Die Bestandsvermessung mittels Laserscanning am Universitätsklinikum Bonn wird durchgeführt, um zu prüfen, ob ein geplantes Bauvorhaben die Stabilität der vorhandenen Schachtanlage gefährden könnte. Dabei wird die Punktwolke zunächst erfasst und anschließend in der Auswertung registriert und georeferenziert. Aus diesen Daten entsteht ein CAD-Modell, das die Lage und Höhe der Schachtanlage im amtlichen Lage- und Höhensystem darstellt. Diese Vermessung gewährleistet die notwendige Planungsgrundlage und die Sicherheit des Bauvorhabens.
Präzises Laserscanning zur effizienten Bestandsvermessung von Schachtanlagen
Für ein Bauvorhaben am Universitätsklinikum Bonn (UKB) ist es entscheidend, eine Bestandsvermessung eines bereits vorhandenen Schachtes durchzuführen und damit die genaue Lage und Höhe des bereits vorhandenen Schachtes zu kennen. Hierbei kommt der Laserscanner RTC360 von Leica zum Einsatz. Die durch den Laserscanner erstellte Punktwolke bildet den aktuellen Ist-Zustand des Bauwerks ab. Die gemessene Punktwolke befindet sich zunächst in einem lokalen Koordinatensystem, um die Lage und Höhe der Schachtanlage mit dem Bauvorhaben verknüpfen zu können muss die Punktwolke georeferenziert werden. Anhand der aus der Punktwolke gewonnenen Werte und Koordinaten kann der Statiker Berechnungen durchführen. Diese Informationen sind essenziell, um abschließend zu bewerten, ob das geplante Bauvorhaben realisierbar ist, ohne die Stabilität des Tunnels zu gefährden.
Messaufbau für die Laserscanningmessung am Universitätsklinikum Bonn
Um die Bestandsvermessung erfolgreich durchzuführen, wird der RTC360 Laserscanner in Verbindung mit einem speziellen Stativ eingesetzt. Der Scanner wird kopfüber an dem Stativ befestigt und stufenweise in den Schacht hinabgelassen.
Vor Beginn der Messung werden zunächst gezielt verschiedene Zielzeichen (Targets) aufgestellt. An der Schachtöffnung werden mehrere schwarz-weiß Targets verteilt. Die Verwendung von Zielzeichen ist notwendig, um eine Registrierung und Georeferenzierung der Punktwolke durchzuführen. Durch die Georeferenzierung werden die Koordinaten der Punktwolke in das amtliche Lagesystem ETRS89 und das amtliche Höhensystem NHN (HST 170) transformiert. Eine Georeferenzierung ist notwendig, um die erfassten Koordinaten des Schachtes in ein übergeordnetes Koordinatensystem zu bringen, was den Bezug zum Bauvorhaben herstellt.
Die Zielzeichen werden in einem zusätzlichen Schritt mit einem Tachymeter eingemessen und dienen als Passpunkte für die Georeferenzierung der Punktwolke. Die tachymetrisch bestimmten Targets dienen weiterhin der Qualitätssicherung.
Im unterirdischen Teil des Schachtes werden zusätzlich mehrere Kugelzielzeichen platziert. Bei der Anordnung dieser Zielzeichen ist es wichtig, dass zwischen ihnen und der Schachtöffnung eine Sichtverbindung besteht. Dadurch wird eine Verknüpfung zwischen den Punktwolken gewährleistet.
Effiziente Messmethodik: Laserscanning im unterirdischen Bereich
Zu Beginn der Messungen wird das Stativ über der Schachtöffnung positioniert, und der Laserscanner wird montiert. Es werden mehrere Messungen durchgeführt, wobei der Laserscanner stufenweise in den Schacht herabgelassen wird, bis eine ausreichende Aufnahme der Kugelzielzeichen erreicht ist. Im weiteren Verlauf erfolgt die Messung des unterirdischen Bereichs.
Im Inneren des Schachtes wird der Laserscanner auf einem Stativ aufgestellt, um präzise Messungen des Tunnels durchzuführen. Dabei wird der Scanner in Abständen von etwa 10 Metern an neuen Standpunkten positioniert. Um die Verknüpfung zwischen den unterschiedlichen Punktwolken zu ermöglichen, werden die zuvor platzierten Messkugeln genutzt. Zusätzlich werden auch im unterirdischen Bereich gezielt schwarz-weiß Targets angebracht. Diese erleichtern später die Auswertung und ermöglichen die Zuweisung übergeordneter Koordinaten für zukünftige Messungen im Tunnel.
Punktwolkenverarbeitung: Von der Bereinigung zur CAD-Darstellung
Nach Abschluss der Messung wird die Punktwolke sorgfältig ausgewertet, um die relevanten Werte zu extrahieren. Zunächst wird die Punktwolke von möglichen Störungen gereinigt. Diese Störungen entstehen durch Messungen von Fensterscheiben oder Spiegeln. Reflexionen oder Transparenzen führen dazu, dass in der Punktwolke Punkte erscheinen, die in Wirklichkeit nicht vorhanden sind.
Danach erfolgt die Detektion der Zielzeichen, die für die Registrierung der verschiedenen Punktwolken verwendet werden. Die Registrierung ist unabdingbar, um eine zusammenhängende Punktwolke zu erhalten. Ferner werden die Zielzeichen auch für die Georeferenzierung eingesetzt.
Im nächsten Schritt wird die zuvor genannte Registrierung durchgeführt und die Georeferenzierung unter Einbeziehung der Koordinaten aus den Tachymeter Messungen vollzogen.
Schließlich wird aus der bereinigten und georeferenzierten Punktwolke ein CAD-Modell abgeleitet, das die Lage und Höhe des unterirdischen Bauwerks in einem Lageplan anschaulich darstellt. Der erstellte Lageplan liegt ebenso wie der Lageplan des Bauantrags im amtlichen Lage- und Höhensystem, daher ist es möglich beide Lagepläne miteinander zu verknüpfen.
Dieser strukturierte und präzise Prozess der Bestandsvermessung gewährleistet, dass alle notwendigen Informationen für die Planung und Durchführung des Bauvorhabens zur Verfügung stehen und die Sicherheit des Tunnels jederzeit gewährleistet bleibt.
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Über den Autor
Melina Wilden
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