Jul
13
2011

3D-Laserscanner im Denkmalschutz

Eine typische Herausforderung in der Denkmalpflege: Für die Restaurierung eines denkmalgeschützten Objekts fehlen die notwendigen Planzeichnungen. Das baufällige Gebäude kann mit herkömmlichen Vermessungsmethoden aber nicht effizient vermessen werden. Es ist eine Methode notwendig, die das Objekt schont, aber trotzdem akkurate Ergebnisse liefert. Hier hat sich die Laserscanner Technologie bewährt. Es wird gezeigt, wie denkmalgeschützte Objekte mit Hilfe des Laserscanners vermessen und aus den Messergebnissen Planzeichnungen erstellt werden. Außerdem werden weitere Vorteile der Laserscanner Technologie auf diesem Feld vorgestellt.

Per Laserscanner 3D-Dokumentation eines baufälligen Gebäudes durchführen

Mont-Saint-Michel wurde 2008 per Laserscanner vermessen
Mont-Saint-Michel wurde im Rahmen einer Restaurierung per Laserscanner vermessen

Die 570m2 große Anlage des UNESCO-Weltkulturerbes Mont-Saint-Michel wurde im Rahmen einer Restaurierung per Laserscanner vermessen. Das Restaurierungsprojekt der Klosterinsel in der Normandie ist exemplarisch für die Problematik des Denkmalschutzes. Gebäude werden im Laufe der Zeit häufig umgebaut und verändert, ohne dass Baupläne aktualisiert werden. Bei vielen denkmalgeschützten Objekten fehlen Planzeichnungen sogar gänzlich. Eine gängige Aufgabe im Denkmalschutz, wie auch beim Projekt Mont-Saint-Michel, ist es daher, eine ausführliche 3D-Dokumentation des Gebäudes zu erstellen. Diese soll als Grundlage für die Renovierungsarbeiten dienen. Ein Vermessen von Hand ist aus vielen Gründen nicht machbar: Einige Bereiche des Objekts sind aus Sicherheitsgründen nicht betretbar, anderen droht schon bei bloßer Berührung der Verfall. Laserscanner ermöglichen auch in einem solchen Umfeld das Erstellen detaillierter Pläne. Der FARO Focus3D bietet die Möglichkeit zur vollständigen und detailgetreuen 3D-Dokumentation historischer Bauwerke.

Vermessen des baufälligen Objekts per 3D-Laserscanner

Bei einem Projekt mit den Ausmaßen von Mont-Saint-Michel ist die Erstellung eines Arbeitsplans ein Muss. Jeder zu scannende Saal, jedes Objekt wird vermerkt, um sicherzustellen, dass das komplette Anwesen vermessen wird. So kann der Anwender die Positionen des Laserscanners bestimmen, von denen gescannt wird. Einmal aufgebaut, lässt sich der FARO Focus3D spielend leicht per Touch-Screen bedienen. Der Laserscanner erfasst pro Sekunde rund eine Million Messpunkte und erstellt so ein exaktes, dreidimensionales Abbild seiner Umgebung. Die Arbeit mit dem Laserscanner ist dank des intuitiven Bedienkonzepts so einfach wie bei einer Digitalkamera.

Vorteile des 3D-Laserscanners im Denkmalschutz

Der größte Vorteil eines Laserscanners ist sicherlich die einfache Erstellung von Planzeichnungen. Der Laserscanner liefert nicht nur schneller Ergebnisse, als dies mit herkömmlichen Methoden der Fall ist; er besticht auch unter widrigen Bedingungen, schont vom Verfall bedrohte Bereiche. Die Ergebnisse lassen sich zudem vielseitig weiterverwenden.

1. Ausführliche 3D-Dokumentation, Erstellen von Planzeichnungen

SCENE fügt die verschiedenen Scans zu einem 3D-Modell zusammen
SCENE fügt die verschiedenen Scans zu einem 3D-Modell zusammen

Eine geeignete Software verarbeitet und verwaltet die Messergebnisse: SCENE, eigens für den FARO Focus3D entwickelt, zeichnet sich durch eine neuartige automatische Objekterkennung, Scan Registrierung und Platzierung aus. SCENE fügt die verschiedenen Scans zu einem 3D-Modell zusammen. Die integrierte Farbkamera des FARO Focus3D sorgt für fotorealistische 3D-Scans  mit automatischer parallaxenfreier 70-Megapixel-Farbüberlagerung. SCENE bietet Schnittstellen zu anderen Programmen, die ermöglichen, die erfasste Szene in Orthofotos und CAD zu überführen. Diese Ergebnisse schließlich liefern die dringend benötigten Planzeichnungen als Grundlage für die Restaurierungsarbeiten.

2. Perfekte Ergebnisse auch unter widrigen Bedingungen

Das berührungslose Messverfahren des Laserscanners schont das baufällige Objekt. Auch die einsturzgefährdeten Bereiche lassen sich mit dem Laserscanner vermessen. Obwohl der Laserscanner nicht immer mittig aufgestellt werden kann, liefert er trotzdem optimale Ergebnisse. Mit einer maximalen Reichweite von 120 Metern kommt der FARO Focus3D auch in die entferntesten Winkel des Objekts. Zusätzlich kann man so auch einen Umfeld-Scan durchführen. Schon am PC lässt sich erkennen, wie sich das restaurierte Objekt in den Straßenzug eingliedert.

3. Virtuelle Rundgänge

Die 3D-Modelle werden auch für andere Zwecke genutzt. Denken wir an unser Beispiel Mont-Saint-Michel, sind 3D-Modelle für virtuelle Besichtigungen historischer Bauwerke prädestiniert. Vom Einsturz bedrohte Bereiche eines Gebäudes werden der Öffentlichkeit so virtuell trotzdem „zugänglich“ gemacht. Online kommen weitere Besucher in den Genuss des Anwesens. Mithilfe von Augmented Reality wird die Einrichtung bestimmter Räume oder Säle rekonstruiert. Archäologen und Historiker ziehen aus den Ergebnissen neue Erkenntnisse.

Fazit

3D-Laserscanner erfassen denkmalgeschützte Gebäude schnell und flächendeckend. Darüber hinaus schont der Laserscanner vom Verfall bedrohte Objekte und vermisst auch Bereiche, die aus Sicherheitsgründen nicht betretbar sind. Die Arbeit mit dem Laserscanner liefert trotz widriger Bedingungen exakte Ergebnisse. Laserscanner sind für die Denkmalpflege eine Alternative zu herkömmlichen Vermessungsmethoden.

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