Untertage-Aufnahme und anschließende Demokratisierung von terrestrischen Laserscandaten

Bereits seit Längerem wird das terrestrische Laser Scanning zur Vermessung von über- und unterirdischen Bauwerken eingesetzt. Die Forderung nach einer detaillierten digitalen 3D-Dokumentation erfordert geeignete Methoden, die eine möglichst hohe geometrische Auflösung bei entsprechend effizienten Aufnahmeverfahren ermöglichen. Gerade die Bedingungen unter Tage stellen große Herausforderungen an die Aufnahme: Obwohl viele Scanpositionen aufgenommen werden müssen, spielt der Zeitaufwand für die Abwicklung des gesamten Scanprojekts eine große Rolle. Obwohl keine GNSS (Global Navigation Satellite System)-Messungen möglich sind, sind die Anforderungen an die Robustheit des „Workflows“ und an die Genauigkeit des Gesamtprojekts hoch. Auf der einen Seite sollen große und komplexe 3D-Daten möglichst lückenfrei und komplett aufgenommen, auf der anderen Seite sollen die Ergebnisse dann aber auch möglichst vielen Anwendern flüssig und intuitiv bedienbar zur Verfügung stehen. In vielen Details wurde gerade in den letzten Jahren der gesamte Aufnahme- und Auswerteprozess beschleunigt und verbessert: Die Laserscanner messen mit „Millimeter-Genauigkeit“, es können dutzende hochauflösende Scans pro Stunde aufgenommen werden, die Scanpositionen werden auch ohne GNSS-Information automatisch zueinander registriert und eine Ausgleichsrechnung kann abschließend einen Fehlerreport des gesamten Vermessungsprojektes liefern. Diese Arbeit soll sowohl den gesamten „Vermessungs-Workflow“ beschreiben, als auch eine neue Methode aufzeigen, ein Scanprojekt mehreren Institutionen gleichzeitig zugänglich zu machen. Alle Scans eines Projektes können speicheroptimiert im Intranet oder im Internet als ein sogenanntes „RiPANO“-Projekt gespeichert werden. Die Navigation zwischen einzelnen Scanpositionen erfolgt intuitiv, rasch und übersichtlich. Mehrere Benutzer können dann gleichzeitig darauf zugreifen und die Daten so vorbereiten, dass daraus CAD-(Bestands-)Pläne erstellt werden können.For some time now, terrestrial laser scanning has been used for surveying above and below ground structures. The demand for detailed digital 3D documentation requires suitable methods that allow the highest possible geometric resolution with correspondingly efficient recording methods. The underground conditions in particular pose great challenges for the recording: although many scan positions have to be recorded, the time required to complete an entire scan project plays an important role. Although no GNSS (global navigation satellite system) measurements are possible, the demands on the robustness of the registration and the accuracy of the overall project are high. On the one hand, large and complex 3D data should be recorded as gap-free and complete as possible, on the other hand, the results should be made available to as many users as possible in a fluent and easy to use way

How Much of a Historic Town Can Be Mapped by a Terrestrial Laser Scanner within a Working Day? - A Single Touch Workflow

Downtown Vienna with its world-famous cultural sites and architectural features is most definitely worth conservation. One way to archive at least a digital 3D imprint is laser scanning. While urban mapping with airborne or mobile laser scanning is fast and efficient, the resulting point clouds might not have the required resolution or might experience gaps due to shadowing. Terrestrial laser scanning has the potential to overcome these limitations. However, it has long been considered time-consuming and labour-intensive both while capturing and also while processing the data. In order to challenge this, we performed a field test with the new RIEGL VZ-400i terrestrial laser scanner. For eight hours, in the night from 2nd to 3rd of June 2016, one single operator employed the instrument throughout the city center of Vienna. He managed to take 514 high-resolution laser scans with approximately 9m between the scan positions. The data acquired in the course of this test impressively demonstrates the potential of state-of-the-art terrestrial laser scanning to preserve detailed 3D-information of urban environments within limited amount of time. This paper describes the complete workflow from the one touch operation in the field up to the automatic registration process of the collected laser scans.     

Analysis of mobile laser scanning data and multi-view image reconstruction

The combination of laser scanning (LS, active, direct 3D measurement of the object surface) and photogrammetry (high geometric and radiometric resolution) is widely applied for object reconstruction (e.g. architecture, topography, monitoring, archaeology). Usually the results are a coloured point cloud or a textured mesh. The geometry is typically generated from the laser scanning point cloud and the radiometric information is the result of image acquisition. In the last years, next to significant developments in static (terrestrial LS) and kinematic LS (airborne and mobile LS) hardware and software, research in computer vision and photogrammetry lead to advanced automated procedures in image orientation and image matching. These methods allow a highly automated generation of 3D geometry just based on image data. Founded on advanced feature detector techniques (like SIFT (Scale Invariant Feature Transform)) very robust techniques for image orientation were established (cf. Bundler). In a subsequent step, dense multi-view stereo reconstruction algorithms allow the generation of very dense 3D point clouds that represent the scene geometry (cf. Patch-based Multi-View Stereo (PMVS2)). Within this paper the usage of mobile laser scanning (MLS) and simultaneously acquired image data for an advanced integrated scene reconstruction is studied. For the analysis the geometry of a scene is generated by both techniques independently. Then, the paper focuses on the quality assessment of both techniques. This includes a quality analysis of the individual surface models and a comparison of the direct georeferencing of the images using positional and orientation data of the on board GNSS-INS system and the indirect georeferencing of the imagery by automatic image orientation. For the practical evaluation a dataset from an archaeological monument is utilised. Based on the gained knowledge a discussion of the results is provided and a future strategy for the integration of both techniques is proposed

Untertage-Aufnahme und anschließende Demokratisierung von terrestrischen Laserscandaten

Bereits seit Längerem wird das terrestrische Laser Scanning zur Vermessung von über- und unterirdischen Bauwerken eingesetzt. Die Forderung nach einer detaillierten digitalen 3D-Dokumentation erfordert geeignete Methoden, die eine möglichst hohe geometrische Auflösung bei entsprechend effizienten Aufnahmeverfahren ermöglichen. Gerade die Bedingungen unter Tage stellen große Herausforderungen an die Aufnahme: Obwohl viele Scanpositionen aufgenommen werden müssen, spielt der Zeitaufwand für die Abwicklung des gesamten Scanprojekts eine große Rolle. Obwohl keine GNSS (Global Navigation Satellite System)-Messungen möglich sind, sind die Anforderungen an die Robustheit des „Workflows“ und an die Genauigkeit des Gesamtprojekts hoch. Auf der einen Seite sollen große und komplexe 3D-Daten möglichst lückenfrei und komplett aufgenommen, auf der anderen Seite sollen die Ergebnisse dann aber auch möglichst vielen Anwendern flüssig und intuitiv bedienbar zur Verfügung stehen. In vielen Details wurde gerade in den letzten Jahren der gesamte Aufnahme- und Auswerteprozess beschleunigt und verbessert: Die Laserscanner messen mit „Millimeter-Genauigkeit“, es können dutzende hochauflösende Scans pro Stunde aufgenommen werden, die Scanpositionen werden auch ohne GNSS-Information automatisch zueinander registriert und eine Ausgleichsrechnung kann abschließend einen Fehlerreport des gesamten Vermessungsprojektes liefern. Diese Arbeit soll sowohl den gesamten „Vermessungs-Workflow“ beschreiben, als auch eine neue Methode aufzeigen, ein Scanprojekt mehreren Institutionen gleichzeitig zugänglich zu machen. Alle Scans eines Projektes können speicheroptimiert im Intranet oder im Internet als ein sogenanntes „RiPANO“-Projekt gespeichert werden. Die Navigation zwischen einzelnen Scanpositionen erfolgt intuitiv, rasch und übersichtlich. Mehrere Benutzer können dann gleichzeitig darauf zugreifen und die Daten so vorbereiten, dass daraus CAD-(Bestands-)Pläne erstellt werden können.For some time now, terrestrial laser scanning has been used for surveying above and below ground structures. The demand for detailed digital 3D documentation requires suitable methods that allow the highest possible geometric resolution with correspondingly efficient recording methods. The underground conditions in particular pose great challenges for the recording: although many scan positions have to be recorded, the time required to complete an entire scan project plays an important role. Although no GNSS (global navigation satellite system) measurements are possible, the demands on the robustness of the registration and the accuracy of the overall project are high. On the one hand, large and complex 3D data should be recorded as gap-free and complete as possible, on the other hand, the results should be made available to as many users as possible in a fluent and easy to use way

Il Canal Grande a Venezia in scansione 3D da natante

L’Università Iuav di Venezia ha testato sul Canal Grande le più innovative tecniche di rilevamento, in collaborazione con Riegl e Microgeo, realizzando la scansione di tutti i prospetti attraverso un sistema di acquisizione integrato da natante.   The Grand Canal in Venice by boat 3d laser scanning The  Iuav  University  in  Venice  realized  a  test  on  the  Canal Grande with the most advanced detection techniques, in col-laboration with Riegl and Microgeo, making the laser scanning of all the elevation  through an acquisition system integrated on a ship