Hohe Messgenauigkeit bei großen Flughöhen bis zu 3,6 Kilometern – das verspricht das RIEGL VQ-1560 II-System. Welche Mehrwerte die neue Lösung aus Österreich bieten kann, wurde bei der Stadtkartierung von Belgrad deutlich.
TOP GEO konnte mithilfe des VQ-1560 II von RIEGL eine ALS-Punktwolke mit 80 pts/m2 und Bilddaten mit einer Auflösung von fünf Zentimetern in nur einem einzigen Flug erfassen. Foto: TOP GEO d.o.o. Beograd
In der Luftbildvermessung gilt seit Jahren ein Grundsatz: Je höher ein Vermessungsflugzeug in den Himmel steigt, desto höher ist die Produktivität des Flugs und desto niedriger ist die Bodenauflösung. Andersherum bedeutet das, dass die Genauigkeit der Vermessung steigt, während die Produktivität sinkt, je tiefer das Flugzeug fliegt. Für den Vermesser hieß es also bereits vor Projektbeginn die Zielsetzung festzulegen und abzuwägen, ob ein großes Gebiet in kurzer Zeit mit nur mittlerer Genauigkeit beflogen werden sollte oder ob die Präzision im Vordergrund steht – und Abstriche bei der beflogenen Fläche in Kauf genommen werden sollten.
Dieser Grundsatz bedeutet insbesondere bei der Erstellung von 3D-Stadtmodellen bzw. Digitalen Zwillingen einen Konflikt: Um die digitalen Stadtabbilder modellieren zu können, braucht es eine hochgenaue Kartierung des gesamten Stadtgebiets. Gleichzeitig ist es in vielen Städten nicht gern gesehen, wenn Flugzeuge über das Stadtzentrum kreisen – allein schon aus Sicherheitsgründen.
RIEGL wird auch auf der Intergeo vertreten sein. Hier wird das Unternehmen seine verschiedenen Laserscanning-Lösungen sowie unterschiedliche Anwenderberichte präsentieren. Das Unternehmen wird in Halle 20 an Stand C.22 zu finden sein.
Nichtsdestotrotz bieten 3D-Stadtmodelle Bauherren, Bürgern und Stadtplanern umfangreiche Mehrwerte und belastbare Planungsmöglichkeiten, zumal Kommunen und Städte ihren Bürgern durch 3D-Modelle Open Data bereitstellen und auf diese Weise die Transparenz von Planungsprozessen erhöhen können. Weitere Vorteile von Stadtmodellen liegen darüber hinaus in der Entwicklung neuer Apps und Anwendungen auf Basis der frei verfügbaren Daten sowie in einer verbesserten Einsatzplanung von Rettungswesen, Feuerwehr und Polizei.
Diese Mehrwerte will auch die serbische Hauptstadt Belgrad für sich nutzen. Daher beauftragte die Stadtverwaltung das hier ansässige Unternehmen TOP GEO damit, das gesamte Stadtgebiet in hoher Auflösung zu vermessen. TOP GEO bietet bereits seit 2013 Dienstleistungen im Bereich der Geodatenerfassung und -vermessung an und arbeitet seit einem gemeinsamen Projekt im Jahr 2017 eng mit dem österreichischen Laserscanner-Hersteller RIEGL sowie BLACK LIGHT, einem RIEGL-Vertriebspartner für Serbien, zusammen.
Erst Schulung, dann Kartierung
Ziel des Stadtkartierungsprojekts in Belgrad war es, hochpräzise, dichte und informative Daten für die Erstellung von vektorisierten topographischen Karten zu sammeln, um darauf aufbauend aktuelle Raum- und Stadtpläne zu erstellen. Dafür mussten die Daten über eine Fläche von insgesamt 565 Quadratkilometer erfasst und anschließend ausgewertet sowie verarbeitet werden. „Die Ansprüche sowie das zu erfassende Gebiet beim Projekt in Belgrad waren also hoch“, berichtet Nebojša Mazalica, General Manager von TOP GEO.
Das RIEGL VQ-1560 II-Laserscanningsystem bietet eine Laserpuls-Wiederholungsrate von bis zu 4 MHz, was zu mehr als 2,66 Millionen Messungen pro Sekunde am Boden führt. Foto: TOP GEO d.o.o. Beograd
Doch wie kann das Gebiet produktiv beflogen werden, ohne die Bodenauflösung zu sehr zu vernachlässigen? Die Lösung dieses Konflikts fand TOP GEO beim österreichischen Partner RIEGL und dem Dual LiDAR Waveform Processing Airborne Scanning System (kurz: RIGEL VQ-1560 II). Das System verspricht eine hohe Produktivität bei gleichzeitiger Präzision am Boden – und eröffnet damit neue Möglichkeiten in der Luftbildvermessung. Um sich mit der Handhabung des neuen Systems vertraut zu machen, nahm das TOP GEO-Team in einem ersten Schritt im Herbst 2020 an einer Schulung am RIEGL-Hauptsitz im österreichischen Horn teil. Parallel dazu wurde das System in den RIEGL-Hallen gefertigt und Mitte Oktober 2020 nach Belgrad geliefert.
„Der RIEGL VQ-1560 II Scanner übertraf während des Projektverlaufs die Erwartungen. In nur einem einzigen Flug mussten wir eine ALS-Punktwolke mit mindestens 80 pts/m2 und Bilddaten mit einer Auflösung von 5 Zentimetern erfassen.“ Für diese Aufgabenstellung sei das RIEGL-System geeignet gewesen, da es mithilfe des vorwärts/rückwärts-gerichteten Scanwinkels und des geneigten Winkels der Scanlinien auch kleine Details im dichten Stadtgebiet erfassen könne. „Darüber hinaus konnten wir aufgrund der hohen Laserleistung des Systems in einer großen Höhe fliegen – und damit unter anderem Störungen des Linienflugverkehrs vermeiden.“
Mehr als 2,6 Millionen Messungen pro Sekunde
Der VQ-1560 II von RIEGL bietet nach Herstellerangaben eine Laserpuls-Wiederholungsrate von bis zu 4 MHz, was zu mehr als 2,66 Millionen Messungen pro Sekunde am Boden führt. „Die möglichen Einsatzflughöhen des VQ-1560 II betragen in Abhängigkeit des Lasertaktes sowie der wählbaren Laserleistung weniger als 450 Meter (1.500 Fuß) bis zu 3,6 Kilometern (12.100 Fuß), jeweils bei einer Zielreflektivität von mehr als 20 Prozent“, berichtet Peter Rieger, Airborne Laser Scanning Business Division Manager bei RIEGL. Gleichzeitig können die Laserpuls-Wiederholungsraten in Schritten von weniger als 12 kHz eingestellt werden. „Darüber hinaus ist in Kombination mit verschiedenen Laserleistungsmodi eine subtile Optimierung der Erfassungsparameter möglich, um spezifische Projektanforderungen zu erfüllen. Diese Eigenschaften machen den VQ-1560 II zu einem flexiblen Instrument für die Erfassung von Scandaten mit einer großen Bandbreite an erreichbaren Punktdichten bei gleichzeitig hoher Datenerfassungseffizienz für verschiedenste Anwendungen“, führt Rieger aus. Das System ist außerdem mit einer nahtlos integrierten, leistungsstarken IMU/GNSS-Einheit ausgestattet und bietet die Möglichkeit zur Integration von zwei Kameras.
Wie leistungsfähig das neue RIEGL-System beim Projekt in Belgrad tatsächlich war, wird mit Blick auf die ausgewerteten Ergebnisse deutlich: TOP GEO gelang es mithilfe des VQ-1560 II von RIEGL Datenlücken aufgrund von Abschattungen hoher Gebäude zu vermeiden, sodass unmittelbar nach dem Flug mit der Verarbeitung begonnen werden konnte – ohne dass zusätzliche mobile Kartierungen oder terrestrische Messungen erforderlich waren. Neben den topografischen Karten konnte TOP GEO außerdem digitale Geländemodelle aus ALS-Daten, ALS-Punktwolken sowie digitale Orthofotos mit 5 Zentimetern Auflösung an den Auftraggeber liefern.
„Wir sind von der Qualität der Daten beeindruckt“, resümiert Mazalica. „Die Unterschiede zwischen den Punktwolken und den Kontrollmessungen lagen alle unter dem Wert von 5 Zentimetern. Das ist ein Beweis dafür, dass man mit Qualitätsausrüstung und guter Projektplanung selbst die anspruchsvollsten Anforderungen und Projekte erfüllen kann.“ Claudiu Toma, Managing Sales Director bei BLACK LIGHT, ergänzt: „Ich bin zuversichtlich, dass die angebotenen luftgestützten und mobilen Kartierungslösungen von RIEGL in Kombination mit den intelligenten Workflows von TOP GEO neue Geschäftsmöglichkeiten eröffnen und gleichzeitig aktiv dazu beitragen werden, TOP GEO als Premium-Geodienstleister zu positionieren.“ (jr)