Zwei Neuheiten der CPA ReDev schließen zwei Lücken auf dem Gebiet der vermessungsgenauen Verarbeitung von 3D-Daten.
Die Firma CPA Redev GmbH aus Siegburg unter Leitung von Dr. Christoph Averdung ist bekannt für die innovativen Ansätze, die das Unternehmen seit nunmehr über 30 Jahren in die Geoinformatik-Branche einbringt. Schließlich steht Re für Research und Dev für Development, die DNA des Unternehmens ist also bereits im Firmennamen eingeschrieben. Nun hat das Unternehmen zwei interessante Innovationen auf den Markt gebracht, die gänzlich neu im Markt sind. Einmal einen Workflow, der per Drohnen aufgenommene Bilddaten automatisiert in 3D-Produkte zur weiteren Nutzung verarbeitet, und zum anderen einen Internetdienst, über den Architekten und Stadtplaner ihre digitalen 3D-Entwürfe in virtuelle 3D-Stadtmodelle (die von vielen deutschen Städten bereitgestellt werden) einfügen können.
Verdichtete Punktwolke mit Dach- und Geländeform aus Drohnenaufnahmen. Quelle: CPA ReDev GmbH
3D-Datenerfassung durch automatischen Drohnenflug
Erstere Innovation ist unter dem Namen E-OS am Markt eingeführt und stellt ein technologisches Gesamtkonzept dar, dessen Kernfähigkeit der vollautomatische Drohnenflug ist. Ein Server steuert den gesamten Flug der Drohne vollautomatisch, vom Start über das Abfliegen der Flugroute bis zur Landung und der vollautomatischen Ladung des Akkus. Neben der Drohne (oder auch mehreren Drohnen) beinhaltet dies auch die Lande- bzw. Ladeboxen, die ebenfalls vollständig durch den Server gesteuert werden.
E-OS entstand im Jahr 2022 und beinhaltete von Anfang an ein umfangreiches Softwarepaket. Die zentrale Steuerung erfolgt durch den E-OS Controller, der Flugrouten, die Kameraausrichtung, den Startzeitpunkt und viele weitere Parameter festlegt. Der automatische Drohnenflug kann in einem 3D-Modell des Einsatzgebietes simuliert werden. Ein integrierter KI-Baustein kann etwa dazu genutzt werden, im Drohnenbild automatisch Personen oder Fahrzeuge zu erkennen.
Oberfläche zur Ansteuerung der photogrammetrischen Auswertung. Quelle: CPA ReDev GmbH
Das System E-OS, das zunächst für automatische Patrouillenflüge im Rahmen des Objektschutzes ausgelegt ist, hat CPA nun für die photogrammetrische Erfassung von 3D- Gebäude- und 3D-Geländemodellen erweitert.
Für die photogrammetrische Auswertung der aufgenommenen Bilder greift E-OS auf die bewährte Open-Source-Software MicMac zurück. Diese Software wird von der französischen Vermessungs- und Forstbehörde IGN in Zusammenarbeit mit der Geomatik Fakultät ENSG der Gustave Eiffel Universität in Paris entwickelt und im eigenen Haus für alle photogrammetrischen Aufgaben vielfältig eingesetzt. „Die Offenheit dieser international weit verbreiteten und vielfach im Einsatz befindlichen Software zeigte sich bei der Integration in E-OS als großer Vorteil“, so Averdung.
E-OS kapselt die komplexe Funktionalität von MicMac in einem eigenen Softwaremodul. Dadurch entsteht eine einfache Schnittstelle zur Übernahme der Bilddaten von der Drohne einerseits und zur weiteren Verarbeitung und Integration der gewonnenen 3D-Daten in 3D-Stadtmodelle andererseits. „Auf diese Weise ermöglicht E-OS einen vollautomatischen Datenfluss von der Befliegung bis in die Geodatenbank“, so Averdung. Er sieht dabei alle möglichen Drohnenanwendungen als Einsatzgebiet, bei denen die 3D-Daten in weitere Systeme übernommen werden sollen.
Architekturmodelle im 3D-Stadtmodell präsentieren
Die zweite Innovation hat eine andere Zielgruppe: Architekten oder Stadtplaner, die ihre Entwürfe mit einfachen Mitteln innerhalb von 3D-Stadtmodellen im Internet lagegenau einbinden und so zeigen wollen, wie sie später einmal in der realen Umgebung aussehen werden. CPA bietet diese Möglichkeit seit kurzem unter www.3d-digital-twin.com an. Die Internetplattform schließt so die Lücke zwischen dem Mainstream der CAD- und Architekturprogramme einerseits und andererseits denjenigen 3D-Anwendungen, die häufig geodätischen Sachverstand benötigen und demnach für Architekten eine meist unüberwindliche Hürde darstellen.
Innerhalb des Portals sind Modelle von zahlreichen Städten enthalten, die CPA aus frei verfügbaren Geodaten aufgebaut hat und deren Anzahl kontinuierlich erweitert wird. Den inhaltlichen Kern bilden Gebäude im Level of Detail 2 (LoD 2) und ein digitales
Geländemodell mit aufgeprägten Luftbilddaten.
Den Zugang schafft der webbasierte 3Gonium-WebViewer der CPA. So können sich Anwender frei in der virtuellen Stadt bewegen und gezielt die Position für das Einbetten seines Entwurfs ansteuern. Dieser wird in dem offenen Dateiformat Format WaveFront (OBJ) eingelesen. Ein im Portal integriertes Tool wandelt diese in das Format Graphic Language Transmission Format (glTF) um. Die korrekte Positionierung der Entwürfe im Raum erfolgt einfach per Drag & Drop der gezippten glTF-Daten. Lage, Ausrichtung und Höhe lassen sich feinjustieren. Die unterschiedlichen Zeicheneinheiten der Quellprogramme werden mithilfe einer Skalierung korrigiert.
3D-Entwürfe können lagegenau in die 3D-Internetplattform www.3d-digital-twin.com eingefügt werden. Quelle: CPA ReDev GmbH
Eine tagesaktuelle Beleuchtung stellt die gewünschte Prägnanz für die neue 3D-Szene her. Es können Sichtachsen frei definiert werden, die in Kombination mit einer Beleuchtungsquelle freie Räume identifizieren und Hindernisse entlang der Blickrichtung zeigen. Abstände und Koordinaten lassen sich punktgenau vermessen und 3D-Perspektiven als PDF-Dokumente ableiten. „Dies ist unabdingbar für die interne Diskussion der 3D-Entwürfe oder deren Präsentation vor städtebaulichen Ausschüssen“, so Averdung.
Das Portal hat kein Gedächtnis – alle Maßnahmen zum Einbetten des Architekturentwurfes werden nur temporär gespeichert. Der städtebauliche Entwurf und sein 3D-Umfeld kann georeferenziert im Datenformat WaveFront (OBJ) exportiert und bei anderer Gelegenheit erneut und an derselben Stelle wieder in das virtuelle 3D-Stadtmodell eingefügt werden. Und ebenso einfach in ein Architekturprogramm übernommen oder an Dritte versendet werden. www.3D-Digital-Twin.com