Projektübersicht

Ein Projekt zur Auswahl einer Eisenbahnstrecke in einem Berggebiet stand bei der Durchführung herkömmlicher topografischer Vermessungen vor erheblichen Herausforderungen.

Bei der traditionellen Vermessungsmethode benötigte ein Team von etwa 30 Arbeitern rund 4 Monate , um lediglich 60 Quadratkilometer zu vermessen.

Das komplexe, gebirgige Gelände schuf zudem potenzielle blinde Flecken bei der Vermessung, was es schwierig machte, umfassende topografische Informationen für die Planung von Eisenbahnstrecken zu erhalten.

Im Jahr 2024 wurden im Rahmen des Projekts senkrecht startende und landende (VTOL) Starrflügeldrohnen eingeführt, die mit LiDAR- und Schrägfotografiesystemen ausgestattet sind.

Die drohnenbasierte Vermessungslösung schloss eine Vermessung von rund 200 Quadratkilometern in nur 3 Tagen ab.

Die hochauflösenden topografischen Daten ermöglichten dem Planungsteam ein umfassenderes Verständnis des gebirgigen Geländes und unterstützten so eine effizientere Streckenführung und Planung der Eisenbahnstrecke.

Als Ergebnis reduzierte die optimierte Planung den erforderlichen Brücken- und Tunnelbau um etwa 20 % , wodurch rund 300 Millionen RMB an Projektinvestitionen eingespart wurden.

Der gesamte Projektzyklus wurde ebenfalls auf etwa 1/20 der herkömmlichen Vermessungszeit reduziert , was das Potenzial der drohnengestützten Vermessung für groß angelegte Gebirgsbauprojekte verdeutlicht.

Die Herausforderung

Komplexes Gebirgsgelände

Das Projekt zur Auswahl der Eisenbahnstrecke befand sich in einem gebirgigen Gebiet mit komplexem Terrain. Berge, Täler, Höhenunterschiede und andere geographische Gegebenheiten erschwerten und verlängerten die konventionelle Vermessung.

Großes Vermessungsgebiet

Für das Projekt wurden umfassende topografische Informationen über ein großes Gebiet benötigt. Mit herkömmlichen Vermessungsmethoden konnten jedoch in vier Monaten nur etwa 60 Quadratkilometer abgedeckt werden.

Großer Personalbedarf

Für die traditionelle Vermessung waren etwa 30 Arbeiter erforderlich , um Feldmessungen durchzuführen und Daten zu erfassen. Dies verursachte einen erheblichen Arbeits- und Koordinierungsaufwand.

Mögliche blinde Flecken bei der Vermessung

Komplexes Gelände kann den Zugang zu manchen Gebieten durch herkömmliche Vermessungsmethoden erschweren. Diese unzugänglichen Bereiche können Datenlücken oder tote Winkel erzeugen, die sich auf die nachfolgende Routenwahl und die Planung auswirken.

Langer Vermessungszyklus

Der traditionelle Vermessungsprozess benötigte etwa 4 Monate , was eine erhebliche Einschränkung für die Auswahl und den Entwurf des gesamten Eisenbahnstreckenplans darstellte.

Die Drohnenvermessungslösung

Zur Verbesserung der Effizienz der Vermessung und der Datenabdeckung wurden im Rahmen des Projekts im Jahr 2024 VTOL-Drohnen mit festen Tragflächen eingeführt.

Die Drohnen waren ausgestattet mit:

• LiDAR
• Schrägfotografiesysteme
• Hochpräzise Fähigkeiten zur Luftbildvermessung

Die Lösung ermöglichte es dem Projektteam, schnell große Mengen topografischer Daten im gesamten gebirgigen Gebiet der Routenauswahl zu erfassen.

Der Arbeitsablauf war wie folgt:

Luftbilddatenerfassung
↓
LiDAR 3D-Vermessung
↓
Schrägfotografie
↓
Topografische Modellierung
↓
Analyse von Eisenbahnstrecken
↓
Technische Optimierung

Im Vergleich zur herkömmlichen punktweisen Bodenvermessung ermöglichte der drohnenbasierte Ansatz eine breitere räumliche Abdeckung in deutlich kürzerer Zeit.

Wie Drohnenvermessung funktioniert

1. Planung des Untersuchungsgebiets

Das für die Bahnstreckenauswahl vorgesehene Gebiet ist gemäß den Projektanforderungen in festgelegte Vermessungszonen unterteilt. Die Flugrouten sind so geplant, dass eine umfassende Abdeckung des Zielgebiets gewährleistet ist.

2. VTOL-Drohnenflüge durchführen

Die VTOL-Drohnen mit festen Tragflächen werden direkt von geeigneten Standorten innerhalb oder in der Nähe des Untersuchungsgebiets eingesetzt. Die Fähigkeit zum senkrechten Starten und Landen bietet mehr Flexibilität beim Einsatz in gebirgigem Gelände.

3. LiDAR-Daten erfassen

LiDAR-Sensoren erfassen dreidimensionale Informationen über das Gelände. Dies trägt zur Erstellung detaillierter Höhen- und topografischer Daten für komplexe Gebirgsregionen bei.

4. Schrägaufnahmen machen

Schrägaufnahmen erfassen Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln und liefern so zusätzliche visuelle Informationen über Gelände, Hänge, Infrastruktur und andere geographische Merkmale.

5. Topografische Modelle erstellen

LiDAR- und Schrägluftbilddaten werden verarbeitet, um detaillierte digitale Darstellungen des vermessenen Gebiets zu erstellen. Diese Modelle bieten dem Planungsteam eine umfassendere Grundlage für die Analyse der Bahntrasse.

6. Unterstützung der Routenauswahl

Die topografischen Daten helfen Ingenieuren, verschiedene Trassenführungsoptionen zu bewerten und potenzielle technische Einschränkungen zu identifizieren.

7. Optimierung der Brücken- und Tunnelplanung

Mit einem umfassenderen Verständnis des Geländes kann das Planungsteam die Bahntrasse optimieren und unnötige Brücken- und Tunnelbauten reduzieren.

Schlüsseltechnologien

VTOL-Drohnen mit festen Tragflächen

Senkrechtstart- und -landefähige Starrflügeldrohnen bieten die nötige Flexibilität für Einsätze in Bergregionen, wo herkömmliche Start- und Landebahnen möglicherweise nicht zur Verfügung stehen.

LiDAR 3D-Vermessung

LiDAR erfasst schnell dreidimensionale Geländeinformationen und ist besonders nützlich für die Kartierung komplexer Gebirgslandschaften.

Schrägfotografie

Schrägaufnahmen liefern visuelle Informationen aus verschiedenen Blickwinkeln, die die LiDAR-Daten ergänzen und eine detailliertere Geländeinterpretation ermöglichen.

Großflächige Luftbildvermessung

Das Drohnensystem ermöglicht die Vermessung großer Gebiete innerhalb kurzer Zeit und erweitert damit die durch herkömmliche Feldvermessung erreichbare Abdeckung erheblich.

Digitale topografische Modellierung

Die gesammelten Luftbilddaten können zu digitalen Gelände- und topografischen Modellen für Ingenieuranalysen und Routenplanung verarbeitet werden.

Projektergebnisse

200 km² in 3 Tagen vermessen

Das drohnenbasierte Vermessungssystem führte in nur 3 Tagen eine Vermessung von rund 200 Quadratkilometern durch . Dies stellte im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren eine deutliche Erweiterung sowohl der Vermessungsfläche als auch der Vermessungsgeschwindigkeit dar.

20 % Reduzierung der Brücken- und Tunnelarbeiten

Die verbesserten topografischen Informationen unterstützten die Optimierung der Eisenbahnstrecken und trugen dazu bei, den Bedarf an Brücken- und Tunnelarbeiten um etwa 20 % zu reduzieren.

300 Millionen RMB an Investitionsersparnissen

Durch die Optimierung der Streckenführung und die Reduzierung unnötiger Bauarbeiten konnte das Projekt Investitionen in Höhe von rund 300 Millionen RMB einsparen.

Projektzyklus auf 1/20 verkürzt

Im Vergleich zum herkömmlichen Vermessungsverfahren konnte der gesamte Projektzyklus auf etwa 1/20 der vorherigen Zeit verkürzt werden.

Umfassendere topografische Abdeckung

Die Methode der Luftbildvermessung lieferte umfassende Daten über ein größeres Gebiet und trug dazu bei, potenzielle blinde Flecken bei der Vermessung im Zusammenhang mit schwierigem Gebirgsgelände zu reduzieren.