Ein typischer Workflow für eine Bestandsaufnahme beginnt mit der Planung und endet mit einer Datei, die für BIM oder GIS bereit ist. Die für diesen Prozess verwendeten Werkzeuge haben sich in den letzten Jahren erheblich verändert. Dieser Leitfaden führt Sie durch jeden Schritt: Planung, Erfassung vor Ort, Qualitätsprüfung in Echtzeit, Bereinigung, Export und die Übertragung eines mobilen Scans in Revit, Civil 3D oder CloudCompare.
Wann mobile Laserscanner und wann terrestrische Laserscanner zu verwenden sind
Es gibt keine Universallösung. Der beste Ansatz hängt von Ihrem Lieferobjekt und der erforderlichen Genauigkeit ab.
Verwenden Sie die mobile Erfassung mit Polycam, wenn:
- Das Lieferobjekt LOD 200 oder LOD 300 entspricht (Dokumentation des Bestands, Raumplanung, vorläufiges BIM)
- Sie einen Standort schnell erfassen müssen, bevor ein Gebäude abgerissen oder übergeben wird
- Das Budget keinen vollständigen terrestrischen Scanauftrag zulässt
Verwenden Sie einen terrestrischen Scanner, wenn:
- Das Lieferobjekt LOD 350 oder LOD 400 entspricht (Struktur, TGA-Koordination, Fertigung)
- Genauigkeit für amtliche Vermessungen erforderlich ist oder die Arbeit von einem lizenzierten Vermesser zertifiziert wird
- Der Standort registrierte Multi-Scan-Punktwolken mit bekannten Festpunkten erfordert
Polycam bietet eine schnelle und einfache Möglichkeit, Dokumentationen und Bestandsaufnahmen bis LOD 300 mit nur einem Smartphone zu erstellen. Bei Standard-Innenraumscans liegt die Genauigkeit typischerweise bei etwa 1,25 cm. Obwohl Polycam hochpräzise Werkzeuge wie den Trimble SX12 oder Leica RTC360 nicht ersetzen kann, macht es diese Art der Dokumentation für jedes Teammitglied mit einem Smartphone zugänglich, ohne dass Spezialisten oder teure Ausrüstung erforderlich sind.
Matterport, DJI-Drohnen und andere mobile Kartierungssysteme erfüllen jeweils unterschiedliche Anforderungen. Matterport eignet sich hervorragend für visuelle Rundgänge und Puppenhausansichten; mit einem kostenpflichtigen Add-on können Sie strukturierte Punktwolken und Meshes exportieren. Polycam kann Drohnenaufnahmen der meisten kommerziellen Drohnen für große Außenbereiche und Luftbildkartierungen verarbeiten.
Wie ein moderner Workflow für Bestandsaufnahmen aussieht
Ein vollständiger Prozess zur Bestandsaufnahme umfasst die Planung vor der Vermessung, die Erfassung vor Ort, Qualitätsprüfungen in Echtzeit, die Bereinigung und den Export nach der Erfassung sowie schließlich die Übergabe an CAD- oder BIM-Tools. Die Verwendung eines Mobiltelefons ist eine schnelle Methode, um Bestandsbedingungen für die meisten LOD 200-300-Projekte gemäß der BIMForum LOD-Spezifikation zu dokumentieren. Für LOD 400 oder Arbeiten an Grundstücksgrenzen, die eine vermessungstechnische Genauigkeit und die Registrierung von Festpunkten erfordern, benötigen Sie weiterhin einen terrestrischen Scanner und eine externe Registrierungssoftware.
Planung vor der Vermessung
Eine erfolgreiche Erfassung beginnt, noch bevor Sie das Büro verlassen. Das Auslassen oder Überstürzen der Planungsphase ist der Hauptgrund dafür, dass mobile Vermessungsprojekte später auf Probleme stoßen.
Schritt 1: Definieren Sie das Lieferobjekt und die Genauigkeitsanforderungen. Die benötigte Genauigkeit bestimmt die Methode, die Sie anwenden. Für Bestandsdokumentationen, Bestandspläne und LOD 200-300 BIM-Modelle ist die mobile Erfassung in der Regel ausreichend. Für amtliche Grenzvermessungen, die Registrierung von Festpunkten oder LOD 400-Struktur- oder TGA-Koordination benötigen Sie einen terrestrischen Scanner mit GCP-registrierter Kontrolle und externer Registrierungssoftware.
Die National Society of Professional Surveyors (NSPS) veröffentlicht Modellstandards für die Vermessungspraxis. Für alle Arbeiten, die zertifiziert oder als amtliche Vermessung eingereicht werden, gelten diese Standards, und eine mobile Erfassung allein reicht dafür nicht aus. Zusätzlich zu Punktwolken- oder CAD-Lieferungen erfordern amtliche Vermessungen in der Regel formelle Feldnotizen, dokumentierte Messprotokolle, unterzeichnete Vermesserzertifikate, Grenzskizzen und das Ausfüllen gerichtsspezifischer Formulare. Teams sollten sich im Voraus abstimmen, um sicherzustellen, dass alle erforderlichen rechtlichen Unterlagen gemäß den lokalen Vorschriften sowie den Anforderungen des Kunden oder der Gemeinde vorbereitet werden.
Schritt 2: Planen Sie Ihre Erfassung. Überprüfen Sie den Grundriss oder die Standortzeichnung, bevor Sie eintreffen. Achten Sie auf Bereiche mit eingeschränkten Sichtlinien, wie Säulen, Nischen oder Technikräume. Achten Sie außerdem auf reflektierende Oberflächen, Glas oder sehr dunkle Materialien, da diese zu Lücken in den Scans führen können.
Schritt 3: Überprüfen Sie Ausrüstung und Bedingungen. Ausrüstungs-Checkliste für eine mobile LiDAR-Erfassung:
- Vollständig geladenes Gerät sowie eine Powerbank bei großen Objekten
- Polycam-App installiert und aktualisiert
- Ausreichender Beleuchtungsplan für Innenräume
- Objektzugang bestätigt und Sicherheitsanforderungen notiert
Schritt 4: Legen Sie frühzeitig Ihr Koordinatenreferenzsystem fest. Wenn Ihr Ergebnis reale Koordinaten für GIS oder die Standortbestimmung benötigt, entscheiden Sie jetzt, ob Sie Passpunkte von einem GPS-Gerät verwenden oder nach der Aufnahme an ein bekanntes CAD-System anpassen möchten. Diese Entscheidung beeinflusst Ihr Exportformat und die benötigten externen Tools. Polycam verwendet ein lokales Koordinatensystem, daher erfolgt die GCP-Registrierung später in Programmen wie CloudCompare oder QGIS. Wenn Sie einen Business- oder Enterprise-Plan haben, können Sie eine georeferenzierte LAS-Datei direkt aus Polycam mithilfe von Standortdiensten exportieren, was einfacher ist, wenn Sie keine vermessungstechnische Genauigkeit benötigen.
Vor-Ort-Erfassung mit Polycam
Schritt 1: Richten Sie Ihren Aufnahmemodus ein. Öffnen Sie Polycam und wählen Sie für Innenräume und detaillierte Oberflächen den Raum-Modus. Für die meisten Objektvermessungen ist der Raum-Modus die schnellste und praktischste Option.
Schritt 2: Starten Sie den Scanvorgang. Gehen Sie in gleichmäßigem Tempo und richten Sie das Gerät auf die zu erfassenden Oberflächen, anstatt es hin und her zu bewegen.
Bei Innenräumen ist es hilfreich, Raum für Raum zu scannen. Versuchen Sie, jeden Raum in einem Durchgang zu erfassen und passen Sie dabei Ihre Höhe an, um sowohl Boden als auch Decke abzudecken, anstatt separate Durchgänge zu machen.
Bei Außenfassaden gehen Sie parallel zum Gebäude und bleiben Sie innerhalb der Reichweite von etwa 1 bis 2 Metern, maximal bis zu 5 Metern. Um vertikale Merkmale wie Fensterlaibungen, Säulen oder Fallrohre zu erfassen, neigen Sie das Gerät beim Vorbeigehen in deren Richtung.
Schritt 3: Konzentrieren Sie sich auf wichtige Merkmale für Ihr Ergebnis. Die mobile Erfassung zeichnet nur das auf, was sie sieht, und interpretiert keine Objekte. Wenn Sie Elemente wie Rohrleitungen, Stützen oder Bodenfugen erfassen müssen, achten Sie darauf, diese während Ihres Rundgangs sorgfältig zu scannen. Gehen Sie nicht davon aus, dass ein allgemeiner Scan diese automatisch erfasst.
Echtzeit-Qualitätskontrolle: Was Sie vor dem Verlassen des Standorts prüfen sollten
Wenn Sie den Standort verlassen, ohne Ihre Aufnahme zu prüfen, müssen Sie wahrscheinlich zurückkehren. Dies ist der häufigste Grund für wiederholte Besuche.
Schritt 1: Überprüfen Sie die Mesh-Vorschau in Polycam. Nach der Aufnahme erstellt Polycam eine Mesh-Vorschau auf dem Gerät. Vergleichen Sie diese mit Ihrem Grundriss oder Ihrer Skizze:
- Gibt es offensichtliche Löcher in Bereichen, von denen Sie wissen, dass Sie sie erfasst haben? Wenn ja, scannen Sie diesen Bereich erneut, bevor Sie gehen.
- Registrieren sich Ecken sauber oder erscheinen Wände doppelt oder verschwommen? Doppelungen bedeuten meist, dass sich das Gerät zu schnell durch diesen Bereich bewegt hat.
- Sehen Boden- und Deckenflächen flach und durchgehend aus oder sind sie wellig? Wellen in ebenen Flächen sind ein Zeichen für Bewegungsartefakte und erfordern möglicherweise einen erneuten Scan.
Schritt 2: Überprüfen Sie die Abdeckung anhand Ihrer geplanten Erfassungszonen. Vergleichen Sie die Mesh-Vorschau mit Ihrem Aufnahmeplan. Wenn Räume oder Bereiche in der Vorschau dünn oder verrauscht aussehen, führen sie wahrscheinlich zu Punktwolken geringerer Qualität. Scannen Sie diese Bereiche erneut, wenn sie für Ihr Ergebnis wichtig sind.
Schritt 3: Notieren Sie sich Bereiche, die eine zusätzliche Bearbeitung erfordern. Wenn Sie Stellen mit schlechter Abdeckung bemerken, wie Glaswände, sehr dunkle Böden oder schattige Nischen, notieren Sie diese, bevor Sie gehen. Diese Bereiche erfordern möglicherweise einen erneuten Scan oder einen Hinweis in Ihrem Ergebnis, der die eingeschränkte Abdeckung erklärt. Wenn Sie einen Business- oder Enterprise-Plan haben, können Sie mit dem virtuellen Rundgang von Polycam die ursprünglichen Aufnahmebilder über das 3D-Modell legen, was neben der Punktwolke eine hilfreiche Referenz sein kann.
Nach der Aufnahme: Bereinigung und Export als Punktwolke
Schritt 1: Verarbeiten Sie Ihren Scan. Die Dauer in Polycam hängt von der Größe Ihres Scans ab. Bei größeren Scans können Sie die Cloud-Verarbeitung von Polycam anstelle der Verarbeitung auf Ihrem Gerät nutzen.
Schritt 2: Schneiden und bereinigen Sie Ihre Punktwolke. Verwenden Sie die Zuschneidewerkzeuge von Polycam, um Geometrie außerhalb Ihres Interessenbereichs zu entfernen, wie z. B. den Himmel bei einem Außenscan, nahegelegene Gebäude, die Sie nicht dokumentieren, oder Bodenrauschen unter einer Bodenplatte.
Schritt 3: Exportieren Sie Ihre Datei im richtigen Format. Verwenden Sie für AEC-Workflows LAS oder LAZ. LAS ist das Standardformat für LiDAR-Punktwolken und wird von Tools wie CloudCompare, QGIS, Autodesk ReCap und Civil 3D unterstützt. LAZ ist eine komprimierte Version von LAS, die normalerweise 7-20 % der ursprünglichen Größe entspricht, ohne Datenverlust.
Registrierung und Ausrichtung: Übergabe an externe Tools
Polycam erfasst Daten mithilfe eines lokalen Koordinatensystems. Es führt keine GCP-Registrierung oder ICP-Ausrichtung eigenständig durch. Wenn Ihr Ergebnis reale Koordinaten, die Ausrichtung an einem Kontrollnetzwerk oder die Zusammenführung mehrerer Scans mit präziser Überlappung erfordert, müssen Sie dies nach dem Export der Punktwolke in einem externen Tool durchführen.
Schritt 1: Laden Sie Ihren Polycam-LAS-Export in CloudCompare oder QGIS. CloudCompare ist ein kostenloses Open-Source-Tool zur Verarbeitung von Punktwolken und unterstützt das Lesen und Schreiben von LAS-Dateien vollständig. Es wird häufig für die manuelle Registrierung und Feinjustierung von Punktwolkendaten mittels ICP verwendet.
CloudCompare bietet verschiedene Möglichkeiten zur Registrierung von Punktwolken: manuelle Zentrierung über Begrenzungsrahmen, Auswahl passender Punkte und automatische Feinregistrierung mit dem Iterative Closest Point (ICP)-Algorithmus. Das ICP-Tool findet die beste Übereinstimmung zwischen zwei überlappenden Punktwolken, funktioniert jedoch am besten, wenn die Wolken bereits grob ausgerichtet sind. Eine grobe Registrierung von Grund auf ist damit nicht möglich.
Schritt 2: Beginnen Sie mit der groben Ausrichtung. Bevor Sie ICP verwenden, richten Sie die Punktwolken in CloudCompare durch die Auswahl passender Punkte aus (Align > Point Pairs Picking). Wählen Sie in jeder Punktwolke mindestens drei Punkte aus, wie z. B. Säulenecken, Wandanschlüsse oder andere eindeutige Merkmale. CloudCompare berechnet und wendet die Transformation an, um die Punktwolken grob auszurichten.
Schritt 3: Führen Sie ICP für die Feinregistrierung aus. Sobald die Punktwolken grob ausgerichtet sind, gehen Sie in CloudCompare auf Tools > Registration > Fine Registration (ICP). Die Software passt die Ausrichtung an, um den Abstand zwischen den beiden Punktwolken zu minimieren. Das Ergebnis ist eine 4x4-Transformationsmatrix, die CloudCompare in der Konsole anzeigt und auf Ihre Punktwolke anwendet.
Schritt 4: Registrierung mit Passpunkten (GCPs), falls Sie reale Koordinaten benötigen. Erfassen Sie Passpunkte mit einem GPS-Gerät oder einer Totalstation, laden Sie dann Ihren Polycam-LAS-Export in CloudCompare oder QGIS und verwenden Sie die GCPs zur Georeferenzierung Ihrer Punktwolke. QGIS kann LAS-Dateien direkt importieren und Punktwolken-Layer zusammen mit Vektor-GCP-Daten verwalten.
Übergabe: Welches Format wohin
Checkliste für den Vermessungs-Workflow
Vor der Vermessung:
- Art des Liefergegenstands und Genauigkeitsanforderungen bestätigt
- Erfassungsbereiche anhand des Grundrisses oder der Standortzeichnung kartiert
- Ausrüstung überprüft und geladen
- Beleuchtungsplan für Innenräume
- CRS- und GCP-Strategie festgelegt
Vor Ort:
- LiDAR- oder Photogrammetrie-Modus für die Bedingungen ausgewählt
- Gleichmäßiges Scantempo beibehalten
- Konsistente Überlappung zwischen angrenzenden Räumen und Zonen für eine zuverlässige Registrierung
- Wichtige Merkmale mit gezielter Aufmerksamkeit innerhalb desselben Durchgangs erfasst
- Mesh-Vorschau vor Verlassen des Standorts überprüft
- Erneuter Scan bei offensichtlichen Lücken oder Artefakten ausgelöst
Nach der Erfassung und Übergabe:
- Erfassung verarbeitet (auf dem Gerät oder in der Cloud)
- Punktwolke auf den interessierenden Bereich zugeschnitten
- Als LAS oder LAZ exportiert
- Bei Bedarf zur Registrierung in CloudCompare oder QGIS geladen
- CRS festgelegt, falls eine Georegistrierung erforderlich ist
- Bereitstellung im nachgelagerten Format gemäß der obigen Übergabetabelle
FAQ
Was gehört in eine Checkliste für den Vermessungs-Workflow?
Ein vollständiger Vermessungs-Workflow umfasst drei Phasen: Planung vor der Vermessung (Art des Liefergegenstands, Genauigkeitsanforderungen, Ausrüstung, Beleuchtung und CRS-Strategie), Erfassung vor Ort (Scan-Muster, Abdeckung, Echtzeit-Qualitätsprüfungen) und Übergabe nach der Erfassung (Bereinigung, Exportformat, ggf. Registrierung und Bereitstellung). Die obige Checkliste deckt alle diese Phasen ab.
Was sind die besten Tools für eine schnelle Standorterfassung?
Für die Bestandsdokumentation von Innenräumen ist Polycam eine der schnellsten Optionen. Für große Außenbereiche kann Polycam Drohnenaufnahmen für die Luftbildkartierung verarbeiten. Für die hochpräzise Registrierung mehrerer Scans sind terrestrische Scanner von Trimble oder Leica Geosystems nach wie vor der professionelle Standard. Das beste Tool hängt von Ihren Genauigkeitsanforderungen und den zu liefernden Ergebnissen ab.
Was sind die Alternativen zu LiDAR-Scannern für Vermessungen?
Die Photogrammetrie, bei der überlappende Fotos zur Erstellung eines 3D-Modells verwendet werden, ist die wichtigste Alternative. Tools wie Pix4D, Agisoft Metashape und der Objektmodus von Polycam nutzen diese Methode. Photogrammetrie kann detaillierte, farbige Punktwolken und 3D-Meshes erzeugen, erfordert jedoch eine kontrolliertere Beleuchtung und benötigt mehr Zeit für die Verarbeitung. Für Innenräume kombiniert Matterport LiDAR und strukturiertes Licht. Jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile hinsichtlich Genauigkeit und Workflow, abhängig von den Standortbedingungen.
Wie kann ich den Ist-Zustand schnell dokumentieren?
Bei den meisten Innenraumprojekten ist die schnellste Methode die Nutzung Ihres Smartphones: Raum scannen, Daten verarbeiten, als LAS-Datei exportieren und noch am selben Tag in Ihr CAD- oder BIM-Tool laden. Der Zeitaufwand hängt von Größe und Komplexität ab; es gibt keinen Standardwert. Ein terrestrischer Scan erfordert hingegen meist einen Spezialisten und mehr Zeit für die Nachbearbeitung.
Was sind die Schritte eines Scan-to-BIM-Workflows?
Die wichtigsten Schritte sind: Erfassung vor Ort, Bereinigung und Export der Punktwolke, Registrierung und Ausrichtung bei mehreren Scans oder Bedarf an realen Koordinaten, Konvertierung in RCS oder RCP mit Autodesk ReCap, Einbindung der Daten in Revit für die BIM-Modellierung sowie die Erstellung von Modellen mit dem passenden LOD aus der Punktwolke.
Unterstützt Polycam die Registrierung mit Passpunkten?
Nein. Polycam verwendet ein lokales Koordinatensystem. Um Ihre Punktwolke mit vermessenen Passpunkten und realen Koordinaten zu verknüpfen, nutzen Sie nach dem Export der LAS-Datei ein externes Tool wie CloudCompare oder QGIS. Wenn Ihr Ergebnis reale Koordinaten erfordert, planen Sie diesen zusätzlichen Schritt vor dem Vor-Ort-Termin ein und erfassen Sie die Passpunkte mit einem GPS-Gerät oder einer Totalstation.
Wie lade ich eine Polycam-Punktwolke in CloudCompare?
Exportieren Sie zuerst Ihren Polycam-Scan als LAS-Datei. Öffnen Sie CloudCompare, gehen Sie auf Datei > Öffnen und wählen Sie Ihre LAS-Datei aus. CloudCompare kann LAS-Dateien direkt lesen. Bei sehr großen Koordinaten (aus einem georeferenzierten Export) fordert Sie CloudCompare auf, eine globale Verschiebung anzuwenden, um die Punktwolke näher an den Ursprung zu bringen. Danach können Sie die Daten zuschneiden, bereinigen, per ICP registrieren oder in einem von CloudCompare unterstützten Format exportieren.
