Exakter Digitaler Zwilling aus der Befahrung

11.08.2020 – Mithilfe von Mobile Mapping-Systemen wird der digitale Zwilling einer Kommune erzeugt, ein präzises digitales Abbild des Straßenraums. Ursprünglich aus dem Straßenerhaltungsmanagement kommend, wird es zunehmend auch für viele Anwendungen von Stadtwerken interessant.

Wo ist der genaue Standort von Straßenlaternen und wie hoch sind diese? Wie ist der Zugang von der Straße zur Ortsnetzstation? Wo genau befinden sich Abwasserschächte? Und wie lässt sich die E-Ladeinfrastruktur in den Straßenraum integrieren? Stadtwerke und Netzbetreiber haben zwar umfassende Kenntnisse über ihre unterirdische Leitungsinfrastruktur; wie die Gegebenheiten im Straßenraum aussehen, ist jedoch meist unbekannt beziehungsweise muss in zeitraubenden Vor-Ort-Begehungen begutachtet werden. Dabei gibt es heute die Möglichkeit, Straßen systematisch mit Messfahrzeugen zu befahren, die mit Multisensorik-Systemen den Straßenraum komplett in 3D vermessen.

Mobile Sensortechnik

Ein marktführendes Unternehmen in diesem Bereich ist die eagle eye technologies GmbH, die diese Technologie bereits seit mehr als zehn Jahren anbietet. „Der Mehrwert einer systematischen Erfassung liegt dabei in den umfassenden Daten, die mit den Messfahrzeugen generiert werden können. Sie gehen weit über das hinaus, was Luftbilder oder Google Maps-Karten für Stadtwerke bieten können“, sagt Dr. Johannes Ludwig, Geschäftsführer des Berliner Unternehmens eagle eye technologies.

Digitaler Zwilling eagle eye technologies
Straßen können systematisch mit Messfahrzeugen befahren werden, die mit Multisensorik-Systemen den Straßenraum komplett in 3D vermessen. Foto: eagle eye technologies GmbH

Die Messfahrzeuge des Unternehmens können Einzel-, Stereo-, 360°-Panorama-, Videobilder und Laserscans aufnehmen, allesamt mit einem berührungslosen Verfahren. Das bildgebende Verfahren wurde in eigenem Hause entwickelt und ist seit dem Jahr 2008 im Einsatz. Für die Georeferenzierung der Bild-, Panorama- und Laserscandaten sorgt ein ausgeklügeltes Positionierungssystem, das „einen sehr großen Einfluss auf die Genauigkeit der Gesamtdaten hat“, so Dr. Johannes Ludwig. Die Fahrzeuge, darunter ein Schmalspurfahrzeug für enge Straßen und Gassen, können hochgenaue Daten im fließenden Verkehr erfassen. Die Bild- und Laserscandaten werden anschließend vermessungstechnisch ausgewertet und können dann in beliebige Geoinformationssysteme (GIS) überspielt werden. Da die Sensorik 360-Grad-Aufnahmen ermöglicht, können alle Infrastrukturdaten rund um den Straßenraum erfasst werden – von der Fahrbahnoberfläche bis zu der Höhe von Durchfahrungen.

Messtechnik Befahrung eagle eye technologies
Straßenlaternen, elektrische Betriebsmittel und andere wichtige Infrastrukturdaten können mit der berührungslosen Messtechnik aus der Befahrung heraus erfasst werden. Foto: eagle eye technologies GmbH

Mit dem desktopbasierten eagle-eye-Bildviewer oder der Cloudlösung, dem eagle eye orbit, können die Bilddaten im Büro eingesehen werden. In beiden Applikationen können auch Messungen durchgeführt werden, etwa zu den Höhen von Straßenlaternen oder der genauen Position von Netzbetriebsmitteln. Dies kann bei Montagearbeiten oder Entstörungen hilfreich sein, da die Einsatzkräfte so die räumliche Situation schon vor dem Einsatz in Augenschein nehmen können.

Aufbau eines Leuchtmittelkatasters

Die Daten sind beispielsweise optimal dafür geeignet, ein Leuchtmittelkataster aufzubauen. „Man kann die Laternenstandorte nicht nur komplett erfassen, sondern aus den Daten noch umfangreiche Fachdaten wie etwa Höhe oder Art des Leuchtmittels gewinnen“, so Ludwig. Dies ist nicht nur im Hinblick auf die Modernisierung mit LED-Technologie von besonderem Interesse. Die Straßenbeleuchtung gilt als eine der zentralen Infrastrukturen für zukunftsträchtige Smart City-Anwendungen, wie etwa die Bereitstellung von WLAN-Zugängen, die Parkraumbewirtschaftung oder die Integration von E-Ladepunkten in den Straßenraum. „Speziell mit Blick auf diesen Anwendungsbereich erweisen sich die detaillierten Straßendaten in der Praxis als wertvolle Ergänzung zu den 3D-Stadtmodellen, die meist auf der Basis von flugzeuggestützten Datenerhebungen erstellt werden“, erläutert Ludwig. In der Kombination entsteht eine Datengrundlage, die Kommunen und Stadtwerke heute als digitalen Zwilling auf vielfältige Weise nutzen können. Dies hilft den Kommunen und Stadtwerken, massiv Kosten etwa für Planungen oder Vor-Ort-Inspektionen einzusparen.

Hohe Genauigkeit

Doch das Potenzial für weitere Anwendungen ist ebenso hoch. „Eine Besonderheit unseres Verfahrens ist, dass die Daten eine enorm hohe Präzision haben können“, sagt Ludwig. Dafür sei in erster Linie die hochentwickelte Messtechnik verantwortlich, die das Unternehmen seit 20 Jahren entwickelt und die in der Lage sei, Daten im Genauigkeitsbereich unterhalb von einem Zentimeter anzugeben – durchgehend für die gesamte Datenaufnahme.

GIS eagly eye Software
Die erfassten Daten können ins GIS übernommen oder in der eagle eye-Software visualisiert werden. Screenshot:eagle eye technologies GmbH

Dies kann auch die Grundlage für weitere Anwendungen wie etwa das Erhaltungsmanagement von Straßen sein. Die erzeugten Straßendaten nutzen auch Straßenbauverwaltungen für Planung, Entwurf, Bau und Betrieb von Straßen. Auch den Entwässerungsbetrieben ermöglichen solche hochgenauen 3D-Daten, den Abfluss von Niederschlagswasser bei Starkregenereignissen zu simulieren und so das Risiko für Überschwemmungen beispielsweise von Tiefgaragen, Unterführungen oder Grundstücken zu bewerten. So ergeben sich für Stadtwerke interessante Synergien – beispielsweise bei der Planung und Koordinierung von Tiefbauarbeiten: Im gemeinsamen Rückgriff auf qualifizierte Daten können städtische Maßnahmen zur Straßenerhaltung und -sanierung mit den Wartungs- beziehungsweise Neubauarbeiten an der unterirdischen Infrastruktur koordiniert werden.

Neben den Kommunen können auch Beteiligungsunternehmen, wie etwa der ÖPNV-Anbieter, kommunale Eigenbetriebe oder andere Partner, die Erfassungsdaten nutzen. „Kalkuliert man diese alle mit ein, ergibt sich ein für Vermessungsdaten extrem gutes Preis-Leistungsverhältnis“, so Ludwig. Erfahrungen mit Kunden würden zudem zeigen, dass der Appetit gewissermaßen beim Essen kommt. Sprich: Je mehr Mitarbeiter den Zugriff auf die Daten haben, desto mehr Anwendungsideen entstehen, so der promovierte Geodät.

Perspektiven für Stadtwerke

Stadtwerke gehören seit einigen Jahren zum festen Kundenkreis des Berliner Technologieanbieters und haben naturgemäß eine spezielle „Perspektive“ auf die Erfassung. Im Fokus stehen zunächst vermessungstechnisch geprägte Anwendungen wie die Aktualisierung veralteter Bestandspläne – ein Thema, das im Zuge der steigenden Anforderungen an die Transparenz der Netze auch in den unteren Spannungsebenen zunehmend an Bedeutung gewinnt. Aber auch die Netzdokumentation oder die Planung von Leitungstrassen (Überland-Stromnetze) kommen ins Blickfeld. Der ÖPNV kann ebenfalls profitieren, weil auch Oberleitungen und alle Infrastrukturelemente erfasst werden. (sg)

eagle eye technologies GmbH
info@ee-t.de
www.ee-t.de

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