AufgerÀumt: Drohne hilft bei Netzdokumentation

Die Stadtwerke Saarlouis GmbH hat ihr GIS gemeinsam mit der Mensch und Maschine Deutschland GmbH nicht nur umgestellt, sondern die Gelegenheit genutzt und gleich ihr Freileitungsnetz neu erfasst – mithilfe einer StarrflĂŒgeldrohne.

Viel ist bei der Stadtwerken Saarlouis GmbH (SWSLS) in Bewegung. Der Versorger der Kreisstadt Saarlouis hat sich einem Großprojekt gewidmet: Dem Umstieg auf ein neues GIS.

Doch damit nicht genug. Im gleichen Zuge wollte das Unternehmen weiße Stellen in seinem GIS beseitigen, denn das ĂŒberirdische Stromnetz stĂŒtzte sich bisher noch auf alte, papierhafte PlĂ€ne – damit fehlten noch wichtige Informationen in der Datenbank der Stadtwerke Saarlouis. Mit dem Vorhaben stellte sich fĂŒr die SWSLS gleichzeitig die Frage, wie sie am besten das Freileitungsnetz neu erfasst.

Gemeinsam mit der Mensch und Maschine Deutschland GmbH (MuM) und derem Partner, dem IngenieurbĂŒro Christian Eckers, hat der Versorger einen innovativen Ansatz gewĂ€hlt. Zum Einsatz kam dabei eine StarrflĂŒgeldrohne. Doch hat sich der Aufwand gelohnt?

Wie erfasst man ein Freileitungsnetz?

DachstÀnder von Freileitungsnetzen stellen Vermessungen vor eine Herausforderung: Sie befinden sich oft auf der hinteren DachflÀche und sind vom Boden daher kaum zu erfassen. Foto: Stadtwerke Saarlouis GmbH

Die SWSLS versorgt die Einwohner der Kreisstadt Saarlouis mit Strom, Erdgas, Trinkwasser und eigenen Telefon- und Internetprodukten. Das Unternehmen betreut mit seinen knapp 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern unter anderem ein Trinkwassernetz von 234 Kilometern LĂ€nge, ein 152 Kilometer langes Erdgasnetz, ein Stromnetz von 604 Kilometern LĂ€nge sowie das Glasfasernetz. Diese Netze werden in einem GIS – nun auf Basis von AutoCAD Map 3D und MuM MapEdit – dokumentiert. Die Erfassung und Pflege der GIS-Daten liegen in den HĂ€nden der Abteilung Netzdokumentation/ Planauskunft der Stadtwerke Saarlouis unter Leitung von Silke Kockler-Schikofsky.

Nicht zuletzt aufgrund der Erfahrung von MuM habe man die Daten des erdverlegten Stromnetzes beim letzten Update zwar vollstĂ€ndig und korrekt migrieren können. Aber das Freileitungsnetz auf einer FlĂ€che von rund 400 Hektar blieb dabei mit seinen veralteten PapierplĂ€nen zunĂ€chst außen vor. Die Stadtwerke Saarlouis standen vor einer neuen Herausforderung, das Freileitungsnetz aktuell und digital fĂŒr sein neues GIS aufzubereiten. Das Problem: Die DachstĂ€nder fĂŒr die Leitungen befinden sich hĂ€ufig auf der hinteren DachflĂ€che und sind daher in Gebieten mit GiebeldĂ€chern schwer terrestrisch zu erfassen. Sie sind vom Boden aus oft kaum zu sehen und es lĂ€sst sich nicht immer sicher feststellen, ob man tatsĂ€chlich alle DachstĂ€nder genau und nur einmal erfasst hat, wie der Versorger angibt.

Weitergedacht

Beim CAD-Tag in Velen, einer Kundenveranstaltung von MuM, hörte Silke Kockler-Schikofsky den Vortrag von MuM-Partner Christian Eckers, Leiter eines Bonner IngenieurbĂŒros, ĂŒber luftgestĂŒtzte Methoden der Geodatenerfassung mit Hilfe von Drohnen: Sie fĂŒhren nach vorheriger Programmierung der Flugroute automatisch die BildflĂŒge aus. Dabei werden die Drohnen vom Boden aus permanent ĂŒberwacht. Auf das Fotografieren aus der Luft folgt dann eine Auswertung, die schließlich in einem digitalen 3D-OberflĂ€chenmodell und einem Orthofoto der ĂŒberflogenen Gegend mĂŒndet.

Die Frage fĂŒr die SWSLS war: Könnte so eine Drohnenkamera mit ihrer Bodenauflösung von etwa zwei Zentimetern – heißt ein Bildpunkt entspricht in der Wirklichkeit einer zwei mal zwei Zentimeter großen FlĂ€che – nicht auch Freileitungen und DachstĂ€nder erfassen?

Intensive Vorbereitung

Christian Eckers gab sich skeptisch: Die Befliegung in dem dicht bebauten Gebiet wĂŒrde nicht einfach sein. Doch die Aufgabe reizte ihn. FĂŒr die Flugplanung lernte er in den nĂ€chsten Wochen Saarlouis von einer anderen Seite kennen: Wo gibt es hinreichend große Start- und LandeplĂ€tze fĂŒr seine StarrflĂŒgeldrohne? Wo muss man dazu PrivatgrundstĂŒcke betreten und braucht entsprechende Genehmigungen? Einige der Fragen, die sich Christian Eckers im Vorfeld der Befliegung stellte. Allein die Vorbereitung anhand von Luftbildern sowie die Erkundung von Start- und LandeplĂ€tzen vor Ort dauerte fĂŒnf Tage.

Die drohnengestĂŒtzte Vermessung der DachstĂ€nder erwies sich als fast doppelt so schnell wie die terrestrische Variante. Foto: Stadtwerke Saarlouis GmbH

Erste BildflĂŒge zeigten dann, dass auch bestimmte LichtverhĂ€ltnisse nötig sind, um die DachstĂ€nder und ihre Befestigungspunkte ĂŒberhaupt auf den Bildern erkennen zu können. Die Leitungen mussten in eine bestimmte Richtung Schatten werfen. So konnte man nur bei gutem Wetter fliegen und es war ein gewisses Maß an SpontanitĂ€t gefragt. Aufwand: 70 Tage Um die etwa 4.000 DachstĂ€nder zu erfassen, wurde die GesamtflĂ€che in 27 TeilflĂ€chen gegliedert. Das Herstellen und Einmessen der 73 Bodenkontrollpunkte fĂŒr die Referenzierung nahm vier Tage in Anspruch. Acht weitere Tage dauerten die FlĂŒge, bei denen fast 5.000 Bilder aufgenommen wurden. Danach wurden sie ausgewertet, 3D-Modelle und Orthofotos errechnet. Der Zeitaufwand betrug insgesamt rund 70 Tage. Sachinformationen, zum Beispiel ĂŒber die einzelnen Stromkreise, ergĂ€nzt die SWSLS derzeit aus dem zugrundeliegenden Netzleitsystem in die bestehenden GIS-Daten.

Schneller als terrestrisch

Der Aufwand, das Freileitungsnetz per Drohne zu erfassen, hat sich fĂŒr die Stadtwerke Saarlouis gelohnt, wie der Versorger mitteilt: Die Erfassung lieferte nicht nur prĂ€zise Orthofotos, sondern verlief auch deutlich schneller, als terrestrische Vermessungen.

Die SWSLS verweisen auf ein Szenario, das dies bewiesen hat: Ein Randbereich, der rund 50 Meter neben der Autobahn liegt, musste aus SicherheitsgrĂŒnden terrestrisch vermessen werden. Dies dauerte nach Angaben der SWSLS fast doppelt so lange wie die luftgestĂŒtzte Erfassung. Bei dieser Gelegenheit hat man einige StĂ€nder sowohl terrestrisch als auch aus der Luft vermessen, um die Punktgenauigkeit zu verifizieren. Durch einen Koordinatenvergleich konnte man nachweisen, dass die erreichte Lagegenauigkeit aus dem Bildflug etwa vier Zentimeter, also dem zweifachen der Bodenauflösung, entsprach.

Nun beginnen immer mehr Abteilungen innerhalb der SWSLS die Möglichkeiten des GIS zu nutzen. „Die Erfassung der Freileitungen ist nicht das einzige Projekt, das wir mit MuM abwickeln“, erzĂ€hlt Silke Kockler-Schikofsky. „Als NĂ€chstes starten wir mit der Planauskunft. Dann können Baufirmen PlĂ€ne online anfordern und abrufen. Ein weiteres Projekt ist die Dokumentation von Sonderverbrauchern in der Fachschale Strom.“ (vb)

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