Die Rolle der mobilen Kartierung in Infrastruktur und Bauwesen

In diesem Blog, wir werden eine Einführung in die mobile Kartierung in Infrastruktur und Bauwesen ermöglicht eine schnellere und effizientere Projektabwicklung. Wir werden die Funktionsweise der mobilen Kartierung und ihre Rolle im Bauwesen, die Vorteile und Herausforderungen, sowie einige praktische Anwendungen und Fallstudien.

Warum die mobile Kartierung an Fahrt gewinnt: Die Umstellung auf eine digitale Infrastruktur

Das Aufkommen des Mobile Mapping ist auf ein Zusammenwirken mehrerer Faktoren zurückzuführen. Ein wichtiger Faktor ist, dass die Kunden höhere Standards und eine schnellere Lieferung als je zuvor erwarten. Glücklicherweise wird die Mapping-Hardware immer ausgereifter und preiswerter, während die Software immer schneller und fortschrittlicher wird, so dass die Bau- und Infrastrukturunternehmen diese Kundenanforderungen erfüllen können.  

Das Ergebnis ist, dass die Bau- und Infrastrukturbranche zunehmend und in einigen Fällen überwiegend ein digitaler Sektor wird. Ingenieure nutzen Vermessungen, IoT-Sensoren und Building Information Modelling (BIM) für Planung, Sicherheitsüberwachung, Leistungssimulation und Projektoptimierung. Sie erstellen in Echtzeit digitale Zwillinge von physischen Strukturen. Nach dem Bau verwenden sie Sensoren, um alles zu überwachen, von Glühbirnen und Temperatur bis hin zu Luftqualität und Parkverhalten, um vorausschauende Wartungspläne zu ermöglichen.

Was ist Mobile Mapping? 

Wenn Sie neu im Bereich Mobile Mapping sind, lesen Sie unseren Leitfaden für Einsteiger. Iim Wesentlichen, mobil Kartierungssysteme im Bauwesen Mähdrescher einen Vermessungsdatensatz wie eine LiDAR-Punktwolke mit Geodaten, die von einer beweglichen Plattform aus erfasst wurden. Die resultierenden Datensätze können dann verwendet werden für Messungen, und in CAD- und BIM-Arbeitsabläufe einfließen.

Kerntechnologien (LiDAR, Kameras, GNSS, IMU, INS) 

Das Herzstück des mobilen Kartierungssystems sind die Sensoren, mit denen die verschiedenen Arten der benötigten Daten erfasst werden. Dabei handelt es sich in der Regel um das Lokalisierungs- oder Ortungsgerät und eine Reihe von Wahrnehmungssensoren. Mobile Mapping-Fahrzeuge enthalten in der Regel: 

• Kamera, LiDAR, Radar zur Durchführung der Vermessung 

LiDAR (Light Detection and Ranging) erfreut sich zunehmender Beliebtheit für die mobile Kartierung von Infrastrukturen und Gebäuden. Dabei werden Lichtstrahlen verwendet, um die Entfernung zwischen dem Sensor und Objekten auf dem Gelände oder im Gebäude zu messen. Der Sensor erzeugt Millionen von Datenpunkten, die, wenn sie mit Positions-, Orientierungs- und Zeitdaten aus einer Lokalisierungslösung georeferenziert werden, eine “Punktwolke” bilden, die für unglaublich präzise Messungen verwendet werden kann.

• GNSS/INS zur Lokalisierung

Ein GNSS/INS kombiniert Positionsdaten von globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS) mit Daten von einer Trägheitsmesseinheit (IMU), um Position, Kurs und Ausrichtung zu schätzen.  

Erfahren Sie mehr: Was ist ein Trägheitsnavigationssystem?

GNSS/INS ist eine der gebräuchlichsten Technologien für die Lokalisierung, aber auch visuelles SLAM, LiDAR SLAM und Rad-Odometrie sind weit verbreitet, insbesondere bei der Kartierung von Innenräumen und mobilen Robotern. 

Neue Technologien: Multi-Sensor-Fusionsplattform für nahtlose Positionsgenauigkeit

Wenn Ihr GNSS-Signal abfällt - z. B. wenn Sie sich in geschlossenen Räumen oder in Tunneln bewegen - müssen Sie fehlende oder ungenaue Daten kompensieren. Wegweiser, eine Echtzeit-Sensorfusionsplattform von OXTS, liefert genaue Positionsdaten in jeder Umgebung - auch beim Wechsel zwischen Innen- und Außenbereichen - durch nahtloses Umschalten zwischen Lokalisierungsmethoden.

Die Multisensorfusion ist wohl der spannendste Entwicklungsbereich in der mobilen Kartierung, da sie Vermessungsingenieuren ermöglicht, genauere Daten aus einem breiteren Spektrum von Umgebungen zu erhalten, was den Wert der Vermessungsdaten für Bau- und Infrastrukturunternehmen erheblich steigert.

Plattformen: Fahrzeuge, UAVs, Roboter, Rucksäcke

Es gibt mehrere Methoden, um mobile Kartierungssysteme mitzuführen. Einige der gängigsten sind: 

• Fahrzeuge: Transporter oder Autos, die mit Kameras und LiDAR-Sensoren beladen sind und ein großes Gebiet abdecken können.

• UAVs: Ideal für Luftaufnahmen von Gebieten, die zu groß oder für Fahrzeuge unzugänglich sind.

• Roboter: Wird oft verwendet, wenn der Raum zu eng zum Fahren oder Fliegen oder zu gefährlich für Menschen ist.

• Rucksäcke: Nützlich für Fußgängerzonen oder Innenbereiche.

Die wichtigsten Vorteile der mobilen Kartierung für Infrastruktur und Bauwesen 

Im Vergleich zur herkömmlichen statischen Vermessung kann ein Ingenieur mehr Daten schneller und zu geringeren Kosten erfassen. Die wichtigsten Vorteile sind:

Richer datasets for BIM and digital twins

LiDAR-Vermessungen liefern Millionen oder sogar Milliarden von Datenpunkten, die es Ihnen als Infrastruktur- und Bauprofi ermöglichen, umfangreiche, detaillierte und hochgenaue Modelle zu erstellen. 

2. Schnellere Datenerfassung über große Flächen

Eine von der Royal Institution of Chartered Surveyors (RICS) im Jahr 2020 veröffentlichte Studie ergab, dass die mobile Kartierung 2 bis 3 Mal schneller als bei der traditionellen Vermessung. Das kann Projekte erheblich beschleunigen und die Kunden zufrieden stellen. 

3. Weniger Baustellenbesuche und weniger Fehler

Schnellere Vermessungen bedeuten weniger Zeit vor Ort und damit geringere Vermessungskosten. Vor allem bei LiDAR-Vermessungen müssen Sie keine Messungen vor Ort durchführen, sondern können Messungen anhand der Daten vornehmen. So sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass Sie einen Standort erneut aufsuchen müssen, weil Sie eine Messung verpasst haben.  

4. Reduzierte Kosten und Arbeitsaufwand

Mobile Mapping nimmt nicht nur weniger Zeit in Anspruch, sondern erfordert auch weniger Personal als eine typische herkömmliche Erhebung. Im Gegensatz dazu kann eine typische Mobile Mapping-Erhebung aufgrund der weniger mühsamen Einrichtungsanforderungen oft von ein oder zwei Personen durchgeführt werden. 

5. Verbesserte Sicherheit 

Weniger Menschen auf der Baustelle, für weniger Zeit, bedeutet weniger überfüllte Baustellen und minimiert die Belastung auf der Straße, was das Verletzungsrisiko verringert.

Realitätsnahe Anwendungen, die die Branche verändern 

Vielleicht haben Sie die mobile Mapping-Technologie bereits in Aktion erlebt und gesehen, wie sehr sie das Spiel verändert. Werfen wir einen Blick auf einige der häufigsten Anwendungen in der Praxis: 

1. Straßen- und Autobahnkartierung

Sie können eine Straße kartieren, indem Sie sie einfach abfahren. Das ist viel schneller als trzusätzliche Erhebungen, verbessert die vorausschauende Wartung erheblich und liefert wertvolle Daten für Navigationsanwendungen. Es ist auch viel sicherer für die Arbeitskräfte, da Es gibt kein Grund, am Straßenrand zu stehen.

Zum Beispiel mit der von OXTS bereitgestellten Technologie, Panpro-Team hat auf diese Weise mehr als 200 km Straßen in Europa vermessen.

2. Eisenbahnkorridor-Bewertung

Eisenbahnkorridore sind eine Herausforderung fürveyors, mit Baumkronen und Tunneln, die GNSS-Signale und Luftaufnahmen blockieren. Sie stellen auch ein erhebliches Sicherheitsrisiko für die Vermesser dar, die in der Nähe der Gleise arbeiten. BuMit der Sensorfusion, die Trägheitsdaten mit SLAM und anderen Hilfsmitteln kombiniert, können Sie all diese Umgebungen abbilden - selbst dort, wo das GNSS-Signal normalerweise blockiert wäre. - ohne dass jemand die Gleise entlanglaufen muss. Wir haben Es gibt sogar Pilotprojekte, bei denen Vermessungsnutzlasten an den Zügen selbst angebracht werden, um eine kontinuierliche Kartierung der Schienennetze zu ermöglichen.

3. Brücken- und Tunnelinspektion

Brücken und Tunnel sind nicht nur schwierig zu vermessen, sondern oft auch gefährlich. Der Einsatz von Drohnen mit einem mobilen Kartierungssystem kann für die Arbeiter viel sicherer und auch schneller sein. Das Verkehrsministerium von Michigan stellte fest, dass UAV-Inspektionen mit einer Drohne nur ein Viertel der Zeit im Vergleich zu herkömmlichen Methoden.

4. Dienstprogramm- und Vermögensverwaltung

Der Einsatz von hochpräzisen GNSS- und LiDAR-Systemen zur Erstellung genauer 3D-Karten von Versorgungsinfrastrukturen, wie z. B. Glasfaserkabeln oder Kraftwerken, kann die Installation, Wartung und Reparatur effizienter und kostengünstiger gestalten, ganz zu schweigen von der höheren Sicherheit, da weniger Personal benötigt wird, das sich in verkehrsreiche oder gefährliche Umgebungen begibt.

5. Fortschrittsverfolgung des Baus

In jeder Phase des Bauprozesses können Sie sich mit Mobile Mapping schneller und einfacher ein genaues Bild von Ihrem Fortschritt machen:

• In der Vorentwurfsphase erleichtert die mobile Kartierung die Durchführung von Durchführbarkeitsstudien, indem sie die vorhandene Geologie, die Freiräume und die Korridoreinschränkungen in einem einzigen Datensatz erfasst und so realitätsnahe Daten liefert, bevor die Entwurfsannahmen festgelegt werden.

• Für die Planung und Konstruktion liefert Mobile Mapping detaillierte, georeferenzierte 3D-Daten, die Ihnen helfen, Probleme zu erkennen und sich weniger auf Annahmen zu verlassen.

• Während der Bauphase ermöglicht das mobile Mapping regelmäßige Scans zur Überwachung und Überprüfung, um eventuelle Abweichungen von der Planung aufzuzeigen.

• Nach der Fertigstellung erfasst die mobile Kartierung den fertigen Zustand der Baustelle für genaue Bestandsaufzeichnungen, die Einhaltung von Vorschriften, Übergabedokumente und sogar die Erstellung eines digitalen Zwillings für die laufende Gebäudeverwaltung. A digitaler Zwilling der Kathedrale Notre Dame war für den Wiederaufbau von entscheidender Bedeutung und lieferte einen genauen Plan für die Wiederherstellung.

Fallbeispiele: Erfolgreiches Mobile Mapping bei Infrastrukturprojekten 

OXTS ist stolz darauf, an mehreren erfolgreichen Mobile-Mapping-Projekten in der Bau- und Infrastrukturbranche beteiligt gewesen zu sein. 

Ein Beispiel ist BeeXact. BeeXact ist der weltweit führende Dienstleister für 360-Grad-Geodaten, Engineering, Asset Management und Glasfasernetzplanung. Als BeeXact den Auftrag erhielt, mit Hilfe von LiDAR Positions- und Identifizierungsdaten für die italienische Glasfaserinfrastruktur zu erfassen, musste das Unternehmen das gesamte italienische Straßennetz vermessen - eine Aufgabe, die mit herkömmlichen Methoden nahezu unmöglich ist.  

Stattdessen wurde LiDAR in Kombination mit einer mit OXTS entwickelten Datenverarbeitungspipeline verwendet, die NAVsolve CMD zur Automatisierung der Anwendung landesweiter GNSS-Korrekturen des Smartnet RINEX-Dienstes von Leica Geosystems nutzt. Auf diese Weise wurde eine umfangreiche und konsistente Datenbasis geschaffen, die als Vorlage für ähnliche Projekte in anderen Ländern verwendet wird.

Lesen Sie die ganze Geschichte: BeeXact 

Für die komplexesten Websites ist diese Technologie unverzichtbar. Wenn Dronezone SRL Um eine alte Eisenbahnbrücke zu kartieren, wurde ein Velodyne VLP-16 LiDAR-Sensor in Kombination mit einer DZX8 Heavy Drone und dem xNAV650 von OXTS zur Lokalisierung eingesetzt. SWaP-Anforderungen während verbleibende genau genug, um eine 3D-Punktwolke zu erzeugen. Entscheidend ist, dass sie auch OXTS verwendeten Georeferenzierung, mit Kalibrierung des Zielfernrohrs, geeignet für Kalibrierung der Koordinatensysteme von dem xNAV650 und dem Velodyne VLP-16-Sensor, wodurch Unschärfe oder Doppeltsehen von das Endergebnis.

Lesen Sie die ganze Geschichte: Dronezone SRL

Es werden laufend neue Anwendungen entwickelt. Wenn Panpro-Team einen neuen Geschäftszweig zu entwickeln, der den Verkehrsbehörden Daten über die Sichtweite der Autofahrer vor und hinter ihnen liefert auf notorisch gefährlichen Streckenabschnitten des Straßennetzes. Um dies zu tun, Ingenieure kombinierten ein OXTS xNAV650 GNSS/INS für die Georeferenzierung, ein Ouster OS2 LiDAR und das OXTS Georeferenzierung Anwendungsbereichn. Mit dem OXTS-Kalibrierungswerkzeug für das Zielfernrohr wurden Unschärfen und Doppelbilder erheblich reduziert und folgende Ergebnisse erzielt genau Ergebnisse, die geholfen haben Panpro erwerben Kunden in zwei EU-Ländern.

Lesen Sie die ganze Geschichte: Panpro-Team 

Herausforderungen und Überlegungen beim Einsatz von Mobile Mapping 

Die Vorteile der mobilen Kartierung sind real, aber das bedeutet nicht, dass es keine Herausforderungen bei ihrer Nutzung gibt. In Umgebungen, in denen kein GNSS verfügbar ist, wird die Kartierung zum Beispiel sehr schwierig, wenn Sie nicht die richtige Kombination zusätzlicher Sensoren haben. Auch das Gewicht kann beim Einsatz von Drohnen oder Robotern mit begrenzter Batterielebensdauer eine Hürde darstellen, daher sollten Sie auf die richtige Nutzlast mit niedrigem SWaP-Wert achten. Stellen Sie sicher, dass Ihre Datenverarbeitungstools auch mit Ihrem BIM-System integriert sind.

Eines der häufigsten Probleme, das Ingenieure und Vermesser übersehen, ist die Kalibrierung und Sensorausrichtung. Jede noch so kleine Fehlausrichtung zwischen GNSS/INS und LiDAR kann dazu führen, dass Ihre Punktwolke unscharf und möglicherweise unbrauchbar wird. Die OXTS Zielfernrohr-Kalibrierungswerkzeug löst dieses Problem, indem es die Navigationsdaten Ihres INS nutzt, um LiDAR-Rohdaten schnell zu georeferenzieren. 

Dadurch wird der Prozess der Ausrichtung von Koordinatenrahmen viel schneller. Infolgedessen ist die endgültige Punktwolke, die Sie in OXTS Georeferencer erstellen, klarer und ohne Doppelsehen (Objekte, die in der Punktwolke doppelt erscheinen).

Die Zukunft der mobilen Kartierung im Bauwesen

Mit der Weiterentwicklung der Mobile Mapping-Technologie wird die 3D-Kartierung für Ingenieure und das Baugewerbe wahrscheinlich schneller und genauer werden.  

Wie?

Selbstfahrende Fahrzeuge und autonome UAVs haben das Potenzial, die Notwendigkeit der Anwesenheit vor Ort noch weiter zu verringern. KI und maschinelles Lernen können Merkmale direkt aus Punktwolken und Bildern identifizieren und klassifizieren, was den Aufwand für die manuelle Erstellung von Entwürfen drastisch reduzieren könnte.  

VR und AR bedeuten, dass Sie Entscheidungen viel schneller treffen und überprüfen können, da Pläne und Zeichnungen durch hochrealistische 3D-Darstellungen in digitalen und realen Umgebungen ersetzt werden.  

Digitale Zwillinge und intelligente Infrastrukturen bedeuten schließlich, dass IoT-Geräte und Sensoren die vorausschauende Wartung und das Anlagenmanagement mit immer größerer Genauigkeit unterstützen können. 

 Genau wie bei der mobilen Kartierung erfordert dies eine Lösung, die GNSS, IMU und LiDAR nahtlos kombiniert, um in jeder Umgebung zuverlässige und genaue Daten zu liefern, selbst wenn das GNSS-Signal blockiert ist. 

Mobile Mapping als Katalysator für eine schnellere und intelligentere Bereitstellung von Infrastrukturen 

Mit Mobile Mapping können Sie Erhebungen auf Baustellen, selbst auf den komplexesten, schneller und einfacher durchführen, als Sie es sich mit herkömmlichen Methoden je erhoffen könnten, und das alles unter Beibehaltung des erforderlichen Genauigkeitsgrads.

Technologie - und nicht nur Mobile Mapping - verändert, wo und wie Sie Ihre Zeit verbringen, und sie verändert die Erwartungen daran, wie schnell zuverlässige Realdaten in Planungs- und Bauabläufe einfließen können. Da Projekte immer datengesteuerter werden und BIM, digitale Zwillinge und Asset-Management-Plattformen immer ausgereifter werden, steigt der Wert einer umfassenden, wiederholbaren 3D-Erfassung.

Für Vermessungsingenieure und Ingenieure bedeutet dies eine bessere Risikokontrolle, weniger Besuche vor Ort und einen schnelleren Zugang zu zuverlässigen Geometrien für Entwurf und Überprüfung. Für alle Beteiligten bedeutet dies, dass Ehrgeiz nicht mehr mit demselben Preisschild und Risikoprofil verbunden ist wie früher.

Sind Sie bereit, mehr zu erfahren? Ganz gleich, ob Sie sich für Road Mapping oder den Einsatz von UAVs interessieren oder einfach nur wissen möchten, wie Mobile Mapping Sie und Ihr Team unterstützen kann - OXTS ist hier, um Ihnen zu helfen, etwas Großartiges aufzubauen. Erforschen Sie die OXTS-Angebot an Vermessungs- und Kartierungslösungen heute.