Gebäude Punktgenau vermessen Unterwegs mit dem

REPORTAGE .
Bauwerke punktgenau
in 3D vermessen
Wie funktioniert 3D-Laserscanning eigentlich? Wie wird es eingesetzt und
was für Vorteile bringt dieses innovative Messverfahren gegenüber
herkömmlichen Methoden? Wir haben einen Journalisten gebeten,
unserem Laserscanning-Team bei einem Einsatz am Basler Münsterplatz
über die Schultern zu schauen.
Ein Surren ist zu hören – das Geräusch erinnert an eine alte Spiegelreflexkamera, wenn sich die
Filmrolle im Gehäuse nach dem letzten Bild aufrollt. Für die zwei Vermessungstechniker Michael
Schrattner und Eric Anklin ein gewohnter Ton, kommt er doch nicht von einer Fotokamera aus
fernen analogen Zeiten, sondern vom modernsten Arbeitsgerät des Ingenieurbüros Jermann in
Arlesheim: dem 3D-Laserscanner. Umgeben von jahrhundertealten Gebäuden, die ihre heutige
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barocke Form nach der Säkularisierung des Fürstbistums Basel 1803 mit der Umformung der
Domherrenhöfe erhielten, gehen die zwei Spezialisten den Münsterplatz auf und ab – auf der
Suche nach Lage- und Höhenfixpunkten, die sie für die präzise Vermessung benötigen.
Digitale CAD-Gebäudepläne
Der Auftrag heute: die komplette
Bestandsvermessung des
Verwaltungsgebäudes des Bau- und
Verkehrsdepartements (BVD) auf dem
Münsterplatz in Basel. Für beide
Vermessungsspezialisten eine besondere
Herausforderung, nicht zuletzt aufgrund
der Dimensionen des Gebäudes. «Der
Komplex des BVD umfasst den
Münsterplatz 10 bis 12 und die Rittergasse 2», sagt Markus Gmür, Ressortleiter
Gebäudemanagement Bau beim BVD und präzisiert, dass es sich um vier Gebäude handle, unter
anderem den Falkensteinerhof, den Regisheimerhof und die dreiflüglige Anlage des Domhofs, die
alle miteinander verbunden sind. Ein Blick hinter das Eingangsportal offenbart das Ausmass. Das
Gebäude gleicht eher einem italienischen Palazzo aus der Renaissance als einem
Verwaltungsgebäude. In der Mitte entfaltet sich ein riesiger Raum, ein grosser Lichthof mit einer
Kuppel aus Glasbausteinen. Arkadengänge um den Lichthof führen in alle vier Obergeschosse, wo
die Angestellten des BVD ihre Büros haben. «Wir haben das Ingenieurbüro Jermann als Resultat
eines freihändigen Submissionsverfahren mit der Vermessung beauftragt, weil wir unsere
Gebäudepläne aktualisieren und auf einen digitalen Stand bringen wollen», meint Gmür.
Schritt für Schritt im Puzzleteil
Schrattner und Anklin gehen bei der Vermessung der Fassaden, Grundrisse und Querschnitte
strukturiert vor. Schritt für Schritt wie in einem Puzzle platzieren sie bemusterte ScannerMessmarken mit einer jeweils eindeutigen Nummerierung. «Mit dem 3D-Laserscanner erfassen wir
vollflächig die gesamte Geometrie eines Bauwerks, sodass wir in einem Arbeitsgang alle benötigten
Masse mit höchster Präzision erhalten», erklärt Schrattner. «Innen wie aussen, vom Gesamten bis
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ins Detail», ergänzt Anklin, der sich seit fünf Jahren auf die Bestandsvermessung beim Arlesheimer
Ingenieurbüro spezialisiert hat. Doch bevor mit den eigentlichen Objektaufnahmen begonnen wird,
gehört der Rundgang zu den ersten Aufgaben. «Wir definieren zuerst sogenannte Fixpunkte im
Aussenbereich. Die Koordinaten dieser Punkte dienen uns als dauerhafte Referenz für alle
anschliessenden Messungen», erklärt der gelernte Geomatiker. Anschliessend werden die ScannerMessmarken zur Verknüpfung der einzelnen 3D-Scans im Aussenbereich und Gebäudeinneren
platziert. «Mit dem Tachymeter messen wir danach die Lage und Höhe der Scanner-Messmarken
aus und speichern die erhaltenen 3D-Koordinaten auf dem Gerät. Unsere Messungen weichen
dabei nicht mehr als einige Millimeter ab.»
Simultan dazu wird das Gebäude von aussen und innen mit dem 3D-Laserscanner aufgenommen.
Verallgemeinert bedeute 3D-Laserscanning das strukturierte Abrastern von Oberflächen und
Objekten mittels Lasermessstrahl und es zeichne sich neben der vollständigen Aufnahme durch
eine sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeit und Präzision aus. Nur wenige Minuten seien pro Scan
notwendig. «Im Aussenbereich dauert die Aufnahme pro Standort rund drei Minuten, im
Innenbereich reicht uns aufgrund der kürzeren Messdistanzen und der reduzierten Scan-Auflösung
die Hälfte», erläutert Schrattner. «In der Regel scannen wir alle Bauwerksgeometrien von
mindestens zwei Seiten», betont der Geomatikingenieur. So gehe man sicher, dass auch jede
Unebenheit, jeder Eingang, jede Fensterlaibung oder die Dachkanten detailgetreu aufgenommen
werden. Doch kein Gebäude und keine Umgebung gleichen sich. «Bei der Arbeit vor Ort müssen wir
trotz der vorgängigen Planung und unserer Erfahrung oft improvisieren und schnelle
Entscheidungen treffen», erklärt Anklin und zeigt schmunzelnd auf einen der zwei Münstertürme.
«Um die Dächer und Spitzgauben des BVD aufzunehmen, müssen wir heute dort noch hoch.»
Resultat der Bestandsaufnahme
Auch bei den Innenaufnahmen sind Improvisations- und Entscheidungsvermögen gefragt, wenn
beispielsweise die Scanner-Messmarken nicht am gewünschten Ort angebracht werden können
oder die interessierenden Geometrien z.B. durch Möbel verdeckt sind. Man habe sich im Vorfeld
auch dazu entschieden, jedes Stockwerk des Gebäudes in drei Etappen aufzunehmen, um die
Organisation der Arbeiten zu erleichtern, sagt Anklin. Zudem werden die Aufnahmen während den
Bürozeiten durchgeführt, was für Schrattner einer organisatorischen Meisterleistung gleichkommt.
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«Anspruchsvoll, aber für uns absolut machbar!», sagt er und weist auf die Marschtabelle, auf der
eingetragen ist, welche Büros und Sitzungszimmer wann zur Verfügung stehen.
Das Ergebnis der Bestandsaufnahme mit dem 3D-Laserscanner ist zunächst eine sogenannte
«Punktwolke», bestehend aus Milliarden einzelner Messpunkte, wobei jeder Messpunkt über die drei
Raumkoordinaten x,y,z eindeutig beschrieben wird. «Die resultierenden Messdaten dienen uns als
vollständige Grundlage für die nachfolgende Ausarbeitung der benötigten Grundrisse, Schnitte und
Ansichten in einem CAD-Programm», erklärt Schrattner. Der Arbeitsaufwand lässt sich in etwa
nach folgender Faustregel berechnen: Auf einen Tag Vermessungsarbeit vor Ort kommen noch drei
bis vier Tage im Büro dazu, bis sich die
Puzzleteile in Grundrisse, Schnitte
oder 3D-Modelle verwandeln. «Am
Anfang steht einfach eine lose
Punktfolge ohne Bezug zueinander»,
meint Schrattner, «und unsere
Aufgabe ist es, die einzelnen Teile
miteinander zu verbinden und daraus
die gewünschten Informationen zu
gewinnen.
3D-Messtechnik weiter ausbauen
Bestandsaufnahmen von Bauwerken würden heutzutage teilweise immer noch mit Messband und
Doppelmeter erfolgen, was dementsprechend zeitaufwändig und mitunter ungenau sei, sagt Eric
Anklin. Mit der neuen und modernen Vermessungsmethode wolle man das neue Geschäftsfeld und
die entsprechende Kompetenz bei Jermann weiter ausbauen. «Seit rund vier Jahren beschäftigen
wir uns intensiv mit der innovativen Technik des 3D-Laserscannings.», sagt Anklin. Mittlerweile sei
das Team der Bau- und Ingenieurvermessung auf 16 Mitarbeitende angewachsen. Eric Anklin ist
einer davon.» Schrattner sieht in der modernen Aufnahmemethode ein grosses Potenzial für die
Zukunft, denn immer mehr Ingenieur- und Architekturbüros, Gemeinden oder auch Ämter, wie das
BVD, haben mittlerweile einen hohen Bedarf an aktuellen und präzisen Bestandsplänen. «Wir sind
mit dem Resultat und der Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Jermann sehr zufrieden», sagt
Markus Gmür und ergänzt: «Mit diesen Vorlagen haben wir nun hervorragende Grundlagen für
weitere Projekte». Text: Paolo D‘Avino
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