Studienarbeit untersucht Qualität mobiler LiDAR-Aufnahmen für den Baustelleneinsatz

Moderne Messmethoden im Fokus der Untersuchung.

Im Rahmen einer Studienarbeit im Studiengang Bauingenieurwesen wurde am Beispiel eines Hostels in Heidelberg untersucht, wie hoch die Genauigkeit mobiler LiDAR Aufnahmen im Vergleich zu einem terrestrischen Laserscanner sind. Verfasst wurde die Arbeit von Lars Armbrust aus dem Kurs PMT23B mit dem Dozenten Elmar Pfeiffer als Betreuer. Ziel der Arbeit war es, die Einsatzmöglichkeiten beider Verfahren im Bauwesen zu bewerten und neben der Genauigkeit auch Aufwand und wirtschaftliche Aspekte zu betrachten.

Als Untersuchungsbereich diente ein definierter Teil des Erdgeschosses im Rohbauzustand. Dieser Bereich wurde zunächst mit einem Trimble X7 terrestrisch erfasst. Zusätzlich erfolgte eine mobile LiDAR Aufnahme mit einem iPad. Zur Kontrolle wurden Zieltafeln sowie markante Gebäudepunkte, beispielsweise Deckenkanten oder Unterzüge, tachymetrisch eingemessen. Die Auswertung erfolgte anschließend mit CloudCompare, PointCab, Revit und Excel.

Die Ergebnisse zeigen Unterschiede zwischen den Verfahren auf. In CloudCompare wurde für den Vergleich der mobilen Punktwolke mit der Trimble-X7 Referenz eine mittlere Abweichung von 2,3 cm ermittelt. Der punktbasierte Vergleich der Zieltafeln bestätigte Abweichungen mit 2,7 cm. Bei ausgewählten Punkten an Bauteilen des Erdgeschosses zeigte sich ein deutlicherer Unterschied: 
Während die Trimble X7 Daten im Vergleich zu den tachymetrisch aufgenommenen Koordinaten im Mittel bei etwa 1,2 cm lagen, erreichte die mobile LiDAR Aufnahme im Mittel etwa 6,1 cm.

Besonders auffällig waren Unterschiede an Kanten und geometrischen Übergängen. Aus den Punktwolken abgeleitete Schnitte zeigten, dass der Trimble X7 Kanten schärfer und konsistenter abbildet. Die mobile LiDAR Aufnahme stellte Kanten dagegen teilweise abgerundet dar. Auch bei der Überlagerung mit dem Grundriss des Architekten zeigte sich, dass der Trimble-Datensatz insgesamt gut als As-built-Grundlage geeignet ist. Beim mobilen LiDAR Datensatz waren im Startbereich noch geringe Abweichungen erkennbar, während in weiter entfernten Räumen größere Verschiebungen auftraten. 

Die wirtschaftliche Betrachtung zeigte, dass mobile LiDAR-Verfahren vor allem durch ihre einfache Handhabung und geringe Einstiegskosten interessant sind. Die Wirtschaftlichkeit hängt jedoch stark davon ab, wie häufig die benötigte Software genutzt wird. Für präzise Bestandsdokumentationen und kantenscharfe Auswertungen bleibt das terrestrische Laserscanning die verlässlichere Methode. Mobile LiDAR Systeme bieten dagegen großes Potenzial für schnelle, einfache und wiederholbare Erfassungen auf Baustellen.