Digitale Gebäudeinformationen aus der Vogelperspektive

Fachleute wissen: Bereits kleinste Abweichungen vom Bauplan können kostspielig werden und beispielsweise zu einer unausgeglichenen Belastung bis hin zu strukturellem Versagen führen. An den meisten Bauprojekten sind eine Vielzahl von Gewerken und somit mehrere Unternehmen involviert. Die Bauleitung ist schon bei einem reibungslosen Verlauf mit der Koordination aller Beteiligten gefordert. Wenn jedoch Baufehler nicht sofort erkannt werden, kann dies zu verheerenden Folgen führen. Daher ist eine feinmaschige und zeitnahe Kontrolle äusserst wichtig.

Heute wird in der Regel mit Bauplänen und Modellen gearbeitet, die vor Baubeginn erstellt wurden. Kleine Abweichungen – manchmal nur im Zentimeterbereich – sind jedoch keine Ausnahme. Daher muss permanent von den Mitarbeitenden nachvermessen und die Baupläne müssen entsprechend angepasst werden. Diese «As-Built-Dokumentation» (die Dokumentation des tatsächlichen Bauzustands) stellt eine grosse Herausforderung dar, und es ist in der Regel gar nicht möglich, sie parallel zum Baufortschritt zu erstellen.

Bei der avisec ag wollte man das nicht so hinnehmen und es wurde fortan an einer digitalen und zeitgemässen Lösung zur Qualitätssicherung auf Baustellen gearbeitet. Das Ergebnis ist ein bildbasiertes Mess- und Projektmanagementsystem, das einen Innovationssprung für das Bauwesen bedeutet.
Die Herausforderungen dabei waren:

• Die zentimetergenaue und fortlaufende Erfassung des Bauzustands mittels Bilddaten.
• Die äusserst zeitnahe Verarbeitung der erfassten Bilddaten und deren unkomplizierte Bereitstellung, so dass beim Auftreten von Fehlern, die einzelnen Bauteams schnell miteinander koordiniert werden können.

Die avisec ag hat gemeinsam mit dem Schweizer Unternehmen Terradata AG eine Lösung entwickelt, um mittels Photogrammetrie¹ den Baufortschritt digital und exakt zu vermessen, kontrollieren und dokumentieren. Bei der fotografischen Erfassung setzen die Unternehmen auf modernste Systemkameras von Canon.

Hierbei wird eine Vielzahl von überlappenden Fotos aus der Vogelperspektive aufgenommen, aus denen – unter anderem – sogenannte Orthophotos² erstellt werden. Es entstehen also verzerrungsfreie, massstabgetreue Abbildungen, die sich zentimetergenau auslesen lassen. Im Vorfeld werden Referenzpunkte exakt vermessen, so dass eine Georeferenzierung³ des finalen Orthophotos ermöglicht wird.

Um diesen Ansatz zu verwirklichen, kam man auf die Idee, die Kameras an den ohnehin schon vorhandenen Baukränen zu befestigen, um ohne weitere technische Hilfsmittel wie Drohnen Luftaufnahmen machen zu können. Nun ist es mit einer Kamera alleine nicht getan. In einem wetterfesten, kompakten Gehäuse sind Kamera, Stromversorgung, 4G-Mobilfunkrouter und Sensoren zur Positionierung untergebracht. Zwei bis drei dieser «Pakete» werden am Kranausleger angebracht, so dass beim Drehen des Krans die Baustelle, dank einer hohen Überlappungsrate bei der Aufnahme, lückenlos fotografiert wird. Hier kommen die Kameratechnologie und Expertise von Canon zum Tragen, auf die noch näher eingegangen wird.

Die Kameras werden synchron über die Anschlüsse am Gehäuse direkt angesteuert, wobei der Kranführer den Prozess durch das Übermitteln einer SMS ans System aktiviert. So werden bis zu drei Bilder pro Sekunde aufgenommen. Es erfolgt eine Übertragung der Bilddaten auf die Server von Terradata, wo sie anschliessend mit einer speziellen Softwarelösung zu Orthophotos und anderen Modellen verarbeitet werden. Die Resultate können die Nutzer über ein interaktives Webportal abrufen.

Die kompakten Systemkameras von Canon haben sich angeboten, weil bei der Unterbringung in den Gehäusen geringe Ausmasse wichtig waren. Es wurde aber grösster Wert auf Qualität und Zuverlässigkeit gelegt – Werte, für die Canon steht.

Um höchste Ausfallsicherheit zu garantieren, muss sich das eingesetzte Kameramodell im Vorfeld in einem «Stresstest» bewähren. Weitere wichtige Faktoren waren eine lange Akkulaufzeit, hochauflösende Sensoren, sehr schnelle Ausleseraten und das passende Angebot an qualitativ hochstehenden Objektiven. Da für den Kameraeinsatz die Konnektivität elementar ist – die Steuerung und Datenübertragung müssen kabellos funktionieren – war dies ein weiteres Auswahlkriterium, das erfüllt sein musste. Das Canon Software Development Kit (SDK) stellt sicher, dass die Kameras – auch im Zusammenspiel mit Dritthersteller-Software – präzise angesteuert und die Daten abgerufen werden können.