Modell der automatisierten Auswertung von Laserscanningdaten zur Fassadenrekonstruktion

摘要

In der Bundesrepublik Deutschland gewinnen Baumassnahmen im Bestand immer mehr an Bedeutung. Insbesondere im Zuge der Altbausanierung im Hinblick auf eine energieeffiziente und nachhaltige Warmedammung werden derzeit zahlreiche Fassaden mit einer zusatzlichen Hulle versehen. Dabei kommen vermehrt moderne Baumaterialien und -verfahren zum Einsatz, die eine werksseitige Vorfertigung der Dammelemente anstreben und eine passgenaue Montage auf der Baustelle erfordern. Die exakte Kenntnis der Fassadengeometrie und -beschaffenheit ist daher fur die Planung und Anfertigung im Vorfeld unerlasslich. Bei dieser Vorgehensweise ist eine prazise und kostengunstige Messtechnik zur Erfassung der Bestandsdaten eine zwingende Voraussetzung. Hierzu bietet sich das Verfahren des terrestrischen Laserscanning an. Dieses hat sich seit der Markteinfuhrung zu Beginn dieses Jahrhunderts in der geodatischen Messtechnik als modernes, bildgebendes Verfahren zur schnellen und prazisen dreidimensionalen Vermessung etabliert (WUNDERLICH 2006). Die Bandbreite des Anwendungsspektrums reicht dabei von Architekturvermessungen (As-Built-Dokumentation von Fassaden, Innenraumen, Rohrleitungen etc.) uber die Dokumentationen in der Archaologie (OHLMANN-BARTUSEL et al. 2009), in der Denkmalpflege und im Tunnelbau (OHLMANN-BARTUSEL 2008) bis hin zu Lichtraumprofil- und Volumenvermessungen (Deponie, Bergbau). Von zunehmender Bedeutung sind auch Laserscanning-anwendungen im Bereich von Deformationsanalysen, unter Anderem im Bereich von Tunnel- und Bruckenbauwerken sowie bei Staudammen und -mauern. In den kommenden Jahren ist mit dem vermehrten Einsatz modernster Messtechnik beim Bauen im Bestand zu rechnen - eine automatisierte Auswertung digitaler Bestandsdaten ist daher Gegenstand aktueller Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Modelle mit unterschiedlichsten Herangehensweisen werden in (BECKER & HAALA 2007), (KERN 2003), (Pu & VOSSELMAN 2007) und (SCHLEINKOFER & SCHAFER 2005) vorgestellt. Haufiges Merkmal ist die kombinierte Auswertung von Laserscanning- und Bilddaten. Im vorliegenden Beitrag wird ein im Rahmen der Diplomarbeit entwickelter und umgesetzter Ansatz zur weitestgehend automatisierten Detektion von Fassadenoffnungen rein aus Laserscanningdaten prasentiert. Lediglich die Anpassung der Steuerungsparameter und die Entscheidung uber die Annahme oder das Revidieren der Ergebnisse erfolgen durch interaktiven Eingriff des Benutzers. Der Grundgedanke der Auswertung basiert auf der Analyse des Parameters der Punktdichte. Als Fundament dienen Methoden und Algorithmen der digitalen Bildverarbeitung sowie die Ansatze der Ausgleichungsrechnung. Die Implementierung des Auswertetools erfolgt in der Programmiersprache MATLAB sowie in der Bildverarbeitungssoftware HALCON.