Aufgeräumt: 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 Starrflügeldrohne.

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 überirdische Stromnetz stützte sich bisher noch auf alte, papierhafte Pläne – damit fehlten noch wichtige Informationen in der Datenbank der Stadtwerke Saarlouis. Mit dem Vorhaben stellte sich für 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 Ingenieurbüro Christian Eckers, hat der Versorger einen innovativen Ansatz gewählt. Zum Einsatz kam dabei eine Starrflügeldrohne. Doch hat sich der Aufwand gelohnt?

Wie erfasst man ein Freileitungsnetz?

Dachständer von Freileitungsnetzen stellen Vermessungen vor eine Herausforderung: Sie befinden sich oft auf der hinteren Dachfläche 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 Länge, ein 152 Kilometer langes Erdgasnetz, ein Stromnetz von 604 Kilometern Länge 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 Händen 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 vollständig und korrekt migrieren können. Aber das Freileitungsnetz auf einer Fläche von rund 400 Hektar blieb dabei mit seinen veralteten Papierplänen zunächst außen vor. Die Stadtwerke Saarlouis standen vor einer neuen Herausforderung, das Freileitungsnetz aktuell und digital für sein neues GIS aufzubereiten. Das Problem: Die Dachständer für die Leitungen befinden sich häufig auf der hinteren Dachfläche und sind daher in Gebieten mit Giebeldächern schwer terrestrisch zu erfassen. Sie sind vom Boden aus oft kaum zu sehen und es lässt sich nicht immer sicher feststellen, ob man tatsächlich alle Dachständer 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 Ingenieurbüros, über luftgestützte Methoden der Geodatenerfassung mit Hilfe von Drohnen: Sie führen nach vorheriger Programmierung der Flugroute automatisch die Bildflüge aus. Dabei werden die Drohnen vom Boden aus permanent überwacht. Auf das Fotografieren aus der Luft folgt dann eine Auswertung, die schließlich in einem digitalen 3D-Oberflächenmodell und einem Orthofoto der überflogenen Gegend mündet.

Die Frage für 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 Fläche – nicht auch Freileitungen und Dachständer erfassen?

Intensive Vorbereitung

Christian Eckers gab sich skeptisch: Die Befliegung in dem dicht bebauten Gebiet würde nicht einfach sein. Doch die Aufgabe reizte ihn. Für die Flugplanung lernte er in den nächsten Wochen Saarlouis von einer anderen Seite kennen: Wo gibt es hinreichend große Start- und Landeplätze für seine Starrflügeldrohne? Wo muss man dazu Privatgrundstücke 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 Landeplätzen vor Ort dauerte fünf Tage.

Die drohnengestützte Vermessung der Dachständer erwies sich als fast doppelt so schnell wie die terrestrische Variante. Foto: Stadtwerke Saarlouis GmbH

Erste Bildflüge zeigten dann, dass auch bestimmte Lichtverhältnisse nötig sind, um die Dachständer und ihre Befestigungspunkte überhaupt 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 Spontanität gefragt. Aufwand: 70 Tage Um die etwa 4.000 Dachständer zu erfassen, wurde die Gesamtfläche in 27 Teilflächen gegliedert. Das Herstellen und Einmessen der 73 Bodenkontrollpunkte für die Referenzierung nahm vier Tage in Anspruch. Acht weitere Tage dauerten die Flüge, 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 über die einzelnen Stromkreise, ergänzt 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 für die Stadtwerke Saarlouis gelohnt, wie der Versorger mitteilt: Die Erfassung lieferte nicht nur präzise 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 Sicherheitsgründen terrestrisch vermessen werden. Dies dauerte nach Angaben der SWSLS fast doppelt so lange wie die luftgestützte Erfassung. Bei dieser Gelegenheit hat man einige Ständer 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“, erzählt Silke Kockler-Schikofsky. „Als Nächstes starten wir mit der Planauskunft. Dann können Baufirmen Pläne online anfordern und abrufen. Ein weiteres Projekt ist die Dokumentation von Sonderverbrauchern in der Fachschale Strom.“ (vb)

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