Mit dem Bagger und dem Smartphone vermessen
Das norwegische Unternehmen Isachsen nutzt neben Drohnen auch Smartphones für die Baustellendokumentation. Die Daten der auf den Maschinen installierten Geräte werden von der Vermessungslösung von Pix4D täglich zu 3D-Modellen verarbeitet.
Das norwegische Bauunternehmen Isachsen ist auf den Bau von Straßen, Tunneln und Eisenbahnen spezialisiert und verfolgt seit Jahren einen Hightech-Ansatz, um seine Marktstellung auszubauen. So setzte das Unternehmen bei der Lösung eines Vermessungsproblems gleich auf den Einsatz mehrerer Technologien, die derzeit in der Bauwirtschaft noch nicht allzu verbreitet sind.
Eine Herausforderung für das Unternehmens, das bis zu 100 Baustellen parallel betreibt, war, dass die Vermessungsarbeiten während des Projektes immer wieder zu Verzögerungen führten. Für die Dokumentation des Baufortschritts und die Qualitätsprüfung übernahm ein spezielles Vermessungsteam die Aufgabe, die notwendigen Informationen zu sammeln. Die Erfassung des Ist-Zustandes und die Dokumentation des Baufortschritts sind schließlich wichtig für die Einhaltung von Projektplan und -budget. Ebenso werden diese Daten für die Abrechnungsprozesse mit dem Auftraggeber herangezogen.
Bis vor kurzem musste das Team immer selbst von Projekt zu Projekt fahren, um den Baufortschritt sowie die Übereinstimmung mit den Plandaten, insbesondere bei Aushub- und Erdarbeiten, vor Ort zu prüfen. Ein aufwendiges Unterfangen, das den Prüfungsprozess oft unnötig in die Länge zog, da alle Arbeiten auf der Baustelle von diesem Vermessungsprozess abhängig sind. „Uns war klar, dass wir einen besseren Prozess für die Erfassung und Visualisierung der As-Built-Daten benötigten, um so den vermessungsbedingten Stress zu vermeiden und effizienter zu arbeiten“, berichtet Trygve Almquist, Vermessungsingenieur bei Isachsen.
Photogrammetrie auf der Baustelle
Die Lösung fand Isachsen schließlich vor etwa sechs Monaten bei dem Hersteller Pix4D. Mit dessen Technologie auf Grundlage der Photogrammetrie- Software schaffte es das Unternehmen, die Dokumentationsdaten auch ohne Vor-Ort-Arbeiten von Vermessern durchzuführen. Stattdessen nutzt das Unternehmen nun Smartphones für die Vermessung – und realisiert damit einen Prozess, der die Vermessungsarbeiten nach Angaben von Isachsen gleichermassen unkompliziert, schnell und auch genau macht.
Das Smartphone steht dabei im Mittelpunkt des neuen Prozesses. Um dies nutzen zu können, müssen die Bauarbeiter aber zunächst eine klassische Vermessungsaufgabe übernehmen, nämlich die Vermessung eines Festpunktnetzes. Sind Arbeitsschritte wie etwa Erd- und Aushubarbeiten beendet, markieren die Bauarbeiter dazu bestimmte Punkte rund um den Aushub mit roter Farbe. Dies ist die Grundlage, um Festpunkte einzumessen (GCP – ground control points). Sie fungieren gewissermaßen als Targets für die Registrierung der Bilder. Um die dafür notwendige Genauigkeit zu erzielen, wird das an den Baumaschinen (vor allem Bagger) integrierte GPS genutzt: Durch Positionierung der Schaufelspitze an der Markierung wird eine hochpräzise Koordinate gewonnen. Da alle Maschinen vernetzt sind, werden diese Passpunkte unmittelbar an die Vermessungszentrale geliefert. Daraufhin „filmt“ der Mitarbeiter die betroffenen Gebiete per Smartphone. Die Videodaten werden dann via Cloud unmittelbar an die Zentrale gesendet und dort mit der Pix4D-Software verarbeitet. Unter Nutzung der markierten GCPs wird dort eine georeferenzierte 3D-Punktwolke (LAS-Datei) erzeugt, wie sie auch beim LiDAR-Verfahren entsteht. Diese wird dann an den Baustellenleiter übermittelt, bei dem geprüft werden kann, ob die Tätigkeiten auch plangemäß ausgeführt wurden.
Die Zeit für die Verarbeitung der Video-Daten ist dabei sehr kurz: Zunächst ist der Versand der Daten via Mobilfunk sehr schnell. „Der Techniker braucht etwa zwei Minuten, um den Standort aufzuzeichnen und weitere vier Minuten, um die Kontrollpunkte mit dem GPS des Baggers einzumessen. Die Bearbeitung im Büro dauert noch einmal 12 bis 15 Minuten – deutlich weniger Zeit, als der Vermesser brauchen würde, um zur Baustelle zu fahren“, erklärt Almquist. „Ein weiterer Vorteil ist, dass die Bautrupps, sobald das Video fertig ist, einfach mit ihrer Arbeit fortfahren können und nicht mehr auf den Vermesser warten müssen“, so Almquist weiter. Der Video-Vorgang funktioniert dabei nach Angaben von Isachsen bei jedem Wetter und sogar nachts in künstlichem Licht der Baggerscheinwerfer.
„Wir können auf diese Weise sogar Objekte entdecken, die zuvor übersehen oder vergessen wurden und dementsprechend nicht als abgeschlossene Arbeiten in Rechnung gestellt wurden“, so der Vermesser weiter.
Weitere Investition in Drohnen
Seit der erfolgreichen Implementation des Prozesses hat Isachsen weiter in die Photogrammetrie- basierte Vermessung investiert. Das Unternehmen hat dafür die Software Pix4Dbim angeschafft und die Standardprozesse vor allem bei der Bestandsaufnahme vor den Bauarbeiten integriert. Dazu setzt das Unternehmen auf UAV-Technologie.
Zunächst befliegt das Unternehmen mit einer der firmeneigenen DJI-Phantom4- Drohnen den entsprechenden Bauabschnitt. Die Daten, die mittels Drohne gesammelt wurden, werden dann georeferenziert. Die Nachbearbeitung findet in der Pix4Dbim-Software statt, wo die Daten zu einem dreidimensionalen topographischen Modell zusammengesetzt werden. Über die Cloud wird dieser 3D-Plan des Ursprungsgeländes an die GPS-gestützte Baggersteuerung gesendet, innerhalb der dann ein Ablaufprogramm für die nächsten Arbeitsschritte generiert wird. Danach greifen die Maschinenführer wiederum auf die Smartphone-Lösung zurück, um den Arbeitsfortschritt zu dokumentieren. Mittlerweile hat Isachsen 25 DJI-Drohnen im Einsatz, um die 3D-Plandaten möglichst zeitnah im Projekt erfassen zu können.
Solche Drohnen- und Smartphone- basierten Vermessungsprozesse sind laut Isachsen besonders für die Kunden-Kommunikation von Vorteil, denn sie ermöglichen es dem Projektteam, den Kunden mit sehr genauen Projektfortschrittsaktualisierungen auf dem Laufenden halten. Zudem helfen die Informationen dabei, etwaige Konflikte bereits im Vorfeld zu vermeiden. Sollte es doch zu einer Reklamation kommen, lassen sich die Bauprozesse im Nachhinein für alle Beteiligten auf der Pix4Dbim-Cloud-Plattform tagesgenau nachvollziehen. „Jede Aufgabe ist dokumentiert und leicht nachvollziehbar“, erklärt Almquist. „Wir verwenden die Smartphone-basierte Baustellenvermessung seit etwa sechs Monaten und sehen bereits die Vorteile der Lösung: Wir haben eine bessere Kontrolle, mehr Produktivität und weniger Streitigkeiten – wodurch wir nicht nur Zeit, sondern auch Kosten sparen.“