Mit Mobile-Mapping und Flugdrohne: Topcon realisiert Digitalen Zwilling von Bad Hersfeld

Im Vorfeld zweier Gro├čveranstaltungen realisiert die osthessische Kommune Bad Hersfeld einen digitalen Zwilling des Stra├čennetzes und der Festspielst├Ątte.
Mit dem mobilen Mapping-System hat das Topcon-Team in Bad Hersfeld ein Stra├čennetz von 130 Kilometern Gesamtl├Ąnge erfasst. Foto: Topcon

Mit dem mobilen Mapping-System hat das Topcon-Team in Bad Hersfeld ein Stra├čennetz von 130 Kilometern Gesamtl├Ąnge erfasst. Foto: Topcon

Zum diesj├Ąhrigen ÔÇ×HessentagÔÇť erwartet das osthessische Bad Hersfeld (30.000 Einwohner) mehrere hunderttausend Besucher in nur zehn Tagen. Um den Menschenandrang zu meistern, hat die Stadt den Auftrag erteilt, einen digitalen Zwilling zu erstellen. Den Auftrag erhielt das Unternehmen Topcon, das diese Aufgabe mit einem mobilen Mapping-System und einer Flugdrohne innerhalb weniger Tage realisierte. Anhand des digitalen Modells kann die Stadtverwaltung nun Verkehrsstr├Âme, Rettungswege und die gesamte Event-Logistik der Festtage minuti├Âs und haarklein planen.

Das osthessische Bad Hersfeld hat viel Erfahrung mit Gro├čveranstaltungen. Seit den 1950er Jahren locken die Festspiele der Stadt Theaterbegeisterte aus der ganzen Welt in die Kreisstadt an der Fulda. In den letzten Jahren dr├Ąngten in den Festspielwochen mehr als 100.000 Besucher in die Schauspielst├Ątten der Stadt. Doch in zehn Juni-Tagen in diesem Jahr erwartet die Stadt zus├Ątzlich mehrere hunderttausend Besucher. In diesem Zeitraum gastiert dort n├Ąmlich der Hessentag, das gr├Â├čte Landesfest Deutschlands. Um ein Verkehrschaos zu den Festtagen in Bad Hersfeld zu vermeiden, setzt die Stadtverwaltung mit B├╝rgermeister Thomas Fehling an der Spitze auf moderne Technologie. ÔÇ×In gemeinsamen Gespr├Ąchen haben wir ├╝berlegt, wie kann eine Kleinstadt wie Bad Hersfeld von einem digitalen Zwilling profitieren. Schnell haben wir gemerkt, dass wir die selbe Sprache sprechen und dass wir die Br├╝cke zwischen Technologie, Industrie und Verwaltung bauen k├ÂnnenÔÇť, erinnert sich Fehling.
700.000 Messpunkte pro Sekunde
Die gerufenen Infrastruktur-Experten mit Projektmanager Heiko Lohre von Topcon setzten ein mobiles Mapping-System und eine Flugdrohne ein. Damit wurden das Stadtzentrum, die Logistikwege, Zubringer und die zur Verf├╝gung stehenden Parkr├Ąume digital erfasst. ÔÇ×Unser Stadtmodell bildet alle Wege ab, ├╝ber die der Transport und die Versorgung der Hessentagsbesucher abgewickelt werdenÔÇť, konkretisiert Lohre. In nur sechs Stunden sammeln die Techniker alle n├Âtigen Geodaten eines insgesamt 130 Kilometer gro├čen Verkehrswegenetzes in Bad Hersfeld und im Umland.
Das eingesetzte mobile Mapping-Systems IP-S3 von Topcon besteht aus einem Wegstreckenmesser, einer inertialen Messeinheit (IMU) und einem Empf├Ąnger satellitengest├╝tzter Navigationsdaten, der nicht nur mit dem amerikanischen GPS-System, sondern auch mit den Systemen anderer L├Ąnder korrespondiert, wodurch er noch zuverl├Ąssigere und genauere Daten bereitstellt. Montiert auf einen PKW erfasst das mobile Mapping-System w├Ąhrend des Fahrens 700.000 Lasermesspunkte pro Sekunde.
Bei der Datenerfassung kann das Fahrzeug mit bis zu 80 Stundenkilometern unterwegs sein. ÔÇ×Kommt das Fahrzeug vor einer Ampel zum Stehen, stoppt die Datenerfasssung automatisch.ÔÇť Dennoch sammeln die Infrastruk- turexperten enorme Informationsmengen in k├╝rzester Zeit. ÔÇ×Pro Fahrtstunde erfasst unser mobiles Mapping-System ein Datenvolumen von 50 GigabyteÔÇť, so Lohre. Auf der R├╝ckbank des Fahrzeugs befindet sich ein PC mit vier Festplatten, der die erfassten Daten w├Ąhrend der Fahrt speichert. Bestimmte Strecken muss das Vermessungsteam mehrfach abfahren. Denn schon ein abgestellter LKW kann die korrekte Erfassung des dahinterliegenden Gehwegs verhindern. ÔÇ×Also fahren wir die Stelle einfach nochmals ab, sobald das Erfassungshindernis nicht mehr bestehtÔÇť, so Lohre weiter.
Daten von f├╝nf Sensoren kombinieren
Sind die Mapping-Fahrten abgeschlossen, generieren die Topcon-Experten aus den Rohdaten den digitalen Stadt-Zwilling. ÔÇ×Die Genauigkeit des Modells entsteht im B├╝roÔÇť, erl├Ąutert Lohre. Ingesamt werden die Daten von f├╝nf unterschiedlichen Sensoren zu einer einheitlichen Punktwolke verschnitten. Au├čer den satellitengest├╝tzten Navigationsdaten, den Lasermesspunkten und weiterer Fahrzeugdaten, wie das Neigeverhalten des fahrenden PKW, flie├čen auch Fotodaten in das Bad-Hersfeld-Modell ein, die das Mapping-System zugleich mit den anderen Daten erfasst hat. Insgesamt hat Topcon in der Hessentag-Stadt 200 Gigabyte an Rohdaten eingesammelt.
Zur digitalen Erfassung der Stiftsruine setzte Topcon den Octokopter Falcon 8+ ein. Foto: Topcon

Zur digitalen Erfassung der Stiftsruine setzte Topcon den Octokopter Falcon 8+ ein. Foto: Topcon

Die abschlie├čende Erstellung des Digitalen Zwillings ben├Âtigt ungef├Ąhr die vierfache Zeit, die das mobile Mapping beansprucht. ÔÇ×Das zentrale Hilftsmittel hierzu ist unsere Infrastruktur- und Bau-Software Magnet CollageÔÇť, so Projektleiter Lohre. Die Software-L├Âsung erm├Âglicht das Zusammenf├╝hren, Veranschaulichen und Analysieren von Punktwolkendaten ÔÇô selbst wenn die Daten aus unterschiedlichen Quellen stammen.

Das fertige 3D-Modell wurde dem B├╝rgermeister auf einer Festplatte ├╝bergeben. ÔÇ×Hierzu nutzen wir LAS- und LAZ-Dateien ÔÇô beides g├Ąngige Austauschformate f├╝r 3D-PunktwolkenÔÇť, erl├Ąutert Lohre. Die weitere Nutzung bew├Ąltigt Bad Hersfeld selbst. Lohre berichtet von einer weiteren Vorgabe, die sein Team in Bad Hersfeld zu beachten hatte. B├╝rgermeister Fehling hatte den Experten aufgetragen, dass das in Bad Hersfeld angewandte Verfahren auf andere Gemeinden und St├Ądte ├╝bertragbar sein m├╝sse. ÔÇ×Das war f├╝r uns kein ProblemÔÇť, so Lohre. Die Arbeitsabl├Ąufe und Erfassungsprozesse seien jederzeit in anderen St├Ądten wiederholbar.
Flugdrohne erfasst Festspielst├Ątte
Als die hessische Landesregierung von dem Vermessungsprojekt erfahren hatte, erhielt Topcon gleich einen zweiten Auftrag. Parallel hat das Vermessungsteam die Ruine der Bad Hersfelder Stiftskirche per Flugdrohne vermessen. Das rund 900 Jahre alte Gem├Ąuer im Besitz des Landes Hessen ist die weltweit gr├Â├čte romanische Kirchenruine und zugleich die imposante Kulisse der j├Ąhrlichen Bad Hersfelder Festspiele. Mit den von Topcon erfassten und verarbeiteten Modelldaten k├Ânnen ab sofort die B├╝hnenbilder f├╝r die 1.400 Quadratmeter gro├če Festspiel-Hauptb├╝hne, die sich in der Stiftsruine befindet, passgenau geplant werden, wie Lohre versichert.
Anhand des digitalen Zwillings hat Bad Hersfeld bereits erste Schritte hin zu einem erfolgreichen und geordnet ablaufenden Hessentag getan. Nun ist die exakte Zahl der verf├╝gbaren Parkpl├Ątze bekannt, als auch die Stellen, an denen im Innenstadtbereich Festst├Ąnde aufgestellt werden k├Ânnen, ohne einen Rettungsweg zu versperren oder ├╝berm├Ą├čig zu verengen. Auch die Eventlogistik l├Ąsst sich mit dem Digitalmodell leichter abwickeln. B├╝rgermeister Thomas Fehling freut sich: ÔÇ×Nun k├Ânnen die Mitarbeiter unserer Stadtverwaltung von ihrem Arbeitsplatz aus ermitteln, wie die Besucher von A nach B kommen und wie gro├č die B├╝hnenbauteile sein d├╝rfen, um sie problemlos an den jeweiligen Veranstaltungsort anliefern zu k├Ânnen.ÔÇť (sg)