Digitale Kartierung - ein Entwicklungsprozess im Wandel von Dokumentations- und Auswertemethoden - Dipl.-Ing. G. Siedler, Dipl.-Inf. (FH) ...
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Digitale Kartierung - ein Entwicklungsprozess im Wandel von
Dokumentations- und Auswertemethoden
Dipl.-Ing. G. Siedler, Dipl.-Inf. (FH) S.Vetter,
27. Fachtagung Natursteinsanierung Karlsruhe,
AkademieHotel Karlsruhe, 11.03.2022„Einsatz digitaler Aufnahmesysteme in der
Architekturphotogrammetrie“
Diplomthema G. Siedler
Institut für Photogrammetrie, TU Dresden,
Februar 1992„Einsatz digitaler Aufnahmesysteme in der
Architekturphotogrammetrie“Digitale Kartierung - ein Entwicklungsprozess im Wandel von
Dokumentations- und Auswertemethoden
Entwicklung von Dokumentationsmethoden für
die Denkmalpflege
- Dokumentation in den 1990er Jahren
- Dokumentation 2000-2010
- Dokumentation 2010-2020
Digitale Kartierung - ein sich stetig
entwickelnder Auswerteprozess
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 2.X (1999-2006)
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 3.0 (2007-2013)
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 4.0 (2013-2021)
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 5.0 (ab 2022)
Digitale Kartierung – ein Ausblick auf aktuelle
Entwicklungsvorhaben
- FuE-Projekt „OPDETRISS“ (2019-2022)
- FuE-Projekt „freeform4BIM“ (2021-2024)
- Kooperationsprojekt MonArch / metigo MAP
- Integration von Virtual Reality in den ProjektablaufDigitale Dokumentation in den 1990er Jahren
ANALOG (so wie schon immer...)
oder DIGITALDigitale Bildentzerrung und Montage
Bildentzerrung im Batchbetrieb
- Steuerdatei
- Ergebnisprotokoll
Digitalisierung der Negative über
Kodak Photo CD
- Großformat 4x5 Inch (Cambo)
- Mittelformat 6x6 cm (Rollei 6006) Quedlinburg, Schloss und Stiftskirche, 1995-1998
fokus GmbH LeipzigDigitale Bildentzerrung und Montage
Detail aus Bildplan 1:50 (300dpi)
(Gitterkreuze Rollei 6006)
Quedlinburg, Schloss und Stiftskirche, 1995-1998
fokus GmbH LeipzigDigitale Bildentzerrung und Montage
Links: Bildpläne Fassadenabschnitte 1:50 (300dpi)
Unten: Gesamtmontage 1:200
Quedlinburg, Schloss und Stiftskirche, 1995-1998
fokus GmbH LeipzigDigitale Bildentzerrung und Montage
Links: Digitalisierung der Farb-Negative über Kodak Photo CD
Großformat 4x5 Inch (Cambo)
Unten: Bildmontage/Abwicklung Lichthof mit Wandfries
Rechts: Detail aus Bildplan 1:50
Leipzig, Specks Hof, 1995
Moritz Götze, Wandfries "Der Morgen, der Mittag, der Abend"
fokus GmbH LeipzigDigitale Zylinderabwicklung
7 Einzelaufnahmen für digitale Abwicklung auf mittlere Zylindergeometrie
Bildaufnahme mit analoger Großformatkamera 4x5 Inch
tachymetrische Messung von Grundrissprofil und Passpunkten
Halle, Moritzburg, 1996
fokus GmbH LeipzigDigitale Zylinderabwicklung
Links: Photogrammetrische Bildorientierung und
Projektion Abwicklungsgeometrie
Unten: Digitale Zylinderabwicklung im Maßstab 1:50
Halle, Moritzburg, 1996
fokus GmbH LeipzigDigitale Bildentzerrung und Montage
Oben: Bildplan 1:50 mit Blattschnitt für Druckausgabe
Links: Abwicklung Fassade Apsis im Maßstab 1:50
Rechts: Einzelblatt Format A3 für Ausbelichtung
Rom, Maxentius-Basilika, 1998
fokus GmbH LeipzigDigitale Bildentzerrung und Montage
Digitale Ausbelichtung über Filmbelichter aus
Druckvorstufe (Reprotechnik) Ausgabeformat A4, A3 Diverse Objekte 1995-98
fokus GmbH LeipzigDigitale Bildentzerrung und Montage Links: Digitale Ausbelichtung über Filmbelichter Rechts: SW-Kopie über Bürokopierer
Digitale Bildentzerrung und Montage
1 cm Druckausgabe bei 1:50
Links: Digitale Ausbelichtung über Filmbelichter
Rechts: SW-Kopie über BürokopiererDigitale Dokumentation 2000-2010 CAD-ZEICHNUNG oder BILDPLAN ?
Digitale Bildentzerrung und Montage
Dateigröße, Farbanpassung
Links: Bildplan (Gesamtmontage) 1:20 mit 400dpi
Unten: Detail aus Bildplan 1:10 bei 400dpi
Berlin, Pergamonmuseum, Ischtar-Tor, 2001
fokus GmbH LeipzigDigitale Stereoauswertung am PC
Digitale Stereoauswertung am PC
Links: Stereo-Bildpaar, 13x18cm Glasplatte
Unten: Stereoauswertung mit Anaglyphenbild am PC
Rechts: 3D-Stereoauswertung im CAD-System
Hamersleben, Stiftskirche, Stereoauswertung Chor, 2001
fokus GmbH Leipzig„Generierung digitaler Oberflächenmodelle (DOM)
Im Bereich der Architekturphotogrammetrie“
Diplomthema Sebastian Vetter
FB Informatik, HTWK Leipzig Eisleben, St. Annen Kirche, Chor, 2006
Dezember 2005 fokus GmbH Leipzig„Generierung digitaler Oberflächenmodelle (DOM)
Im Bereich der Architekturphotogrammetrie“
Texturiertes Oberflächenmodell Eisleben, St. Annen Kirche, Chor, 2006
basierend auf Stereo-Modell (Format 13x18cm) fokus GmbH LeipzigTexturierte Oberflächenmodelle basierend auf
digitalen Stereomodellen
- Stereoaufnahme mit kalibrierter Basis und Canon 5D II (24MPix)
- Automatisierte Modellorientierung mit Koordinatenmatching
Athribis-Tempel, Säule, 2011
fokus GmbH LeipzigTexturierte Oberflächenmodelle basierend auf
digitalen Stereomodellen
• mit Matchingalgorithmus wird Objektoberfläche „gescannt“
Steuerparameter:
• Punktabstand am Objekt in mm
• Auswertegenauigkeit (Punkteinfärbung, automatische Filterung)
• Triangulation der Gesamtpunktwolke
• Texturierung über Stereobilder
Athribis-Tempel, Säule, 2011
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
• Tachym. Messung der Passpunkte sowie eines Punktrasters für die
Berechnung eines digitalen Oberflächenmodells.
• Photogrammetrische Orientierung der Einzelbilder,
• orthogonale Projektion auf Abbildungsebene auf der Grundlage des
digitalen Oberflächenmodells.
Schloss Linderhof, Decke Schlafsaal, 2001
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
• Tachym. Messung der Passpunkte sowie eines Punktrasters für die
Berechnung eines digitalen Oberflächenmodells.
• Photogrammetrische Orientierung der Einzelbilder,
• orthogonale Projektion auf Abbildungsebene auf der Grundlage des
digitalen Oberflächenmodells.
Schloss Linderhof, Decke Schlafsaal, 2001
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
• Tachym. Messung der Passpunkte sowie eines Punktrasters für die
Berechnung eines digitalen Oberflächenmodells.
• Photogrammetrische Orientierung der Einzelbilder,
• orthogonale Projektion auf Abbildungsebene auf der Grundlage des
digitalen Oberflächenmodells.
Schloss Linderhof, Decke Schlafsaal, 2001
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
• Tachym. Messung der Passpunkte sowie eines Punktrasters für die
Berechnung eines digitalen Oberflächenmodells.
• Photogrammetrische Orientierung der Einzelbilder,
• orthogonale Projektion auf Abbildungsebene auf der Grundlage des
digitalen Oberflächenmodells.
Schloss Linderhof, Decke Schlafsaal, 2001
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
• Tachym. Messung der Passpunkte sowie eines Punktrasters für die
Berechnung eines digitalen Oberflächenmodells.
• Photogrammetrische Orientierung der Einzelbilder,
• orthogonale Projektion auf Abbildungsebene auf der Grundlage des
digitalen Oberflächenmodells.
Schloss Linderhof, Decke Schlafsaal, 2001
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
• Tachym. Messung der Passpunkte sowie eines Punktrasters für die
Berechnung eines digitalen Oberflächenmodells.
• Photogrammetrische Orientierung der Einzelbilder,
• orthogonale Projektion auf Abbildungsebene auf der Grundlage des
digitalen Oberflächenmodells.
Schloss Linderhof, Decke Schlafsaal, 2001
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
• Tachym. Messung der Passpunkte sowie eines Punktrasters für die
Berechnung eines digitalen Oberflächenmodells.
• Photogrammetrische Orientierung der Einzelbilder,
• orthogonale Projektion auf Abbildungsebene auf der Grundlage des
digitalen Oberflächenmodells.
Schloss Linderhof, Decke Schlafsaal, 2001
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
Schloss Linderhof, Decke Schlafsaal, 2001
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
• Tachym. Messung der Passpunkte für Bildorientierung
• 3D-Laserscan für Erfassung des Oberflächenmodells
• Photogrammetrische Orientierung der Einzelbilder
• Orthogonalprojektion auf Abwicklungsgeometrie mit digitalen Oberflächenmodell
3D Laserscan/Triangulation: Scan 3D GmbH, Berlin photogrammetrisch orientiertes Bild mit Projektion
der zylindrischen Abwicklungsgeometrie (1 von 17 Aufnahmen)
Rottweil, Heilig Kreuz Münster, 2011
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
• Tachym. Messung der Passpunkte für Bildorientierung
• 3D-Laserscan für Erfassung des Oberflächenmodells
• Photogrammetrische Orientierung der Einzelbilder
• Orthogonalprojektion auf Abwicklungsgeometrie mit digitalen Oberflächenmodell
Rottweil, Heilig Kreuz Münster, 2011
fokus GmbH LeipzigAbwicklung mit Orthoprojektion von Wandmalerei
Rottweil, Heilig Kreuz Münster, 2011
fokus GmbH LeipzigDigitale Dokumentation 2010-2020
3D und DIGITAL (egal wie???)
Tachymetrie Fotografie
2D/3D Objekt-
Terrestrisches
Laserscanning Dokumentation
?
Structure from Motion
Handscanner Industriescanner Drohnen2D/3D Ergebnisse für die Dokumentation
Bilder photogramm. 3D 2D Orthogonal-
projektion
Orientierung
- SfM Bildverbände - CAD Auswertung
- Einzelbilder für Textur - 2D Kartierung
- hist. Bildverbände
3D Punktwolke
- Intensitätseinfärbung
- Objekttextur
Deformations-
analyse
Oberflächenmodell
(Triangulation)
- 3D Druck
- Orthogonalprojektion
Schnittprofile
Texturiertes
Oberflächenmodell
- Visualisierung / Präsentation
- Zustandsdokumentation
- 3D Kartierung2D-Objektdokumentation mit Bildplänen
Historische Aufnahmen
Architektur Wandmalerei
Raumfassung
Kulturgut
• Qualitätsparameter: - geometrische Genauigkeit
- Bildqualität (Maßstab und Bildauflösung)2D Bildentzerrung mit Laserscandaten Leipzig, Romanushaus, 2019 – 2D-Bildentzerrung im Maßstab 1:20 und 400dpi Auflösung Bildentzerrung mit Koordinaten Bildmontage •Messung von Koordinaten auf der Grundlage •Montage von Bildplänen mit verschiedenen -CAD-Zeichnung bzw. einer skalierten Planvorlage Bildmaßstäben/Bildauflösungen und -Orthogonalprojektion einer Punktwolke verschiedenen Farben (RGB/SW). •Schnittstelle für Import von 3D-Koordinaten •Funktionen für Beschnitt und Farbanpassung, -mit Totalstation tachymetrisch gemessene Punkte •Mehrebenen-TIF Export für Weiterbearbeitung -Punktwolke vom Laserscanner (LPS, E57, PTS) in Adobe Photoshop
2D Bildentzerrung mit Laserscandaten Leipzig, Romanushaus, 2019 – 2D-Bildentzerrung im Maßstab 1:20 und 400dpi Auflösung Bildentzerrung mit Koordinaten Bildmontage •Messung von Koordinaten auf der Grundlage •Montage von Bildplänen mit verschiedenen -CAD-Zeichnung bzw. einer skalierten Planvorlage Bildmaßstäben/Bildauflösungen und -Orthogonalprojektion einer Punktwolke verschiedenen Farben (RGB/SW). •Schnittstelle für Import von 3D-Koordinaten •Funktionen für Beschnitt und Farbanpassung, -mit Totalstation tachymetrisch gemessene Punkte •Mehrebenen-TIF Export für Weiterbearbeitung -Punktwolke vom Laserscanner (LPS, E57, PTS) in Adobe Photoshop
3D-Objektdokumentation mit Laserscanning
Verschmolzene Punktwolken als Analyse von Tragwerken
Referenz für Photogrammetrie
Deformationsanalyse Orthoprojektionen und
CAD-Auswertung
Datenaufnahme,
Orientierung and Aufbereitung
• Qualitätsparameter: - geometrische Genauigkeit
- Punktabstand (geometrische Auflösung)Orthogonalprojektion von Punktwolken
Definition des Punktabstandes als
Orthogonalprojektion der Punktwolke mit Auflösungskriterium
Intensitätseinfärbung • 3mm = 1:25 bei 200dpi
• 6mm = 1:50 bei 200 dpi
2D Bildentzerrung
Beeskow, Burg, 2012
Scan 3D GmbH / fokus GmbH LeipzigLaserscanning oder 2D Bildentzerrung
Orthobildaus Laserscandaten - Digitaler Bildplan
Terrestrischer Laserscan
Beeskow, Burg, 2012 2D- BildentzerrungScan-3D,Berlin – fokus GmbH Leipzig
Vorteil: Vorteil:
Geometrisch exakte Orthogonalprojektion der Fotografische Qualität für Detailerkennbarkeit und
Punktwolke (Gliederung / Deformation) Zustandsdokumentation
Nachteil: Nachteil:
Interpretationsproblem bei Punktmessung in verspringende Ebenen, Schmuckelemente…
Abhängigkeit der Qualität der Punktwolke haben einen perspektiven und einen
maßstäblichen Fehler
„Unschärfe“ und schlechte Detailerkennbarkeit
bedingt durch Punktdichte und Messrauschen Bei größeren Objektdeformationen ungeeignet!Orthogonalprojektion von Punktwolken
Erhebliche Qualitätsverbesserung durch ebenen-
basierte automatisierte Standpunktregistrierung
Definition des Punktabstands als Auflösungskriterium
• 3mm = 1:25 bei 200 dpi
• 6mm = 1:50 bei 200 dpi
Hamersleben, Stiftskirche, Stereoauswertung Chor, 2001
fokus GmbH Leipzig
Hamersleben, Stiftskirche, 3D-Laserscanning, 2021
fokus GmbH LeipzigOrthogonalprojektion von Punktwolken
Erhebliche Qualitätsverbesserung durch ebenen-
basierte automatisierte Standpunktregistrierung
Definition des Punktabstands als Auflösungskriterium
• 3mm = 1:25 bei 200 dpi
• 6mm = 1:50 bei 200 dpi
Hamersleben, Stiftskirche, 3D-Laserscanning, 2021
Hamersleben, Stiftskirche, Zylinderabwicklung Apsis, 2001
fokus GmbH Leipzig
fokus GmbH LeipzigCAD-Auswertung von Laserscandaten
Erhebliche Qualitätsverbesserung durch ebenen-
basierte automatisierte Standpunktregistrierung
• Generierung von Schnittprofilen durch die Punktwolke
• Ausrichtung der Profile nach BKS
• Definition Toleranzabstand zum Schnittprofil
Wertheim, Kilianskapelle, 2019
fokus GmbH Leipzig3D-Objektdokumentation mit Structure from Motion
3D Modelle von Architekturobjekten
3D Modell Steinreliefs Bildaufnahme und Bündelausgleichung 3D Modell einer Skulptur
3D-Modells eines Siegels Abwicklung von 2D Ortho-
für 3D-Druck Projektionen eines 3D-Modells
• Qualitätsparameter: - geometrische Genauigkeit
- Punktabstand (geometrische Auflösung)
- Bildqualität (Bildauflösung)3D Objektdokumentation mit Structure from Motion
• tachymetrische Passpunkmessung als Referenz für SfM-Projekt
• Bildaufnahme mit digitaler Mittelformatkamera
• Generierung texturiertes Oberflächenmodell über SfM
• Digitale Abwicklung mit Orthogonalprojektion auf Profillinie durch Gewölbe
Weißenau, Klosterkirche, Deckengewölbe Chor, 2018
fokus GmbH Leipzig3D Objektdokumentation mit Structure from Motion
• tachymetrische Passpunkmessung als Referenz für SfM-Projekt
• Bildaufnahme mit digitaler Mittelformatkamera
• Generierung texturiertes Oberflächenmodell über SfM
• Digitale Abwicklung mit Orthogonalprojektion auf Profillinie durch Gewölbe
Weißenau, Klosterkirche, Deckengewölbe Chor, 2018
fokus GmbH LeipzigDigitale Kartierung - ein Entwicklungsprozess im Wandel von
Dokumentations- und Auswertemethoden
Entwicklung von Dokumentationsmethoden für
die Denkmalpflege
- Dokumentation in den 1990er Jahren
- Dokumentation 2000-2010
- Dokumentation 2010-2020
Digitale Kartierung - ein sich stetig
entwickelnder Auswerteprozess
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 2.X (1999-2006)
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 3.0 (2007-2013)
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 4.0 (2013-2021)
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 5.0 (ab 2022)
Digitale Kartierung – ein Ausblick auf aktuelle
Entwicklungsvorhaben
- FuE-Projekt „OPDETRISS“ (2019-2022)
- FuE-Projekt „freeform4BIM“ (2021-2024)
- Kooperationsprojekt MonArch / metigo MAP
- Integration von Virtual Reality in den ProjektablaufDigitale Kartierung mit metigo® MAP 2.X (1999-2006)
Digitale Kartierung mit metigo® MAP 2.X (1999-2006)
Digitale Kartierung mit metigo® MAP 2.X (1999-2006)
Ipthausen, Wallfahrtskirche, 2005
Digitale Kartierung
Dipl.-Rest. Hendrik Romstedt, Kirchheim (Thür.)Digitale Kartierung mit metigo® MAP 2.X (1999-2006)
Ipthausen, Wallfahrtskirche, 2005
Digitale Kartierung
Dipl.-Rest. Hendrik Romstedt, Kirchheim (Thür.)Digitale Kartierung mit metigo® MAP 3.0 (2007-2013)
Variable Nutzeroberfläche
Zeichenwerkzeuge CAD-Befehle Gruppen/Klassenauswahl
• Polygon, Freihandlinie • Dehnen, Stutzen, • Wechsel der aktuellen Gruppe über:
• Kreis und 3-Punktbogen, • Spiegeln, - Strukturbaum oder Menüleiste,
• Kurvenlinie (Spline), • Versetzen... • Wechsel der Kartierungsklassen über:
• kombiniertes Objekt: • Flächenwerkzeuge - Strukturbaum oder Menüleiste,
- Polygon, Freihandlinie, • Objektfangmodi - Kartierungsdialoge
- 3-Punktbogen und Spline
Ipthausen, Wallfahrtskirche, 2005
Digitale Kartierung
Dipl.-Rest. Hendrik Romstedt, Kirchheim (Thür.)Gruppenverwaltung
• Kombinationen von: - Kartierungsklassen
- Bildebenen
- Hilfsebenen, Legenden, Schriftfelder
• Gruppierung: - Kartierungsphasen,
- Maßnahmeplanung,
- Druckausgaben
Restaurierungsprojekt FH Köln, Athribis, Ägypten, 2005
Digitale Kartierung
Dipl.-Rest. Christina Verbeek und Dipl.-Rest. Sabine Krause, KölnGruppenverwaltung
• Kombinationen von: - Kartierungsklassen
- Bildebenen
- Hilfsebenen, Legenden, Schriftfelder
• Gruppierung: - Kartierungsphasen,
- Maßnahmeplanung,
- Druckausgaben
Restaurierungsprojekt FH Köln, Athribis, Ägypten, 2005
Digitale Kartierung
Dipl.-Rest. Christina Verbeek und Dipl.-Rest. Sabine Krause, KölnKartierungslegende
• Automatische Verknüpfung der Legende mit Klassenverwaltung,
• Legende erlaubt Darstellung von:
- Massenermittlung,
- Prozentrechnung,
- Größenklassen...
• Legendeformate können als Vorlagen definiert werden,
• Gruppenlegende für Darstellung von aktuellen Gruppeninhalt...Projekthierarchie
Projektorganisation
• Ablage der Kartierungsprojekte
auf Festplatte gemäß Strukturbaum
Projektnavigation
• Über Strukturbaum und
Navigationskarte Verwaltung
von größeren Projekten
Kartierungsvorlage
• Bearbeitung von Kartierungs-
vorlagen,
• Vererbung von Projektänderungen
über Objekthierarchie
•Massenermittlung
• Abfrage von projektübergreifenden
• Massentabellen,
• visuelle Schadensanalyse in
Navigationskarte
Wiesbaden, Kurhaus, 2015
Digitale Kartierung/Abrechnungsdokumentation
Restauratorische Bauplanung Jens Kaminsky, PlauenMassenexport Massenermittlung • basiert auf maßstabsgerechten Kartierungsgrundlagen, • fortlaufende Aktualisierung während der Kartierung für jedes neu gezeichnete oder Später bearbeitete Element, • Umfang der Massenermittlung kann Klassenspezifisch zugewiesen werden (Länge, Fläche, Umfang, Tiefe, Volumen, Einsortierung in Größenklassen...) Massenausgabe • aktuelle Anzeige der Massenermittlung in der Legende, • Export in Massentabelle für weiterführende Kalkulation (Textdatei) • Projektübergreifende Massentabellen über Objekthierarchie
Digitale Kartierung mit metigo® MAP 4.0 (2013-2022)
Bildentzerrung nach Koordinaten
• vollständige Integration der Entzerrungs- und Montagfunktionalität aus metigo2D
• automatisierte Bildentzerrung durch Koordinatenmatching
• Farbanpassung und Verzeichnungskorrektur
Salem, Münster, Raumfassung, 2013
fokus GmbH LeipzigBildentzerrung nach Koordinaten
• vollständige Integration der Entzerrungs- und Montagfunktionalität aus metigo2D
• automatisierte Bildentzerrung durch Koordinatenmatching
• Farbanpassung und Verzeichnungskorrektur
Alvesta (SWE), Kirche, 2012
fokus GmbH LeipzigBildentzerrung nach Koordinaten
• vollständige Integration der Entzerrungs- und Montagfunktionalität aus metigo2D
• automatisierte Bildentzerrung durch Koordinatenmatching
• Farbanpassung und Korrektur von Verzeichnung und chromatische Abberation
M. Grünewald, Stuppacher Madonna, 2012
fokus GmbH Leipzig3D-Kartierung auf texturiertem Modell (SfM)
• erste Version der 3D-Kartierung auf texturiertem Oberflächenmodell
• eingeschränkte Zeichenfunktionalität (3D-Polygon)
• diverse Schwierigkeiten bei Eintragung der gewünschten Kartierungsflächen
• Orthoprojektion für 2D-Druckausgabe
• Mengenermittlung auf der tatsächlichen 3D-Oberfläche
Relief „Herzog Christian“, Steinernes Album, Großjena, 2013
3D Kartierung, Benjamin Hübner (stud. M.A.), FH Potsdam
fokus GmbH LeipzigFuE-Projekt „PROQUATO “ (2016-2018)
Projektziel: Prozessoptimierung, Qualitätsverbesserung & Auswertewerkzeuge für
multitexturierte Oberflächenmodelle
Partner: fokus GmbH Leipzig
Scan3D GmbH, Berlin
Institut für Photogrammetrie, TU Dresden
W. Lehmbruck, „Große Sinnende“, Staatsgalerie Stuttgart, 2018
3D Kartierung Restaurator Peter Bux, Leipzig
Fokus GmbH LeipzigAbrechnungsdokumentation
Abrechnung wahlweise nach: GAEB-Schnittstelle (Dangl IT)
- kartierter Fläche
- nach Handaufmaß
- nach umschließenden Rechteck
Modul für KostenkalkulationAnalyse von Kartierungsdaten
Datenfeldanalyse
Nutzerverwaltung für
Auswertung Kartierungshistorie
FlächenanalyseAnalyse von Kartierungsdaten
Datenfeldanalyse
Nutzerverwaltung für
Auswertung Kartierungshistorie
FlächenanalyseHierarchie mit Projektanalyse
• Analysedialog für Klassenstruktur in Hierarchie erlaubt die
Verwaltung, Kontrolle und Anpassung aller Kartierungsprojekte
in der Hierarchie
Klassenanalyse SPSG, Potsdam, Neues Palais, 2015
Digitale Kartierung/Ausführungsplanung
Dipl.-Rest. Michael Wirth, PotsdamErweiterte Projektstruktur für Kartierung
• Mosaikprojekt erlaubt Zerlegung eines Kartierungsprojektes in mehrere Teilprojekte
• Kartierungsdaten der Teilprojekte können später wieder zusammengeführt werden
• Änderungen im Hauptprojekt können später an die Teilprojekte weitergegeben werden
SPSG, Potsdam, Neues Palais, Marmorfußboden, 2009
Kartierung Melior & Partner GHmbH, Steinrestaurierung Frank Gansky
fokus GmbH LeipzigDigitale Kartierung mit metigo® MAP 5.0 (ab 2022)
Mehrsprachiges Kartierungsprojekt • Anlegen von mehreren „Sprachebenen“ in Kartierungsvorlage • Wechsel der Sprachen während der Kartierung jederzeit möglich
Kooperationsprojekt 3D-Kartierung am Kölner Dom
Projektziel: Einführung der 3D-Kartierung durch Dombauhütte des Kölner Domes
Partner: fokus GmbH Leipzig
Northdocks GmbH (SfM Projekt)
Dombauhütte Köln
Punktwolke (SfM) Kölner Dom, 2021
Northdocks GmbH3D-Kartierung an Architekturfassade
• erhebliche Erweiterung der Kartierungsfunktionalität auf 3D-Oberfläche
• Erweiterung und Optimierung der Signaturanzeige auf 3D-Oberfläche
Links: 3D-Modell (SfM) Fensterachse
Unten: Planlayout mit 2D-Modellansichten
Rechts: 3D-Kartierungsfenster
Kölner Dom, 2021
3D Kartierung, T. Pinkale, Köln
Dombauhütte Köln3D-Kartierung an Architekturfassade
• erhebliche Erweiterung der Kartierungsfunktionalität auf 3D-Oberfläche
• Erweiterung und Optimierung der Signaturanzeige auf 3D-Oberfläche
weitere Entwicklungsziele:
- strukturierte Punktwolke als 3D-Navigationsmodell
für Hierarchie
- Funktionen für Volumen- und Masseberechnung
- 3D-KonstruktionsbefehleVariable Anpassung Datenfeldanzeige
• Datenfeldverwaltung erlaubt Anzeigesteuerung der Werkzeugtabelle
• farbliche Hervorhebung von:
- Mindestabrechnungsgröße
- fehlende Dateneingabe und RundungsfehlernHierarchie mit Projektanalyse
• Analysedialog für Nutzerverwaltung in Hierarchie erlaubt die
Verwaltung, Kontrolle und Anpassung aller Kartierungsprojekte
in der Hierarchie
SPSG, Potsdam, Neues Palais, 2015
Nutzerverwaltung Digitale Kartierung/Ausführungsplanung
Dipl.-Rest. Michael Wirth, Potsdam3D-Modul für Scandatenauswertung (optional ab MAP 5.0)
Import von Scandaten
• Vorimport orientierter Scandaten (E57, LPS)
• Vorselektion des benötigten Objektbereiches
• Vorfilterung (Abstand, Intensität) und Normalenberechnung
• Navigationsmodell in reduzierter Auflösung
Verschmelzung
• Ausdünnung von Punktwolken mit definierten Punktabstand
• Filterung nach Intensität, Entfernung, Auftreffwinkel
• Datenreduktion auf 5-10% der ursprünglichen Scandaten
• Export der Punktwolke in Standardformate (E57, PTS, ...)
• Qualitätsparameter: - geometrische Genauigkeit
- Punktabstand (geometrische Auflösung)3D-Modul für Scandatenauswertung (optional ab MAP 5.0)
Schnittprofile
2D Bildentzerrung CAD-Auswertung
Orthoprojektion Punktwolke Deformationsanalyse
Wertheim, Kilianskapelle, 2019
fokus GmbH LeipzigDigitale Kartierung - ein Entwicklungsprozess im Wandel von
Dokumentations- und Auswertemethoden
Entwicklung von Dokumentationsmethoden für
die Denkmalpflege
- Dokumentation in den 1990er Jahren
- Dokumentation 2000-2010
- Dokumentation 2010-2020
Digitale Kartierung - ein sich stetig
entwickelnder Auswerteprozess
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 2.X (1999-2006)
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 3.0 (2007-2013)
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 4.0 (2013-2021)
- Digitale Kartierung mit metigo® MAP 5.0 (ab 2022)
Digitale Kartierung – ein Ausblick auf aktuelle
Entwicklungsvorhaben
- FuE-Projekt „OPDETRISS“ (2019-2022)
- FuE-Projekt „freeform4BIM“ (2021-2024)
- Kooperationsprojekt MonArch / metigo MAP
- Integration von Virtual Reality in den ProjektablaufFuE-Projekt „OPDETRISS“ (2019-2022)
Projektziel: Verfahren zur optischen Erfassung von Oberflächen-
veränderungen und Entwicklung einer Software zur Detektion
von Rissen und Verformungen an Mauerwerkskonstruktionen
Partner: fokus GmbH Leipzig
Ingenieurbüro Trabert + Partner, Geisa
MFPA WeimarDeformationsanalyse (Punktwolke zu Referenzebene)
• Abstandsberechnung zu frei definierbarer Referenzebene/Profillinie
• Einfärbung der Punkte nach Abstand zur Ebene
Hamburg, Lombardsbrücke, 2020
fokus GmbH Leipzig
Frankfurt/O.,Universität, Mensa, 2021
fokus GmbH Leipzig
Mühlhausen, Stadtmauer, 2020
Wertheim, Kilianskapelle, 2019 fokus GmbH Leipzig
fokus GmbH LeipzigDeformationsanalyse (Punktwolke zu Punktwolke)
• Abstandsberechnung zwischen nachfolgenden Deformationsmessungen (TLS/SfM)
• Messdaten befinden sich in übergeordneten Koordinatensystem
• Einfärbung der Punkte nach Abstand zur Referenzpunktwolke
Links: verschmolzene Punktwolke
Unten: Deformationsanalyse M0 – M2
Weißensee/Thür., Rathaus, Keller, 2020-22
fokus GmbH LeipzigDeformationsanalyse (Punktwolke zu Punktwolke)
• Abstandsberechnung zwischen nachfolgenden Deformationsmessungen (TLS/SfM)
• Messdaten befinden sich in übergeordneten Koordinatensystem
• Einfärbung der Punkte nach Abstand zur Referenzpunktwolke
Links: Deformationsanalyse M0 – M5
Unten: Deformationsanalyse M0 – M5 (Detail)
Weißensee/Thür., Rathaus, Keller, 2020-22
fokus GmbH LeipzigRissanalyse (im maßstabsgerechten Bildplan)
• parametrisierte Rissanalyse als Einzelmessung
• Konturverfolgung und ausgleichende Parameterberechnung
Links: Einzelmessung
Unten: ausgleichende Parameterberechnung
mit Detektion Rissverlauf
Weimar, Residenzschloss, 2021
fokus GmbH LeipzigRissanalyse (im maßstabsgerechten Bildplan)
• parametrisierte Rissanalyse als Einzelmessung
• Konturverfolgung und ausgleichende Parameterberechnung
• Überlagerung Bildplan mit Deformationsanalyse
Weimar, Residenzschloss, 2021
Digitale Kartierung
Dipl.-Rest. Uwe Rähmer, Großröhrsdorf, 2022FuE-Projekt „freeform4bim “ (2021-2024)
Projektziel: Entwicklung & Implementation von Methoden zur Modellierung von
Freiformflächen in Punktwolken zur Erzeugung von BIM-Modellen von
Bestandsobjekten
Partner: fokus GmbH Leipzig
Scan3D GmbH, Berlin
Institut für Geometrie, TU Dresden
Zentrum für angewandte Forschung und Technologie e. V. HTW Dresden
?Segmentierung von Punktwolken
• Aufbereitung von Punktwolken
• automatisiertes Filtern/Segmentieren/Ausdünnen
von Punktwolken für Modellierung
Heiligenstadt, Maria Hilf Kapelle, 2020
fokus GmbH LeipzigStrukturierung von Punktwolken
Strukturierung der Objektpunktwolke
als 3D-Gliederungsstruktur für:
• IFC-Export BIM-Modellierung
• 3D-Projekthierarchie in metigo MAP 5.0
• Austausch Objektstruktur mit
MonArch Datenbanksystem
Langenleuba, „Halbes“ Schloss, 2020
fokus GmbH LeipzigStrukturierung von Punktwolken
Strukturierung der Objektpunktwolke
als 3D-Gliederungsstruktur für:
• IFC-Export BIM-Modellierung
• 3D-Projekthierarchie in metigo MAP 5.0
• Austausch Objektgliederung mit
MonArch Datenbanksystem
Langenleuba, „Halbes“ Schloss, 2020
fokus GmbH LeipzigKooperationsprojekt MonArch / metigo MAP
Projektziel: Einsatz von MonArch und Metigo MAP für die Dokumentation von
Objekten des kulturellen Erbes
Partner: fokus GmbH Leipzig
ArInfoWare Passau (MonArch)
Bergakademie Freiberg
Freiberg, Muldenhütte, 2022
fokus GmbH LeipzigIFC-Schnittstelle für Strukturaustausch
Projektziel: - Austausch der Objektstrukur über strukturierte Punktwolke (IFC-Datei)
- Strukturgraph (Monarch) entspricht Projektgliederung in Hierarchie (metigo)
1. Teilziel
Projektgliederung in Kartierungsklassen und
Hierarchie Gruppenverwaltung
Datenfeldverwaltung
Freiberg, Muldenhütte, 2022
fokus GmbH LeipzigIFC-Schnittstelle für Strukturaustausch
Projektziel: - Austausch der Objektstrukur über strukturierte Punktwolke (IFC-Datei)
- Strukturgraph (Monarch) entspricht Projektgliederung in Hierarchie (metigo)
1. Teilziel
Freiberg, Muldenhütte, 2022
fokus GmbH LeipzigIntegration von Virtual Reality in den Projektablauf
• Aufbereitung bereits vorhandener 3D-Laserscandaten (Vermessung/Photogrammetrie)
• mögliche Anwendungen: - virtuelle Begehung der Punktwolke
- ergänzendes „Handaufmaß“
- Projektbesprechung
- Visualisierung von Umbaumaßnahmen
Mainau, Schlosskirche, 2020
fokus GmbH LeipzigDigitale Kartierung - ein Entwicklungsprozess im Wandel von
Dokumentations- und Auswertemethoden
Vielen Dank für die
Aufmerksamkeit!
Dipl.-Ing. G. Siedler, Dipl.-Inf. (FH) S.Vetter,
27. Fachtagung Natursteinsanierung Karlsruhe,
AkademieHotel Karlsruhe, 11.03.2022Sie können auch lesen
