe einer bearbeitbaren Punktwolke. Photogrammetrie hingegen ist einfacher in der Umsetzung und verlangt im Gelände weniger Zeit und Aufwand während der Datengenerierung. 

Die Wahl der bevorzugten Methode beeinflusst auch die UAV-, also Drohnen-Auswahl. Unsere hochpräzisen LiDAR-Scanner erfordern einen stabilen Hexakopter, der jedoch aufgrund seiner Größe und den damit verbundenen Sicherheitsanforderungen einer sorgfältigen Planung bedarf. Dieser Scanner integriert neben LiDAR-Sensoren auch eine Kamera zur simultanen Bildaufnahme, die nachträglich zur Einfärbung der Punktwolke dient.

Für die photogrammetrische Methode genügt hingegen eines unserer kompakteren Drohnenmodelle. Ausgestattet mit einer hochpräzisen Kamera, sowie eines RTK- Verortungsmoduls werden Bilder mit variabler Überlappung und genauen Koordinaten aufgenommen. Diese Aufnahmen durchlaufen ein spezialisiertes Programm, in dem sie anhand von „Tie-Points“ und präzisen Bildkoordinaten miteinander verbunden werden. Anschließend werden diese „Tie-Points“ mit weiteren Punkten aufgefüllt, bis eine dichte Punktwolke entsteht.
An dieser Stelle hat man nun erreicht, was ein LiDAR Scanner bereits im Gelände umsetzt.

Nun kann man die exakte räumliche Zuordnung und Darstellung mit am Boden genommenen Referenzpunkten korrigieren, um eine optimale Koordinatensicherheit zu gewährleisten.

In beiden Fällen wird im Anschluss aus der generierten Punktwolke ein Digitales Geländemodell (DEM) erstellt, das die erfassten Höhendaten zuverlässig abbildet. Dies ist unabdingbar für die Erstellung eines 3D-Modells sowie für eventuell notwendige Orthoabbildungen im GeoTif-Format.

Im abschließenden Schritt berechnet das Programm ein durchgehendes, texturiertes 3D-Modell, das nicht nur anschauliche Darstellungen ermöglicht, sondern auch flexible Planungsoptionen eröffnet.

Diese fertigen Modelle repräsentieren sämtliche Aspekte des Gebäudes, einschließlich komplexer und schwer zugänglicher Strukturen wie Dächern und Fassaden, und sind von essenzieller Bedeutung für eine präzise Restaurierungsplanung. 

 

Beispiel des Schlossguts Baschütz 

Die um 1880 erbaute Außenfassade wurde mit höchster Sorgfalt digital erfasst. Detaillierte Elemente wie die reiche Fassadengliederung, das Satteldach und der Dachreiter wurden präzise modelliert. Schlüsselelemente sind der Haupteingang mit Mittelrisalit, die offene Eingangshalle sowie der zur Gartenseite ausgerichtete Pavillon.
Diese 3D-Rekonstruktion spiegelt die baugeschichtliche Bedeutung des Schlossguts wider und ist entscheidend für Restaurierungsplanungen, um das historische Erbe zu bewahren. 

 

Beispiel des Ritterguts Schackenburg 

Das Gut, welches in der ersten Hälfte des 16. Jahrhunderts errichtet wurde, unterzog sich einer umfassenden photogrammetrischen Erfassung. Das Ziel war es, einen detaillierten Überblick über die Gebäude und das direkt angrenzende Gelände zu ermöglichen. Während des Datenaufnahme-Prozesses lag der Fokus auch auf der präzisen Abbildung der Fassade der Hauptscheune, die sich in unmittelbarer Nähe zur Straße befindet. Hierbei wurde besonderes Augenmerk auf die genaue Darstellung des alten Mauerwerks sowie etwaige Schäden gelegt, um eine detailgetreue und umfassende Dokumentation zu gewährleisten. 

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