3D Terrestrial Laser Scanner RIEGL VZ-4000

Universität für Bodenkultur Wien (BOKU)

Wien | Website

Großgerät

Kurzbeschreibung

Beim Laserscanning handelt es sich um ein aktives, distanzbasiertes Messverfahren, dem die Laufzeitmessungen von Laserstrahlen zugrunde liegen (LiDAR-Technik – Light detection and ranging). Die Funktionsweise eines Laserscanners beruht auf der Aussendung von Laserstrahlung unter bekanntem Auslenkwinkel, die an Oberflächen zu untersuchender Objekte reflektiert und vom Scanner wieder erfasst werden.
Auf diese Weise kann durch das Abtasten der Oberfläche durch den Laserstrahl die genaue Lage von Millionen Punkten in kürzester Zeit erfasst werden. Bei abbildenden Laserscannern wird für jeden Punkt zusätzlich ein Intensitätswert aufgezeichnet, der in Abhängigkeit der reflektierenden Eigenschaften eine Information über die Art der Oberfläche enthält. Als Rohprodukt entsteht eine hochauflösende dreidimensionale, monochrome Punktwolke der gescannten Oberfläche bzw. des gescannten Objekts, aus der mittels geeigneter Softwareprogramme realistische und praktikable Oberflächenmodelle erstellt und analysiert werden können.

Ansprechperson

Voit Klaus, Priv.-Doz. B.A. Dipl.-Ing. MMMag. Dr.

Research Services

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Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur

Der Scanner scannt automatisch 360° bzw. den gewünschten Szenenausschnitt und erfasst eine nahezu sphärische Gesamtansicht seiner Umgebung. Da es sich beim Laserscanning um ein aktives System handelt und der Lichtstrahl zur Abtastung der Oberfläche eigens vom Laser ausgesendet wird, ist diese Messmethode auch bei schlechten Lichtverhältnissen anwendbar. Die Messung erfolgt sehr rasch und dauert nur wenige Minuten. Die Scan-Auflösung (Anzahl der erfassten Punkte) ist dabei wählbar und von den Projektanforderungen (v. a. der erforderlichen Messgenauigkeit) abhängig. Mit zunehmender Entfernung zwischen Scanner und Messobjekt nimmt bei konstanter Auflösung die Punktdichte ab. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, die Farbe der Messpunkte zu registrieren und damit den Laserscan-Daten Farbinformationen zuzuordnen. Ein solches Einfärben geschieht durch eine RGB-Farbüberlagerung der 3D-Punktwolke, die Farbinformation wird dabei mittels Farbkamera erfasst. Das gegenständlich verwendete Laserscanning- Gerät verfügt über eine interne Farbkamera mit einer maximalen Auflösung von 70 Megapixeln. Die Bildüberlagerung erfolgt sehr exakt mit Genauigkeiten im untersten Pixelbereich.

Terrestrische – und auch flugzeuggebundene (Airborne) - Laserscanner zur Abbildung von Objekten bzw. für die Fernerkundung der Erdoberfläche mittels Puls-Laser-Technologie sind bereits seit den späten 1990er-Jahren erfolgreich im Einsatz und deren Produkte mittlerweile eine unverzichtbare Datengrundlage für verschiedenste Disziplinen. Die Messrate beträgt mittlerweile bis zu 300.000 Punkte/s, die Messdistanz mehrere Kilometer (jeweils stark abhängig von den Objekt- und Umgebungseigenschaften).

Die Erstellung hochauflösender 3D-Farbaufnahmen ist in der Architektur, der Bauindustrie oder der Forensik bereits ein weitverbreitetes Darstellungsinstrument. Außerdem ist 3D-Laserscanning im Tunnelbau mittlerweile eine wichtige Möglichkeit die 3D-Geometrie des Hohlraumes vollständig zu erfassen. Für geologische Fragestellungen wird 3D-Laserscanning verbreitet im Rahmen von Naturgefahren-Monitoring verwendet. Mittels Vergleich von Mehrfach-Scans können beispielsweise instabile Hang- bzw. Böschungsbereiche erkannt und deren Deformationsgeschwindigkeit erfasst werden. Mit Hilfe des durch Laserscanning erfassten exakten 3D-Geländemodelles können weiterführende Modellierungen hinsichtlich Böschungsstabilität oder Steinschlag durchgeführt werden.

Voit Klaus, Priv.-Doz. B.A. Dipl.-Ing. MMMag. Dr.
BOKU Institut für Angewandte Geologie (IAG)
+43 1 47654-87210
klaus.voit@boku.ac.at
https://boku.ac.at/baunat/iag/personen
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