Laserscanning

GISWiki - Das freie Portal für Geoinformatik (GIS)
Version vom 7. Februar 2006, 11:30 Uhr von HeinzJ (Diskussion | Beiträge) (Hersteller 3D-Laserscanning- und Bodyscanning-Systemlösungen)

(Unterschied) ← Nächstältere Version | Aktuelle Version ansehen (Unterschied) | Nächstjüngere Version → (Unterschied)
Wechseln zu: Navigation, Suche

Beim Laserscanning werden Oberflächen oder Körper mittels Lasertechnologie abgetastet. Dabei existieren verschiedene Vorgehensweisen und Anwendungsgebiete.

Verfahren und Anwendungsgebiete

Laseraltimetrie

Laseraltimetrie ist eine Methode der Geodäsie, bei der Objekte mit Hilfe von punktweisen Entfernungsmessungen erfasst werden. Es gibt terrestrisches Laserscanning, bei dem ein Messgerät z.B. vor einem Gebäude installiert und das Objekt damit punktweise abgetastet wird. Daneben gibt es das luftgestützte Laserscanning, bei dem die Sensoren in einem Flugzeug oder Hubschrauber installiert werden. Dieses Verfahren dient im allgemeinen zur Erfassung von Geländehöhen und Objekten auf dem Gelände.

Bei der Ermittlung der Entfernung zum zu erfassenden Objekt können je nach verwendetem System zwei verschiedene Messverfahren zum Einsatz kommen. Dabei handelt sich entweder um das Impulsverfahren oder das Phasenverfahren. Bei der Messung nach dem Impulsverfahren wird ein kurzer Laserimpuls ausgesendet und die vom Objekt reflektierte Strahlung am Sensor registriert. Die Zeit, welche bei der Ausbreitung des Signals durch die Atmosphäre verstreicht, ist ein Maß für die doppelte Entfernung zwischen der Sende- und Empfangseinheit.

Für eine korrekte Georeferenzierung der Entfernungsmessung ist es erforderlich, dass Position und Orientierung des Sensors im Raum zum Zeitpunkt der Messung bekannt sind. Im Falle des luftgestützten Laserscanning wird dazu eine Kombination aus mindestens einem GPS-Empfänger und inertialem Navigationssystem (INS) verwendet. Hierbei ist es wichtig, dass die verschiedenen Messwerte der unterschiedlichen Sensoren synchron ermittelt oder über geeignete Verfahren zumindest synchronisiert werden können.

Mittels geeigneter Verfahren lassen sich dann aus den Daten der Entfernungsmessung und der Komponente GPS/INS dreidimensionale kartesische Koordinaten der gemessenen Punkte ableiten.

Ein Laserscanner, der neben der dreidimensionalen Position (Koordinaten) auch die Intensität des reflektierten Signals erfasst, wird abbildender Laserscanner genannt. Die Aufnahme der Intensitätswerte des von den augenommenen Oberflächen reflektierten Laserlichtes erfolgt bei heutigen Lasermessystemen in 16bit Graustufen. Im Ergebnis erhält man ein Abbild der Oberflächen ähnlich dem eines Schwarzweißfotos.

3D-Laserscanning

Beim 3D-Laserscanning werden die Konturen (Oberflächen) von Körpern (Menschen, Gegenstände) und Räumen mittels der sogenannten Lichtschnitttriangulation digital erfasst. Dabei entsteht eine diskrete Menge von 3D-Abtastpunkten, die als Punktwolke bezeichnet wird. Die Koordinaten der gemessenen Punkte werden aus den Winkeln und der Entfernung in Bezug zum Ursprung (Gerätestandort) ermittelt. Anhand der Punktwolke werden entweder Berechnungen durchgeführt (z.B. Vermessen von Menschen, Klassifikation von Körpern) oder sie wird in eine Oberfläche zurückgerechnet (Meshing) und z.B. in der 3D-Computergrafik verwendet. Das Scannen von Menschen ist auch unter dem Begriff Bodyscanning bekannt.

Der Einsatz des Laserscanning findet zunehmend in der Architekturvermessung mit Schwerpunkten in der Bauforschung und Denkmalpflege Anwendung. Insbesondere veformte und geschädigte Bauwerke mit räumlich komplizierten Strukturen können schnell und vollständig erfasst werden. Moderne Lasermessysteme erreichen eine Punktegenauigkeit von bis zu 1 mm am Objekt. Ein Laserscanner mit Phasenmessverfahren nimmt zusätzlich zu den Punktkoordinaten die Intensitätswerte der Oberflächen auf.

Hersteller 3D-Laserscanning- und Bodyscanning-Systemlösungen