Einsatzgebiete der Drohnenvermessung
04.10.2024 | Vermessung
Moderne Vermessungen aus der Luft bieten großes Potential. Bereits kleine Handwerksbetriebe profitieren von Zeit- und Kosteneinsparungen für Dach- oder Fassadenaufmaße. Besonders bei weitläufigen oder komplexen Strukturen können Drohnen aber ihre Stärken ausspielen. Die sichere, effiziente und für menschliche Fehler unanfällige Datenaufnahme entlastet die Arbeit für Ingenieurbüros und Bauträger auf Großbaustellen.
1 Wie funktionieren Drohnenvermessungen?
Im Rahmen einer Drohnenvermessung werden zweidimensionale, georeferenzierte Bilder oder LiDAR-Punktwolken aufgenommen – dementsprechend unterscheidet man zwischen Photogrammetrie und Laserscanning. Während die Punktwolken in der Postproduktion nur noch geringfügig nachbearbeitet werden müssen, ist die photogrammetrische Verarbeitung der Kamerabilder deutlich aufwändiger. Hier werden je nach Projekt mehrere hundert bis mehrere tausend Bilder aufgenommen – aus verschiedenen Blickwinkeln, Entfernungen und jeweils versehen mit den exakten Messwerten zu GNSS-Position und Kameraausrichtung. Über Triangulation können wiederkehrende Punkte aus verschiedenen Bildern durch Software erkannt und mit Positionen im dreidimensionalen Raum referenziert werden – so entsteht auch hier eine detaillierte Punktwolke des beflogenen Objekts. In beiden Fällen können bereits die Punktwolken in gängige BIM-Software integriert werden, um Baufortschritte zu dokumentieren oder die Ausführung mit Planunterlagen abzugleichen. Z. B. Für Dachdecker und Solarteure sind gerenderte, texturierte 3D-Modelle im .obj-, .b3dm- oder .glb-Dateiformat jedoch die bessere Entscheidung. Verbreitete Softwarelösungen wie PV*SOL, Eturnity oder SMA Sunny Design akzeptieren den Import der 3D-Modelle, um direkt am zentimetergenau vermessenen Hausdach planen zu können. Grundsätzlich eignen sich derartige Modelle außerdem für präzise Punkt-, Längen, Flächen oder Volumenmessungen.
Sowohl Photogrammetrie als auch Laserscanning bieten jeweils eigene Vor- und Nachteile. Eine photogrammetrische Vermessung liefert besonders detaillierte Texturen und kann dank kleiner, leichter Drohnenmodelle auch innerstädtisch unkompliziert durchgeführt werden. Dagegen eignet sich Laserscanning gerade für feine Strukturen oder Bereiche mit dichter Vegetationen, da moderne LiDAR-Sensoren mehrere Reflektionen erfassen können. Beide Techniken erreichen in der Praxis ähnliche Genauigkeiten. Der Einsatz moderner RTK-Netzwerke (Real Time Kinematik) gewährleistet Daten mit hoher absoluter Genauigkeit und Fehlern von wenigen Zentimetern.
Verglichen mit konventionellen Methoden sind deutliche Zeit- und Kosteneinsparungen möglich. Die benötigte Zeit vor Ort wird minimiert, auf z. B. großen Baustellen ist keine Beeinträchtigung des laufenden Betriebs zu erwarten. Auch etwaige, aufwändige Sicherheitsvorkehrungen für die eigenen Mitarbeiter entfallen. Menschliche Fehler bei manuellen Messungen werden vermieden, stattdessen gewährleistet moderne GNSS-Technik zuverlässig präzise Messwerte mit Ungenauigkeiten von wenigen Zentimetern. Aus der Luft wird zudem die gesamte Struktur aufgenommen – so können dem Modell später auch einzelne, ggf. zunächst nicht benötigte Maße entnommen werden. Selbst die Berechnungen einzelner Flächen oder Volumen werden stark vereinfacht.
2 Einsatzgebiete
Dementsprechend vielfältig sind die Einsatzgebiete moderner Drohnenvermessungen. Im Folgenden werden relevante Anwendungen vorgestellt.
2.1 Bauwesen
Anwendungen im Bauwesen stellen das wichtigste Einsatzgebiet drohnengestützter Vermessungen dar. Regelmäßige Datenaufnahmen unterstützen eine effiziente, ressourcenschonende und wirtschaftliche Bauablaufplanung, der direkte Abgleich generierter Punktwolken oder texturierter 3D-Modelle mit BIM-Planungsdaten stellt sicher, dass Abweichungen und fehlerhafte Ausführungen frühzeitig erkannt werden. Gleichzeitig wird die Notwendigkeit regelmäßiger Ortsbegehungen reduziert. Darüber hinaus dienen die erfassten, dreidimensionalen Daten auch als Grundlage für spätere Untersuchungen z. B. infolge aufkommender Schäden.
2.2 Industrieanlagen und Deponien
Eine exakte Berechnung des Volumens von Schüttgut oder Restmüll ist mit konventionellen Methoden kaum möglich. Ob in Steinbrüchen, auf Mülldeponien oder auf Großbaustellen – für Planungssicherheit und eine effiziente Ressourcennutzung müssen möglichst präzise Messwerte herangezogen werden. Hier bieten Drohnenvermessungen eine unkomplizierte Lösung. Selbst weitläufige Areale werden in kurzer Zeit erfasst, dreidimensionale Modelle liefern Messwerte mit hoher absoluter Genauigkeit.
2.3 Handwerk
Für Aufträge zu Dach- und Fassadensanierungen, Photovoltaikmontagen oder Solarthermie ist eine präzise Datengrundlage wichtig, um möglichst genaue Angebote schreiben und exakte Mengen bestellen zu können. Messungen von Hand sind dabei mit einem hohen Aufwand verbunden – oft sind hohe Sicherheitsvorkehrungen notwendig, ggf. kann nur grob vom Boden geschätzt werden. Dabei werden schnell mehrere Stunden oder Tage Arbeit fällig – für letztendlich nur ungefähre Messwerte. Auch Gauben, Schornsteine, Satellitenantennen oder ähnliche Details können kaum berücksichtigt werden. Drohnenvermessungen erfassen dagegen das gesamte Objekt mitsamt seiner baulichen Details in kurzer Zeit, dank moderner RTK-Technik auf wenige Zentimeter genau. Anhand der aufbereiteten Daten können Dach- und Fassadenflächen bequem vom eigenen Arbeitsplatz aus vermessen werden. Die benötigten Mengen werden zuverlässig ermittelt, der eigene Aufwand wird minimiert.
2.4 Planung und Architektur
Projekte der Städte- und Raumplanung beruhen auf bereits vorhandenen Daten z. B. der umgebenden Bebauung. Um eine zuverlässige Projektarbeit gewährleisten zu können, sind jedoch präzise Daten für das betroffene Plangebiet relevant – detaillierte Aufzeichnungen, die den tatsächlichen, aktuellen Stand wiedergeben. Drohnenvermessungen können hier auf verschiedene Wege zum Einsatz kommen. Einzelne, georeferenzierte Aufnahmen dienen der Visualisierung des Projekts zu Werbezwecken, detaillierte Orthofotos ergänzen vorhandene Planunterlagen, generierte Modelle und Punktwolken können nahtlos in bestehende BIM-Software integriert werden, um die eigene Planung im dreidimensionalen Raum an die Umgebung anzupassen. Eventuell kostspielige Planungsfehler werden so vermieden.
2.5 Denkmalschutz
In der Denkmalpflege dreht sich alles um den Erhalt des Bauwerks in seiner ursprünglichen Form. Dreidimensionale Modelle können hier daher besonders hilfreich sein. Ein digitaler Zwilling unterstützt die Wiederherstellung selbst kleinster Details gerade nach unvorhergesehenen Schäden. Die erfassten Daten können im Zweifel maßhaltig analysiert und bewertet werden. Gleichzeitig können regelmäßige Untersuchungen z. B. der Bausubstanz etwaige Schäden frühzeitig offenlegen, ohne dass aufwändige Begehungen mit hohen Sicherheitsvorkehrungen geplant werden müssen.
2.6 Schadensdokumentationen
Nach Sturm und Hagel, fehlerhafter Bauausführung oder ähnlichen Ereignissen müssen Beschädigungen am Bauwerk ausführlich festgehalten und dokumentiert werden. Aus der Luft können selbst schwer einsehbare, komplexe Strukturen mit geringem Aufwand untersucht werden. Gleichzeitig erfasst die Drohne auf Wunsch direkt den Gesamtzustand des Objekts und somit auch ggf. erst später entdeckte Schäden an anderer Stelle. Drohnenvermessungen sind daher ein sehr beliebtes, technisch vielseitiges Hilfsmittel für Schadensdokumentationen.
