Projektübersicht

Bei einem Projekt zur Auswahl einer Bergstraßenroute stieß man mit herkömmlichen topografischen Vermessungsmethoden auf erhebliche Schwierigkeiten.

Das Projektgebiet umfasste steile Hänge, Schluchten und anderes schwieriges Gelände , was einige Standorte für herkömmliche Bodenvermessungen schwierig oder unsicher machte.

Bei der traditionellen Vermessungsmethode benötigte ein Team von etwa 20 Arbeitern rund 3 Monate , um Geländedaten auf einer Fläche von nur 50 Quadratkilometern zu erfassen.

Das unwegsame Gelände schuf zudem potenzielle blinde Flecken bei der Vermessung, insbesondere an steilen Hängen, in tiefen Tälern und in Schluchtengebieten.

Zur Verbesserung der Effizienz der Vermessung und der Datenabdeckung führte das Projektteam im Jahr 2024 ein Multikopter-UAV-Vermessungssystem ein.

Ausgestattet mit LiDAR- und Schrägfotografie-Ausrüstung , etablierte das UAV-System einen neuen Arbeitsablauf für die Luftbildvermessung , der es ermöglicht, topografische Daten aus der Luft über schwer zugängliches Gelände zu erfassen.

Die Lösung bot dem Projektteam einen flexibleren und effizienteren Ansatz zur Erfassung von Geländedaten für die Auswahl von Autobahnrouten.

Die Herausforderung

Komplexes Gebirgsgelände

Das Gebiet, in dem die Autobahntrasse ausgewählt werden soll, liegt in gebirgigem Gelände mit erheblichen Höhenunterschieden und komplexen geographischen Merkmalen. Steile Hänge, Schluchten und Täler stellten eine Herausforderung für die konventionelle Feldvermessung dar.

Schwer zugängliche Bereiche

Manche Geländemerkmale sind für Vermessungsteams schwer oder unsicher zugänglich. Dies schränkt die Möglichkeiten der Bodenteams ein, umfassende Daten von jedem erforderlichen Standort zu erfassen.

Begrenzte Erhebungsabdeckung

Für die Datenerhebung auf einer Fläche von nur 50 Quadratkilometern benötigte ein Team von 20 Arbeitern bei herkömmlichen Vermessungsmethoden etwa 3 Monate . Großflächige Vermessungen erforderten daher einen erheblichen Zeit- und Personalaufwand.

Mögliche blinde Flecken bei der Vermessung

Steile Hänge und Schluchten können Lücken in herkömmlichen bodengestützten Messungen verursachen. Fehlende oder unvollständige Geländedaten können die nachfolgende Analyse der Straßenführung und die technische Planung beeinträchtigen.

Hohe Arbeitsbelastung im Außendienst

Vermessungsteams müssen wiederholt durch gebirgiges Gelände reisen, um Messdaten zu erheben. Dies erhöht sowohl den Arbeitsaufwand als auch die operative Schwierigkeit des Vermessungsprozesses.

Die UAV-Vermessungslösung

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, führte das Projektteam im Jahr 2024 ein Multikopter-UAV-Vermessungssystem ein.

Die Drohne war ausgestattet mit:

• LiDAR
• Schrägfotografie-Ausrüstung
• Fähigkeiten zur Luftbildvermessung

Das System führte einen Arbeitsablauf für die „Luftbildvermessung“ ein , der einen wesentlichen Teil der Geländedatenerfassung vom Boden in die Luft verlagerte.

Der neue Arbeitsablauf sieht wie folgt aus:

UAV-Flugplanung
↓
Luftbilddatenerfassung
↓
LiDAR-3D-Scanning
↓
Schrägfotografie
↓
Digitale Geländemodellierung
↓
Analyse von Autobahnrouten

Dieser Ansatz ermöglicht es Ingenieuren, sich einen umfassenderen Überblick über gebirgiges Gelände zu verschaffen und gleichzeitig die Abhängigkeit von schwierigem Zugang zum Gelände zu verringern.

Wie die UAV-Vermessung funktioniert

1. Flugmission planen

Das Untersuchungsgebiet ist entsprechend den Anforderungen an die Straßenführung in festgelegte Zonen unterteilt. Die Flugrouten sind so geplant, dass das Zielgebiet systematisch abgedeckt wird.

2. Durchführung von Multikopter-UAV-Flügen

Die Multikopter-Drohne wird eingesetzt, um Luftbilddaten über dem gebirgigen Untersuchungsgebiet zu sammeln.

Durch seine Fähigkeit, flexibel in relativ niedrigen Höhenlagen zu operieren, eignet es sich für detaillierte Vermessungen in komplexem Gelände.

3. LiDAR-Daten erfassen

Das LiDAR-System erfasst dreidimensionale Informationen über das Gelände. Dies trägt dazu bei, detaillierte Höhen- und topografische Informationen für Steilhänge, Täler und andere komplexe Gebiete zu generieren.

4. Schrägaufnahmen aufnehmen

Schrägaufnahmen liefern Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln und ergänzen so die LiDAR-Daten durch visuelle Informationen. Dies kann Ingenieuren helfen, Geländemerkmale und die Umgebungsbedingungen besser zu verstehen.

5. Digitale Geländedaten generieren

Die erfassten LiDAR- und Bilddaten werden verarbeitet, um digitale Darstellungen des vermessenen Geländes zu erzeugen. Diese Datensätze bieten eine detailliertere Grundlage für die ingenieurtechnische Analyse.

6. Unterstützung bei der Auswahl von Autobahnrouten

Ingenieure können die digitalen Geländedaten nutzen, um mögliche Autobahntrassen zu vergleichen und die geländebedingten Baubedingungen zu bewerten.

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Schlüsseltechnologien

Mehrrotor-UAV

Multirotor-Drohnen bieten flexible Flugmöglichkeiten und können effektiv in gebirgigen Umgebungen eingesetzt werden, wo der Zugang für herkömmliche Vermessungsteams eingeschränkt sein kann.

LiDAR 3D-Kartierung

LiDAR erfasst schnell dreidimensionale Geländeinformationen und eignet sich daher besonders gut zur Kartierung steiler Hänge, Täler und anderer komplexer Geländeformen.

Schrägfotografie

Schrägaufnahmen liefern visuelle Informationen aus verschiedenen Blickwinkeln, die die LiDAR-Daten ergänzen und zur Verbesserung der Geländeinterpretation beitragen.

Digitale Geländemodellierung

Die gesammelten Luftbilddaten können zu digitalen Geländemodellen verarbeitet werden, die den Ingenieuren eine umfassendere Darstellung des Untersuchungsgebiets ermöglichen.

Luftvermessung

Die Verlagerung der Datenerfassung in die Luft ermöglicht die Erkundung von schwierigem Gelände, ohne dass Personal jeden Standort physisch erreichen muss.

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Projektergebnisse

50 km² Untersuchungsgebiet

Im Rahmen des Projekts wurden UAV-Vermessungen eingesetzt, um Geländedaten im gesamten Gebiet der Autobahnroutenauswahl zu erfassen und so einen großen Teil des herkömmlichen bodengestützten Vermessungsablaufs zu ersetzen.

Verringerte Abhängigkeit vom Bodenzugang

Durch die Vermessung aus der Luft verringerte sich die Notwendigkeit, dass Vermessungspersonal physisch steile Hänge, Schluchten und anderes schwieriges Gelände betreten musste.

Verbesserte Geländedatenabdeckung

LiDAR und Schrägfotografie lieferten komplementäre dreidimensionale und visuelle Informationen und halfen so, potenzielle Datenlücken in komplexem Gelände zu schließen.

Effizientere Routenauswahlunterstützung

Digitale Geländedaten boten den Ingenieuren eine breitere Grundlage für die Bewertung von Trassenführungsoptionen und das Verständnis der Geländebeschaffenheit.

Reduzierter Arbeitsaufwand bei Feldvermessungen

Durch die Verlagerung der Geländedatenerfassung auf unbemannte Luftfahrzeuge konnte die Abhängigkeit von großen Feldteams für jeden Vermessungsort verringert werden.