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Photogrammetrie / Laserscanning

Photogrammetrische Messverfahren und die Aufnahme mit terrestrischen 3D-Laserscannern werden vorwiegend zur  Bestandsaufnahme von Gebäuden und Anlagen eingesetzt. Die Detailauflösung und Messgenauigkeit können dabei sehr flexibel den Anforderungen angepasst werden. Objekte mit einer Größe von einigen cm können mit einer Genauigkeit von wenigen Mikrometern vermessen werden und bei der Erfassung von Geländemodellen mit einer Ausdehnung von mehreren Quadratkilometern beträgt die Auflösung nur wenige cm. Relative Messgenauigkeiten von 1:100.000 und besser sind möglich.

Bei der kombinierten Aufnahme mit einem terrestrischen 3D-Laserscanner und einer hochauflösenden kalibrierten Digitalkamera ergänzen sich die Vorteile der beiden Sensoren. Die hohe Auflösung der Digitalbilder und die schnelle und präzise Entfernungsmessung des Laserscanners ermöglichen die präzise und detaillierte 3D-Dokumentation komplexer Objekte.

Am Geodätischen Institut Aachen wird seit mehr als 20 Jahren das Auswertesystem PHIDIAS speziell für die 3D-Vermessung und Modellierung anhand von photogrammetrischen Aufnahmen und/oder 3D-Punktwolken von Laserscannern entwickelt. Es ist insbesondere für die Erstellung komplexer Modelle und Zeichnungen geeignet.

Als besonderes Merkmal verfügt PHIDIAS über die Möglichkeit, neben klassischen photogrammetrischen Aufnahmen auch Punktwolken (von Laserscannern oder als Ergebnis von Dense Image Matching) sowie graphische CAD-Daten in einem System zu verarbeiten, wobei sich alle Daten dem Anwender kongruent durch Superimposition präsentieren. Die Orientierung der digitalen Aufnahmen kann durch ein integriertes Modul für punkt- und liniengestützte Mehrbildorientierungen (Bündelausgleichung) hergestellt werden. Bei der Auswertung stehen alle systemeigenen CAD-Funktion von MicroStation uneingeschränkt zur Verfügung, wobei gleichzeitig in den Bild- und Scannerdaten gearbeitet wird. Ergänzt werden diese durch eine Vielzahl von selbstentwickelten Spezialfunktion, wie zum Beispiel Tools für die (semi-)automatische Bestimmung von Objekten im Anlagenbau (Rohre, Behälter etc.), Homogenisierungsfunktionen oder Funktionen für die automatische Zielzeichenmessung. Mit PHIDIAS können alle photogrammetrischen Messaufgaben der Einbild-, Mehrbild- und Stereoauswertung durchgeführt werden.

Jüngere Forschungsarbeiten haben sich mit der strukturbasierten Registrierung von Punktwolken befasst (Maria Lichtenstein: Strukturbasierte Registrierung von Punktwolken unter Verwendung von Bild- und Laserscannerdaten, Dissertation 2011). Hierbei werden für den Registrierungsvorgang ausschließlich Geradenstücke anstatt Punkte benutzt, deren Detektion in den Punktwolken durch die gleichzeitige Bestimmung von korrespondierenden Bildkanten in orientierten Aufnahmen unterstützt wird. Die Kombination von Bild- und Scannerdaten führt bei der Registrierung zu einer Verbesserung der Erfolgsrate, speziell wenn die Punktwolken unscharfe Strukturen aufweisen. Der theoretische Ansatz der linienbasierten Registrierung beruht auf mathematischen Werkzeugen aus der projektiven Geometrie.

 

Anwendungsbeispiele

Das Ergebnis der Auswertung kann z.B. eine einfache Ansichtszeichnung, ein komplexes Volumen- oder Flächenmodell oder ein hochauflösendes Orthophoto sein.

3D-Gebäudemodelle

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ansichtszeichnungen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Orthophotos / Bildpläne

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abwicklungen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Deformationsmessungen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Raimund Schwermann
Tel.: +49-241-80-95303
Fax: +49-241-80-92142
Dipl.-Ing. Christoph Effkemann
Tel.: +49-241-80-95303
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