Aufmaß von oben: Wie Drohnen ein neues Zeitalter beim Aufmaß einläuten

INHALTE DES BEITRAGS

Was leisten Drohnen … beim Aufmaß?
… bei der Inspektion?
Was ist sinnvoller: Drohne kaufen …?
… oder einen Dienstleister beauftragen?
Fazit: Drohnen sind Expertensache

Mit einem 3-D-Scanner ausgestattet, können ferngesteuerte Flugdrohnen – auch Multicopter, Unmanned Aircraft Systems oder Unmanned Area Vehicles (UAS, UAV) genannt – Bauwerke oder Baustellen geometrisch und fotografisch erfassen. Sie können aber auch Bauwerksschäden oder Energieverluste lokalisieren und dokumentieren sowie mögliche Problemstellen von Dächern oder Fassaden aufdecken. Drohnen sind damit ein wichtiger Baustein der Digitalisierung am Bau, denn sie rationalisieren Prozesse und liefern digitale Informationen ohne Medienbrüche.

Was leisten Drohnen … beim Aufmaß?

Bestandsgebäude, von denen es keine aktuellen Pläne gibt, werden heute digital erfasst. Spezielle terrestrische Aufmaßverfahren, wie die Tachymetrie, das 3-D-Laserscanning oder die Fotogrammetrie, erfassen allerdings nur jene Bereiche, die vom Boden oder von umgebenden Gebäuden aus zugänglich oder sichtbar sind. Unzugängliche Bereiche lassen sich nur unzureichend oder mit erheblichem Aufwand geometrisch erfassen. Drohnen können über mobile 3-D-Laserscanner oder die luftbildgestützte Fotogrammetrie Gebäude, Fassaden oder auch Baustellen dagegen nahezu lückenlos geometrisch und fotografisch erfassen. Mit speziellen 3-D-Laserscannern ausgestattete Drohnen tasten das Umfeld rasterförmig in Sekundenschnelle ab und erzeugen dabei Millionen von 3-D-Messpunkten, sog. „Punktwolken“. Dabei speichern sie Geometriedaten aller von oben erfassten Objektpunkte als räumliche Koordinatenwerte ab. Eine integrierte Digitalkamera erzeugt zusätzlich ein 360°-Fotopanorama. Aus perspektivisch entzerrten Luftbildern lassen sich ferner zentimetergenaue und maßstabsgerechte Lagepläne, Dachaufsichten oder Fassadenansichten erstellen. Werden Luftbilder fotogrammetrisch ausgewertet, entstehen daraus 2-D-Pläne oder dreidimensionale Modelle, die als Grundlage für Planungen, Kostenberechnungen, Ausschreibungen oder Visualisierungen verwendet werden können.

Dabei speichern sie Geometriedaten aller von oben erfassten Objektpunkte als räumliche Koordinatenwerte ab. Eine integrierte Digitalkamera erzeugt zusätzlich ein 360°-Fotopanorama. Aus perspektivisch entzerrten Luftbildern lassen sich ferner zentimetergenaue und maßstabsgerechte Lagepläne, Dachaufsichten oder Fassadenansichten erstellen. Werden Luftbilder fotogrammetrisch ausgewertet, entstehen daraus 2-D-Pläne oder dreidimensionale Modelle, die als Grundlage für Planungen, Kostenberechnungen, Ausschreibungen oder Visualisierungen verwendet werden können.

… bei der Inspektion?

Mit kamerabestückten Drohnen können schwer zugängliche Gebäudebereiche wie Firste, Traufen, Ortgänge, Dachrinnen, Gauben, Schornsteine, Flachdächer oder Fassaden von Bestandsgebäuden begutachtet und eventuelle Schäden fotografisch dokumentiert werden. So kann man abschätzen, welche Arbeiten auszuführen sind, und eingrenzen, wo Gerüste für Reparaturarbeiten gestellt werden müssen. Details können im Live-Kamerabild oder nachträglich am Computer so nah herangezoomt werden, dass selbst wenige Millimeter große Objekte erkennbar sind. Mithilfe KI-gestützter Systeme lassen sich inzwischen auch die Drohnenaufnahmen auf mögliche Schäden oder Anomalien maschinell auswerten. Für die energetische Inspektion eröffnen Drohnen ebenfalls neue Möglichkeiten. Mit einer an der Drohne befestigten Thermografiekamera werden Wärmelecks, Wasserschäden oder andere Problemstellen von Dächern besser und schneller erkannt als mit einer handgeführten IR-Kamera. Regelmäßige Drohneninspektionen können auch die Qualität und Produktivität von Photovoltaik-Anlagen sichern und potenziellen Brandrisiken vorbeugen. Defekte Module, Anschlussfehler und Verschaltungsprobleme sowie durch Verschattungen oder Verunreinigungen verursachte Überhitzungen einzelner Photovoltaik-Zellen lassen sich von oben mit einer Thermografiekamera lokalisieren und dokumentieren. Der Anlagenbetrieb kann ungestört weiterlaufen.

Was ist sinnvoller: Drohne kaufen …?

Für den gewerblichen Einsatz geeignete Multicopter-Drohnen sind schon ab etwa 500 Euro zu haben. Das sind mit vier oder mehr Rotoren ausgestattete Fluggeräte, die ähnlich wie Hubschrauber mit Rotoren den Auftrieb und durch deren Neigung zugleich den Vortrieb erzeugen. Neben der Anzahl der Rotoren (4, 6, 8 oder 12 Rotoren) unterscheiden sich Drohnen nach dem Gewicht, der Flugzeit und Reichweite der Drohnen-Fernsteuerung sowie der integrierten oder nachrüstbaren Kamera. Klappbare Drohnen haben Vorteile beim Transport und der Lagerung. Maximale Flugzeiten von 20 bis 30 Minuten reichen für normale Inspektionsflüge ebenso aus wie für Reichweiten von 2 bis 5 km. Die Nutzlast spielt bei Profi-Drohnen eine wichtige Rolle, da sie hochwertige Kameras oder Messgeräte aufnehmen müssen. Für Inspektionsflüge ist besonders die Foto-/Videoqualität der eingebauten oder nachrüstbaren Kamera wichtig. Sie hängt von mehreren Faktoren ab, wie dem Bildsensor, der Kameraoptik, aber ebenso vom Stabilisierungssystem der Drohne (Gimbal). Auch die Montageposition der Kamera ist wichtig. Ist sie günstig angebracht und rundum schwenkbar oder kann man beispielsweise nicht nur aufs Dach, sondern auch unter Dachvorsprünge schauen? Gesteuert werden Drohnen über eine Funkfernsteuerung, über Tablets oder Smartphones. Drohnen mit integriertem GPS-Modul können sich selbst orientieren und dadurch beispielsweise Rundumflüge um ein beliebiges Objekt selbstständig ausführen. Zu den Anschaffungskosten zwischen 500 Euro für Einsteiger-Drohnen und 5.000 Euro aufwärts für Profi-Drohnen kommen Ausbildungs- und Prüfungskosten, zuzüglich einer Luftfahrzeug-Haftpflichtversicherung hinzu.

… oder einen Dienstleister beauftragen?

Wer Dienstleister beauftragt, muss weder auf die vorher genannten technischen Details noch auf Vorschriften achten. Um Genehmigungen, Anmeldungen, eventuelle Absperrungen sowie Sicherheitsvorkehrungen, Versicherungen, die Organisation und das notwendige Equipment kümmert der Dienstleister sich. Vor der Beauftragung sollte man die Aufgabe mit diesem besprechen und das Areal möglichst gemeinsam besichtigen. Erst danach kann er richtig abschätzen, welche vorbereitenden Maßnahmen zu treffen sind. Er kümmert sich im Vorfeld um alle Genehmigungen durch Behörden über die Abstimmung mit Grundeigentümern bis hin zur Flugsicherung. Vor dem Start sollte die Flugroute unter Berücksichtigung der Vegetation, der Wetter- und Lichtbedingungen etc. festgelegt werden. Ist zusätzlich eine Gebäude- oder Geländevermessung vorgesehen, müssen zuvor zur maßstabsgerechten Orientierung der Flugaufnahmen Referenzmarken per GPS und Tachymeter eingemessen werden. Alternativ kann auch ein vorhandenes lokales Bezugssystem verwendet werden. Der Flug selbst wird von einem erfahrenen Piloten manuell oder per automatisiertem Rundum-
oder Wegpunktflug durchgeführt. Nach der Auswertung und Aufbereitung der Bild- oder Messdaten werden dem Auftraggeber Foto- und Film- Dokumentationen, Orthogonalfotos, Aufmaßpläne oder 3-D-Modelle ausgehändigt. Die Kosten lassen sich nicht pauschal beziffern, da sie von individuell notwendigen Genehmigungs-, Absperrungs- und Sicherungsmaßnahmen sowie dem Auswertungs- und Aufbereitungsaufwand abhängen.

Fazit: Drohnen sind Expertensache

Multicopter werden immer preiswerter und leistungsfähiger. Doch die Auswahl und Beschaffung des richtigen Equipments, die Datenauswertung und nicht zuletzt das Führen von Drohnen setzen Geschick, Können und Erfahrung voraus. Auch den zeitlichen und finanziellen Aufwand für den Erwerb und die Verlängerung von Drohnenführerscheinen
oder Genehmigungen sollte man nicht unterschätzen. Inzwischen gibt es zahlreiche professionelle Anbieter, die Dienstleistungen mit Multicoptern anbieten (siehe Infokasten). Entscheidend bei der Auswahl ist, was man erwartet: Inspektionsflüge können alle, dagegen setzen Thermografie-Inspektionen, Dach- oder Fassadenaufmaße, CAD-Daten- respektive 3-D-Modellauswertungen Ingenieurwissen voraus. Deshalb sollte man darauf achten, dass alles aus einer Hand kommt.