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Punktwolke Software

Möchte man eine 3D Punktwolke erstellen und nutzen bedarf es entsprechender Hardware und einer Punktwolke Software. Als Erfassungswerkzeug fungiert ein Laserscanner oder eine 3D Kamera. Letztere kann auch an einer Drohne angebracht werden (oder ist bereits in ihr integriert), sollte die Punktwolke aus der Luft durch Überfliegung aufgenommen werden. Will man regelmäßig Punktwolken erstellen, ist zu überlegen, ob sich ein derartiges Gerät als Anschaffung lohnt. Alternativ lässt sich dieser Service auch von Dienstleistern wie Voxelgrid oder Fairfleet buchen. Zusätzlich bedarf es vielen Fachleuten einer Nachbearbeitungssoftware, um die Punktwolken zu visualisieren, bearbeiten und exportieren. Dieser Service ist bei vielen Datenaufnahme-Firmen bereits mitinbegriffen.

In allen Bereichen der Bauindustrie ist der Bedarf der Effizienzsteigerung groß. Durch die neuen, immer schneller und präziser arbeitenden Technologien gibt es das Potenzial dieses Bedürfnis zu stillen. Der Mangel an qualifizierten Fachkräften stellt alle Beteiligten vor große Herausforderungen. Der Einsatz von Drohnen für die Vermessung von Straßen, Neubaugebieten oder auch im Tagebau kann die für die Aufnahme von Daten benötigte Zeit und Ressourcen deutlich reduzieren. Durch neue Programme lassen sich in kurzer Zeit präzise Daten über das erfasste Gelände sammeln und im Hinblick auf verschiedene Anforderungen und Projekten auswerten und weiterverarbeiten.

Es gibt einige Firmen, die sich dem Programmieren von Punktwolke-Softwares gewidmet haben. So Beispielsweise Autodesk mit ihrer Software Autodesk ReCap.

Punktwolke Software - Autodesk

Autodesk ReCap ist eine Scan Software zur Bearbeitung von Punktwolken. Dabei kann sowohl eine einzelne Wolke oder auch mehrere bearbeitet werden. Die Hauptfunktionen des Programms sind das Importieren, Registrieren, Bearbeiten und Auswerten Von Punktwolken. Autodesk selbst bezeichnet sein Produkt ReCap als Realitätserfassungssoftware. Durch Realitätserfassung mit ReCap von Autodesk kann die Art der Vermessung und Bestandserfassung vereinfacht werden. Die über Laserscanner aufgenommenen Bilder oder durch Drohnenbefliegungen erfassten Dateien und Fotos können mit der Software in 3D Modelle oder 2D  Zeichnungen konvertiert werden. Dabei bietet es sich hervorragend an, wenn Firmen, wie z. B: Voxelgrid ihre Schnittstelle zu Autodesk nutzen und Digitale Zwillinge als BIM fähige Revit-Datei SAP-kompatibel bereitstellen.

Dank Autodesk ReCap ist es möglich, das Scannen schneller und präziser zu machen.

RIB Group - Straßen und Geländer

Die Unternehmer der RIB Group handelten nach dem Motto „VON DER PUNKTWOLKE ZUM FERTIGEN PLAN – GEHT AUCH MIT BIS ZU 60% WENIGER AUFWAND IM AUSSENDIENST

bei der Entwicklung ihres Services. Zunächst arbeiten sie mit einem Partnerunternehmen Microdrones, um die Daten für die Punktwolken zu sammeln. Mithilfe mehrerer Drohnenbefliegungen lassen sich eine Zahl von Punktwolken erstellen.

Diese werden dann mit dem Programm iTWO civil Geländemodelle konvertiert oder als Datensammlung direkt weitergenutzt.

Aus den Punktwolken können mit iTWO civil nicht nur digitale Geländemodelle erzeugt, sondern auch Längs- und Querprofile entlang einer Achse gewonnen werden. In den daraus entstandenen Querprofilen wird der Schnitt durch die Punktwolke mit dargestellt, sodass die Qualität geprüft und das Querprofil bei Bedarf angepasst werden kann. Die Nachbearbeitung ist also auch innerhalb der Software möglich.

Allerdings gibt es Limitierungen.

Wichtig ist, dass die Datenmengen nicht zu groß sind, sodass das System nicht überfordert wird. Punktwolken mit 500 Millionen Punkten und mehr gelten inzwischen zwar als Standard. Punktwolken sind allerdings nur Pixeldaten. Dennoch, je weiter in die Punktwolke gezoomt wird, desto schwieriger ist die Situation zu erfassen. Für eine besonders hohe Detailtiefe, bedarf es eventuell der Hilfe anderer Softwares.

Leica

Die Firma Leica bietet eine Software an, die hauptsächlich zur Punktwolkenverarbeitung dient: die Leica Cyclone. Sie besteht aus einer „Familie“ von Softwaremodulen mit einer Auswahl an Optionen für die Arbeitsprozesse bei 3D-Laserscanning-Projekten. Sie wird vor allem in den Bereichen Entwicklung, Vermessung und Bauwesen verwendet und ist attraktiv für Unternehmen, die Punktwolkendaten in ihre Prozesse integrieren möchten. Mit ihrem neuen Update, dem Cyclone Register 360, hat Leica das Ziel verfolgt, die Qualität zu verbessern, die Verarbeitungszeiten zu minimieren und Aufgaben zu vereinfachen.

Durch die Möglichkeit, die Software in mehreren Sprachen benutzen zu können, hat man versucht, das Programm auch für „nicht traditionelle“ Fachleute, die von 3D-Scantechnologie gebrauch machen, attraktiver zu machen und sich neuen Marktpartnern, wie China oder Japan, zu öffnen.

Punktwolke Software - PointCab

Ähnlich wie Leica zielte PointCab auf ein gutes Benutzererlebnis. Mit ihrer Software PointCab Origins sollen sich auch Anfänger bei der Verarbeitung ihrer Punktwolken zurechtfinden. Das Geheimnis liegt dabei in der Funktion „Orthofoto-Darstellung“. PointCab Origins erstellt automatisch eine Front-, Drauf-, und Seitenansicht der Punktwolke, sodass der Nutzer diese einfach navigieren kann und auch keine Informationen verliert. Strukturen und Grenzen sind sofort ersichtlich. Entsprechend lassen sich so auch Messungen schnell und leicht vornehmen.

Auch die Weitergabe Ihrer Ergebnisse erfolgt mit PointCab Origins schnell, einfach und vor allem ohne riesige Datenmengen. PointCab verfügt über ein eigenes .lsd-Dateiformat, was eine eine Datenersparnis von bis zu 70% im Vergleich zu anderen Punktwolkenformaten liefert.

Voxelgrid - Punktwolke Software

Voxelgrid verfügt über die aktuellsten Technologien zur Punktwolkenerstellung und -bearbeitung. Eine davon ist z.B. LIDAR (Light Detection and Ranging). Es handelt sich um ein Verfahren zur Messung von Abständen mittels Laserstrahlen, das ursprünglich im Bereich des autonomen Fahrens zum Einsatz kommt.  Die Sensoren erzeugen dabei 300.000 Punkte pro Sekunde, die anschließend in Voxelgrids Softwareprogramm über eine zeitlich-räumliche Zuordnung weiterverarbeitet werden. Das Ergebnis ist der Digitale Zwilling Ihres Gebäudes als Punktwolke.

Ein weiteres Verfahren ist die Photogrammetrie​. Voxelgrid erzeugt anhand von Drohnenaufnahmen Pixelfelder, welche Informationen zum Anteil des roten, grünen und blauen Lichts aufnehmen. Dabei werden die Daten des sichtbaren Wellenlängenspektrums abgespeichert und im Anschluss durch Triangulation miteinander in Verbindung gesetzt. Der Abstand von zwei Punkten im Raum zu einem dritten Punkt wird über den Winkel der unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen bestimmt. Nachdem alle Bilder miteinander korreliert wurden, entsteht das Resultat des Außenscans: der digitale Zwilling als farbige 3D Punktwolke.

Bei der Verarbeitung werden die ermittelten Daten werden von der Erfassungsplattform mit einer selbst entwickelten Voxelgrid-Software ausgelesen. Die während der Messung erzeugten Punkte werden über SLAM-Algorithmen zu Punktwolken zusammengesetzt. Nun können die Punktwolken skaliert und auf unterschiedlichen Ebenen geschnitten, sowie anschließend exportiert werden. Die einzelnen Slices werden anschließend im Zeichenprogramm in CAD-Pläne umgewandelt.

Die Vermessung, Planung, Renovierung und Konstruktion von neuen Gebäuden oder Infrastrukturen wird erheblich vereinfacht und Voxelgrid gelingt es eine innovative, praxistaugliche und vor allem komfortable Lösung für alle Beteiligten der Gebäudebranche vorzuschlagen.