BusinessGeomatics_07-22_flippingbook

Ausgabe 7/22 – 05. Dezember 2022 Einzelpreis: € 5,-/SFR 8,50 | ISSN 1437-5532

Dr. Kemal Moetz vom neuen ZKF über die Innovationen durch Fernerkundung im Bereich InVeKoS / Seite 11

W I R T S C H A F T S Z E I T U N G BUS I NESS GEOMATICS

Digitalisierung hilft Vom WMS zum Portal: Das Angebot von infrest kann flexibel rund um die Bauauskunft genutzt werden – jetzt auch im Ahrtal. / Seite 9 Interaktive Landwirtschaft in RLP Die GDV implementiert eine Lösung für die neue Generation InVeKoS. / Seite 12 DMS meets GIS Wie das Tiefbauamt Zug das Dokumentenma nagementsystem von Kendox mit Geodaten intelligent integriert. / Seite 20

JobFlash

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Der Stellenmarkt der Geoinformationsbranche

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Mit Daten in die Zukunft schauen

Schwerpunkt: 3D-Stadtmodelle

Seit über 15 Jahren gehören 3D-Stadtmodelle zum Werkzeugkasten von Stadt planer:innen. Mehr denn je im Fokus stehen urbane Klimasi mulationen, bei denen verschie dene Teildisziplinen miteinander kombiniert werden, um einen datengetriebenen Blick in die Zukunft erhaschen zu können – etwa am Beispiel der Ausbrei tung von Hitze in der Stadt. / Seiten 2 – 6

Bild: Landesamt GeoInformation Bremen / virtualcitysystems GmbH Foto: Terra-Digital GmbH Tiefbauplaner aufgepasst: Mit dem Ground Penetrating Radar (GPR), in Deutsch Geo radar, kann man Leitungen im Untergrund erkennen – ohne zu graben oder auszu schachten. Klingt zu sehr nach Science Ficti on? Dann sollte man sich genauer mit dem Thema auseinandersetzen. / Seite 17 Georadar Fruchtbare Perspektive

Öffentliches Netz - private Fläche

Der Hausanschluss ist schon immer ein span nungsreiches Thema für Versorger. Einerseits wichtigster Bestandteil des Versorgungsnetzes, andererseits (meist) verortet auf Privatgrund. Derzeit zeichnet sich hier eine kleine Vermes sungsrevolution ab. Setzt sich das Smartphone als wichtigstes Werkzeug durch? / Seite 7 Sie sind zu viert, sie sind agil und sie haben scharfe Augen: Die neue Satellitenkonstellation Pléiades Neo steht kurz vor dem Start, sprich vor Vervollständigung . Eine ihrer revolutionären Leistungen: Innerhalb von 40 Minuten können sie Aufnahmen überall auf der Erde tätigen – gesteuert via SpaceDataHighway. Datennut zer:innen dürfen eine Bodenauflösung von 30 Zentimetern erwarten. / Seite 24 Neues Quartett

Foto: Achira22 / shutterstock.com

Geomarketing Neuer Wein in neuen Schläuchen Geographische Analysemethoden sind so alt wie die Geographie selbst. Im Kontext von wirtschaftsbezogenen Anwendungen ergeben sich immer wieder Innovationen. Den Takt gibt die Digitalisierung vor. Wer genau hin schaut, gewinnt ein differenziertes Bild. / Seiten 13 - 16

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Business Geomatics 7/22 | 05. Dezember 2022

Business Geomatics 7/22 | 05. Dezember 2022

Zwillinge groß gedacht

Mikroklima im Fokus

Aus einem Digitalen Zwilling von ganz Deutschland ließen sich verschiedene Fachinfor mationen ableiten, etwa zu Stromtrassen, Windkraft, So lardächern oder zum Bestand an Vegetation.

Transiente Strömungssimulation eines Bebauungsszenarios mit Ansys Discovery.

S tädte rücken zunehmend in den Mittelpunkt des Klimawandels, da sie einerseits enorme Mengen an Energie verbrauchen und andererseits einen erheblichen Anteil der weltweiten Treibhaus- gasemissionen verursachen. Spezifische Bedro hungen für Städte in diesem Zusammenhang können etwa Überschwemmungen aufgrund von häufiger auftretenden Starkregenereignissen oder Überhitzungen durch langanhaltend hohe Temperaturen sein. Um angesichts der weltweiten Urbanisierung – und der damit einhergehenden Verschärfung der Problematik – dennoch ein nachhaltiges städtisches Leben ermöglichen zu können, ist es von großer Bedeutung, Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel in den Fokus von Stadtentwicklung und -planung zu rücken. „Entscheidend für die Ergreifung geeigneter Maß nahmen in städtischen Gebieten und künftigen Entwicklungs projekten ist das Verständnis des Zusammenspiels zwischen der bebauten Umwelt und Umweltfaktoren wie Sonnenein strahlung und Aufheizungen, steigende Wasserstände oder Windströmungen. Der Einsatz digitaler Werkzeuge im Bereich der Stadtplanung für präventive Simulationen wird daher zu Recht zu einem Standardverfahren“, berichtet Dr. Stefan

Hexagon zeigt, wie ein Digitaler Zwilling von ganz Deutschland hergestellt werden könnte und welche innovativen Anwendungspoten ziale in einem solch revolutionären Ansatz liegen könnten.

Die Stadt Bremen nutzt einen Digitalen Zwilling, um mithilfe von Virtual City Systems Mikro klimasimulationen im Stadt gebiet durchzuführen und auf dieser Basis fundiertere und vorausschauende Entschei dungen treffen zu können.

Foto: Virtual City Systems GmbH Foto: Virtual City Systems GmbH

Foto: Hexagon Ltd.

Jürgen Dold, Executive Vice President bei Hexagon, ist überzeugt: Hexagons Digitale Zwillinge haben einen zehnmal höheren Informationsgehalt als alle Produkte, die in den letzten Jahren im Auftrag der Bundes länder erfasst worden sind.

Bild: Hexagon Ltd.; stux / pixabay

Visualisierung der Ergebnisse Im nächsten Schritt wurden die Bebauungsszenarien in die Simulationssoftware Ansys Discovery importiert. Mit den solaren Randbedingungen wurde nun eine detaillierte Tem peraturverteilung für die unterschiedlichen Szenarien mittels einer zeitabhängigen und an eine thermische Simulation ge koppelten Strömungssimulation berechnet. Hierfür wurden in jedem Zeitschritt die Veränderungen im Simulationsbereich für die physikalischen Größen Temperatur und Geschwindigkeit betrachtet. Doch wie aussagekräftig sind die erhobenen Daten über haupt? Und wie wird das geprüft? „Als Bewertungskriterium wurde die Temperaturverteilung in einer Höhe von 1,5 Metern über ein Gitter an Monitoringpunkten im Berechnungsgebiet ausgewertet und so auch in unserer Anwendung VC Map mit den Bebauungsszenarien visualisiert“, so Trometer. Um nun den Einfluss von beispielsweise Bäumen, entsiegelten Flächen oder begrünten Fassaden herauszuarbeiten, wurden Szenarien mit und ohne Veränderung analysiert und ausgewertet. „Durch die Überlagerung der Temperaturverteilung erhält man Tempera tur-Differenz-Plots, die den Einfluss aus der Modellveränderung veranschaulichen. So können schon in frühen Planungsphasen solche Effekte konkret und schnell für ein Szenario abgeschätzt werden“, führt Trometer aus. Ausschlaggebend für die Ergebnis se sind die unterschiedlichen baubedingten Schattenwürfe, die zusätzliche Verschattung durch Bäume sowie die prozentuale Reflektion und Wärmeabstrahlung der Gelände- und Gebäu deoberflächen. Bremer Erkenntnisse Durch die Bremer Simulationen ist zu erkennen, dass vermehrte Verschattung durch Bäume tendenziell einen Abkühlungseffekt auf das direkte Umfeld hat. Jedoch trägt die Baumbepflanzung ebenso zu einem reduzierten Luftaustausch bei, da der Wind fluss gestört wird. „Dies hat einen negativen Rückkopplungs effekt auf die Wärmeverteilung im direkten Umfeld“, erklärt Trometer, der ausführt: „Dieses Beispiel veranschaulicht die komplexen Wechselwirkungen, die für ein solches Szenario zu erwarten sind. Und es wird deutlich, dass nur eine detaillierte Simulation in der Lage ist, diese Komplexität abzubilden.“ Insgesamt tragen Mikroklimasimulationen zu einem besseren Verständnis für die Wechselwirkungen zwischen der bebauten Umwelt und dem umliegenden Klima bei. Der unmittelbare Vergleich von simulierten Szenen hilft darüber hinaus dabei, geeignete planerische Maßnahmen zu ergreifen. „Digitale Zwil linge dienen damit als Werkzeug, um Planungsprozesse vorab zu simulieren, besser zu verstehen und Entscheidungsträger bei klimaadaptiven Maßnahmen durch sachbezogene Daten zu unterstützen“, resümiert Trometer. ( jr)

on Hamburg wurde in der Metropolre gion Hamburg ein Gebiet von 8.600 Quadratkilometern innerhalb von 89 Flugstunden erfasst und ein hochauflösen der 3D-Datensatz erstellt. Realisiert wurde dieser Digitale Zwilling mit neues ter Technologie, einem Single Photon LiDAR Sensor (Leica SPL 100, siehe Kasten) von Hexagon. Für jeden Quadratmeter erfasste er mindes tens 42 Punkte mit der Höhengenauigkeit von deutlich unter zehn Zentimetern. Gleichzeitig wurden auch Luftbilder mit einer Auflösung von 22 Zentimetern aufgenommen. Fluggenehmigungen könnte man dies also in 24 Monaten umsetzen“, sagt Jürgen Dold, Executive Vice President von Hexagon. In dem Zwilling sind aufgrund der Auf lösung alle relevanten Objekte erkennbar: Gebäude, Dachaufbauten, Bäume und Büsche, Hochspannungsmasten und teils Geländeformen unter der Vegetation. Auch Wasseroberflächen und die Topographie von Gewässerböden im Uferbereich werden er fasst, denn der Messbereich des Lasers erreicht nach Angaben von Hexagon fünf bis zehn Meter Wassertiefe. Nutzen großräumiger Zwillinge Jürgen Dold hebt hervor, dass ein solcher Di gitaler Zwilling aufgrund der hohen Auflösung einen zehnmal höheren Informationsgehalt hat als Produkte, die in den letzten Jahren im Auftrag der Bundesländer erfasst worden sind. „Zudem stehen uns Technologien zur Verfü gung, Prozesse bei der Datenproduktion und -auswertung effizienter zu gestalten“, so Dold. Ein solcher Datensatz besitzt aber noch wei tere wichtige Eigenschaften. Er ist konsistent und im Vergleich zu bestehenden großräumi gen, lasererzeugten 3D-Modellen aktuell. Das macht ihn zum Beispiel für den Einsatz von KI interessant. Analysen mit künstlicher Intelli genz und Geo-KI sind enorm wichtig, denn es sind die entscheidenden Werkzeuge, um aus der Datenflut nutzbringende Informationen zu gewinnen. „Wir haben Geo-KI für den Datensatz eingesetzt und waren dann recht erstaunt, wie gut es bereits mit einem gerin gen Trainingsumfang funktioniert hat, sprich wie viele Gebäude, verschiedene Vegetation oder Infrastrukturelemente identifiziert und klassifiziert werden konnten“, so Dold. Der Einsatz von Cloud-Lösungen könne dies noch erheblich verstärken, etwa um Informa- Hochgerechnet auf das gesamte Land bedeutet dies, dass rund 3.700 Flugstunden ausreichen, um alle 357.000 Quadratkilo meter zu erfassen. „Je nach Anzahl der eingesetzten Li DAR-Flugzeuge, Wetterlage und

tionen noch schneller zu erlangen. Man könne bereits in diesem Datensatz erkennen, wie die Vegetation im Umfeld von Stromleitungen wächst, beschreibt Dold ein einzelnes Bei spiel stellvertretend für das hohe allgemeine Potenzial, mit hochgenauen und aktuellen Basisdaten, relevanten Fachdaten und analy tischen Methoden Vorhersagen zu erstellen. Davon sind einige Anwendungen von höchster gesamtgesellschaftlicher Relevanz, etwa die Sicherung von Versorgungsinfrastruktur oder die Simulation von Hochwasser- und Starkre genereignissen, die mit dem Digitalen Zwilling eine neue Qualität erreichen. Von der Wichtigkeit der Vegetation für die Beherrschung des Klimawandels einmal ganz abgesehen. So könne man nicht nur flächen deckend Bäume identifizieren und demnach zählen, sondern aufgrund der hochpräzisen Daten sogar das darin enthaltene Volumen der Biomasse. „Für die Waldinventur etwa liegen dort revolutionär neue Ansätze“, so Dold. Eben so können neue Kennzahlen erstellt werden wie etwa das Verhältnis von Gebäudevolumen zu Biomasse für Städte oder bestimmte Regi onen, farblich kodiert und intuitiv darstellbar. „Die Generationen, die uns folgen, werden uns dankbar für solche Informationen sein“, berichtet Dold. Wichtig sei dabei auch, dass die Kombination von LiDAR und photogrammetrischen Senso ren weitere Vorteile habe. Die kombinierte Auswertung der Daten liefert eine größere Erkenntnistiefe. So hat die Stadt Köln in einem Projekt beispielsweise herausgefunden, dass 20 Prozent mehr an versiegelter Fläche über die kombinierte Auswertung erkannt werden kann. Prognose für die nächsten 5 Jahre Vor dem Hintergrund der schnellen Techno logieentwicklungen erwartet Hexagon auch entsprechend weitreichende Folgen, die sich für die nächsten fünf Jahre in drei Bereiche unterteilen lassen. Zum einen steigt der Grad der Aktualisierung. „Ich bin überzeugt, dass wir autonom fliegende Drohnen sehen werden, die Digitale Zwillinge in Echtzeit erstellen. Minia turisierte Sensoren, schnellere Kommunikati onstechnologien und kombiniertes Edge- und Cloud-Processing.“ Der zweite Trend liege zum anderen in der Steigerung des visuellen Erlebnisses, sprich der Eindruck wird immer realer, intuitiver und de tailreicher. Das liegt nicht nur an neuen Visuali sierungstechniken wie Virtual oder Augmented Reality. Im Zuge der Datenfusionierung werden die Zwillinge auch vollständiger, Luftbildda ten, terrestrische und Innenraumaufnahmen fließen in einen Digitalen Zwilling zusammen. Und drittens werden die Digitalen Zwillinge interaktiver. So kommen sie beispielsweise bei Training und Ausbildung zum Einsatz. „Es verändert sich die Art, wie wir arbeiten wer den“, so Dold. (sg)

Trometer, Managing Director bei der Virtual City Systems (VCS) GmbH. Ein Beispiel für technische Innovationen in diesem Zusammenhang seien etwa Digitale Zwillinge, die Entscheidungsträger dabei unterstützen können, fundiertere und vor ausschauende Entscheidungen zu treffen. Detaillierte Mikroklimasimulationen im Stadtgebiet Diese Mehrwerte haben auch die Stadt Bremen und das hier ansässige Landesamt für Geoinfor mationen erkannt und daher gemeinsam mit VCS vor einigen Jahren mit dem Aufbau eines Digitalen Zwillings begonnen. Ziel ist dabei unter anderem, das aufgebaute 3D-Stadtmodell für detaillierte Mikroklimasimulationen im Stadtgebiet zu nutzen. „Konkret geht es um die Frage, welchen Einfluss Maßnahmen wie Baumpflanzungen, Bodenver sieglungen oder Fassadenbegrünungen auf die klimatischen Verhältnisse in ausgewählten Quar tieren der Überseestadt Bremen haben, einem der größten Stadtentwicklungsprojekte in Europa“, berichtet Trometer. Der grundlegende Ansatz war die Verknüpfung der semantischen 3D-Stadtmo dellplattform Bremens mit einer 3D-Solarpoten zialanalyse zur Ermittlung der solaren Exposition und einer interaktiven 3D-Wind- und -Wärme simulation. Im ersten Schritt wurden dafür in den vor definierten Berechnungsgebieten verschiedene Bebauungsszenarien mithilfe des VCS-Planungs werkzeugs VC Planner erstellt, die sich in Größe, Form und Anordnung der Gebäude sowie in Art und Beschaffenheit der Freiflächen unterschie den. „Diese Szenarien wurden anschließend samt Vegetationsobjekten mit unserem virtualCAD Ex porter aus der interaktiven Webkarte für die Solarpotenzialanalyse exportiert“, so Trometer, der ausführt: „Mithilfe der Solarpotenzialanalyse konnte schließlich die Sonneneinstrahlung in Form der Wärmestromdichte an sämtlichen Ge ländeoberflächen und Gebäudeflächen für einen typischen Sommertag Ende Juni zwischen 13 und 14 Uhr berechnet werden.“

Foto: Virtual City Systems GmbH

Visualisierung von Klimasimulationsergebnissen in Form von Temperatur-Differenz-Plots in der VC Map.

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Dokumenten-Management und Archivierung Digitale Akten für Personal, Verträge, Projekte … Digitales Beschaffungswesen und Eingangsrechnungen Mit digitalen Signaturen rechtskonform unterschreiben Microsoft 365 – automatisieren und integrieren Verfügbar als europäischer Cloud Service WIR VERWIRKLICHEN IHR PAPIERLOSES BÜRO

D ie Industrie hat es vorge macht. Simulationen und Digitale Zwillinge von Pro dukten oder Produktions anlagen schaffen enorme Optimierungspotenziale: Mehr Leistung in kürzerer Zeit mit weniger Kosten, schnellere Planung, weniger Fehler, länge re Laufzeiten, bessere Umweltbilanzen. Die Öffentliche Verwaltung könnte es nun der Industrie gleichtun, denn Digitale Zwillinge von Städten, Infrastruktur und Geländeformen schaffen Möglichkeiten, wichtige gesellschaft liche Herausforderungen zu meistern. Warum nicht gleich einen Digitalen Zwilling von ganz Deutschland erstellen? Das Unter nehmen Hexagon hat nämlich gezeigt, dass die technische und wirtschaftliche Realisie rung von solchen Digitalen Zwillingen auch

großflächig machbar ist – bis auf die Ebene von ganz Deutschland. Hexagon, seit jeher ein Schrittmacher für die Entwicklung der Geoin formatik, stellt damit Innovationen höchster Tragweite in den Raum. Ist es sinnvoll, einen Digitalen Zwilling von einem gesamten Land zu erstellen? Testprojekt auf 8.600 Quadratkilometern Zunächst einmal ist es wichtig, dass Hexagon die Realisation in der Praxis bereits unter Beweis gestellt hat – sowohl technisch als auch wirtschaftlich. Unter der Führung des Bundesamts für Kartografie und Geodäsie und in Zusammenarbeit mit dem Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung der Freien Hansestadt Hamburg und der Metropolregi

Vergleich der Simulationsergebnisse mit und ohne Baumbepflanzung.

www.vc.systems

Auch mit Geodatenverknüpfung!

Technologie: Single Photon Laser

Hexagon bietet mit dem Leica SPL 100 einen Einzelphoton-basierten Laserscanner für den Einsatz auf Flugzeugen. Er besitzt eine im Vergleich mit bisherigen Airborne Laserscannern höhere Flächenleistung, da er bei großen Flughöhen von bis zu 4.000 Metern eingesetzt werden kann. Die SPL-Technologie (Single Photon Laser) unter stützt die dafür notwendige Sensibilität bei der Erfassung der reflektierten Laser pulse. Der SPL 100 beinhaltet zudem einen für diese Bauart notwendiges, hochleis tungsfähiges Navigationssystem (GNSS/IMU) und eine 80 Megapixel RGBI Kamera (RCD30). Aufgrund der eingesetzten grünen Wellenlänge des Lasers (532 nm) ist er auch für bathymetrische Anwendungen geeignet.

kendox.com

KENDOX AG | Oberriet SG (CH) | Wien (A) | Oberhausen (D)

www.hexagon.com

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3D-Stadtmodelle | 5

Business Geomatics 7/22 | 05. Dezember 2022

Business Geomatics 7/22 | 05. Dezember 2022

Problemfall: Wasserflächen

Die Datenerfassung und -verarbeitung von Wasserflächen mit photogrammetrischen Methoden zeigt sich in der Praxis aus viel- fachen Gründen als aufwändig. Abhilfe schaffen soll die bald erscheinende Version 6.0 von Vexcels UltraMap-Softwarelösung.

Individuell in OWL

Die Vermessungsämter der Region Ostwestfalen-Lippe haben ein gemeinsames 3D-Gebäudemodell entwickelt und mit Hilfe der Software PlexMap auf Ihre unterschiedlichen Bedürfnisse zugeschnitten.

Fotos: Mojolo / shutterstock.com; travelview / shutterstock.com

Das Stadtgebiet von Barcelona in einem 2,5D-Oberflächenmodell auf Basis des Dense Image Matchings: durch neuartige Algorithmen und Werkzeuge konnte die Wasseroberfläche als solche automatisiert erkannt und die Höhe des Wasserspiegels auf einen passenden Wert gesetzt werden.

Fotos: Vexcel Imaging GmbH

O stwestfalen-Lippe (OWL) ist in mehrfa cher Hinsicht besonders. Einerseits ist es eine homogene Einheit. Die Region ist identisch mit dem Regierungsbezirk Detmold und damit eine Verwaltungs einheit in Nordrhein-Westfalen. Hinzu kommt die gemeinsame Sprachwurzel imOstwestfälischen, wodurch die Region OWL auch ein ausgeprägtes Regionalbewusstsein besitzt. Und damit wäreman bei dem „andererseits“. Denn OWL ist sowohl naturräumlich als auch siedlungsräumlich höchst unterschiedlich. Mittelgebirgslandschaften, Hochflächen oder Bördelandschaften wechseln sich ab. Genauso wie Großstädte (Bielefeld, Paderborn, Gütersloh), kreisangehö rige Städte, wirtschaftlich starke Kleinstädte und ländliche Gebiete. Kurz: Ein Stück Deutschland in all seiner Vielfalt auf vergleichbar kleinem Gebiet von rund 6.500 Quadrat kilometern Fläche und zwei Millionen Einwohnern. Genau diese Charakteristik bringt individuelle Ein satzschwerpunkte für 3D-Daten mit sich. Vor diesem Hintergrund hat sich der gemeinsame Arbeitskreis „GDI OWL“ der Vermessungsämter Stadt Bielefeld, Kreis Her ford, Kreis Höxter, Kreis Lippe, Kreis Paderborn, Stadt Paderborn, Kreis Gütersloh, Stadt Gütersloh und Kreis Minden-Lübbecke dazu entschlossen ein gemeinsames 3D-Gebäudemodell zu entwickeln, das dann von den

unterschiedlichen Akteuren auf die lokalen Bedürfnisse zugeschnitten werden kann. Arbeitsgrundlage des Modells bilden die über Open.NRW (vgl.: www.open.nrw) frei zugänglichen 3D-Gebäudemodelldaten von Geobasis NRW sowie die Software PlexMap der Firma Geoplex. Für den Aufbau des gemeinsamen Teils der 3D-GDI OWL wurde das LoD2-Gebäudemodell des Landes NRW verwendet und mit den landesweit vorliegenden Luftbilddaten über au tomatische Workflows im PlexMap Switchboard textu riert. Vermessungsämter in OWL, die bereits über eigene 3D-Gebäude in höheren LoD-Stufen verfügen, haben diese über die Switchboard-Funktion „best of LoD“ in das landesweite Gebäudemodell integriert, sodass den Nutzer:innen für jedes Gebäude die höchstmögliche Detailstufe zur Verfügung steht. Für die Generierung von 3D-Waldflächen kommt darüber hinaus das Basis-DLM NRW zum Einsatz. Über attributbasierte Filter im PlexMap Switchboard wurden im Basis-DLM zunächst alle Waldflächen identifiziert. Innerhalb dieser 2D-Flächen wurden, differenziert nach der Art der Bewaldung, passende 3D-Bäume platziert. Die Höhen der einzelnen 3D-Bäume wurde dabei aus dem Digitalen Oberflächenmodell des Landes NRW abgeleitet. Zur weiteren Ausgestaltung des Modells wurden darü ber hinaus Windkraftanlagen im 3D-Modell der Region platziert. Grundlage dieses Prozesses sind auch hier wieder 2D-Daten, die attributbasiert und unter Verwen dung realistischer 3D-Modelle zu 3D-Windkraftanlagen aufgebaut wurden. Das so abgeleitete Basismodell für OWL in 3D dient als Grundlage für die Arbeit in den je weiligen Vermessungsämtern und wurde zusätzlich unter www.owl-in-3d.de zur Verfügung gestellt. Individueller Ausbau des 3D-Modells Die Einsatzzwecke des 3D-Modells sind so unterschied lich wie Ostwestfalen-Lippe selbst. Der Kreis Gütersloh etwa fokussiert sich auf die raumzeitliche Visualisierung von Renaturierungsmaßnahmen. So hatte der Kreis im Zuge der Renaturierung der Glenne, einem Nebenfluss der Lippe, das betroffene Gebiet mit Drohnen befliegen lassen und aus den Bildaufnahmen 3D-Modelle erstellt, die ins Basismodell von OWL in 3D importiert wurden. Der technische Workflow für diesen Prozess wurde im Switchboard definiert und automatisiert ausgeführt. Ebenso wurden beispielsweise die für die Wasserwirt schaft wichtigen Geländeprofile abgeleitet. Im Kreis Paderborn liegt der Schwerpunkt auf Wind- energieanlagen (WEA). Mit PlexMap erfolgt die Fortfüh rung WEA in Richtung 3D, um die Software zum Beispiel für Sichtbarkeits- und Verschattungsanalysen sowie zur Beteiligung der Öffentlichkeit einsetzen zu können. In der Stadt Paderborn spielt insbesondere die Visuali sierung von städtebaulichen Planungen eine große Rolle. So können über den PlexMap Planer neben bestehenden Gebäuden auch geplante Bauvorhaben gezeigt und der Öffentlichkeit präsentiert werden. Der Kreis Herford setzt PlexMap sehr vielseitig ein. Beispiele sind die Quartiersplanung und die 3D-Darstel lung von Hochwassergefahrenkarten. Im Kreis Höxter wiederum wurde eine Freiflächen-Photovoltaikanlage für den Planungs- und Genehmigungsprozess in 3D visualisiert. In der Stadt Bielefeld spielt in der GDI eine homogenisierte Bereitstellung von kommunalen Geo fachdaten, 3D-Stadtmodelldaten und einem 3D-Mesh eine zentrale Rolle. Darüber hinaus wird das 3D-Stadtmo dell auch im Bereich der Wirtschaftsförderung eingesetzt (www.standortportal-bielefeld.de, umgesetzt mit der App PlexMap Immo). Vor diesem Hintergrund hat sich das städtische Vermessungsamt dazu entschlossen eine hochauflösende Luftbildbefliegung durchzuführen, die gleichzeitig ein detailliertes 3D-Mesh-Modell für das

gesamte Stadtgebiet liefert. Ein solches 3D-Mesh eignet sich zum Beispiel für die Visualisierung von Planungsvarianten im 3D-Stadtmodell oder für die Vermarktung von Leerständen oder Gewerbeflächen durch die „WEGE Bielefeld“ als lokale Wirtschaftsförderungsgesellschaft. OWL in 3D zeigt, wie landliche und urbane Regionen unterschiedlichen Nutzen aus 3D-Visualisierungen ziehen. Einigkeit herrscht jedoch darüber, dass alle Akteure von OWL in 3D durch die gemeinsame Plattform profitieren. Somit wird das Angebot aktuell weiter ausgebaut: Die Stadt Bielefeld und der Kreis Herford haben kurzlich Bildfluge (mit bis zu 2,5 cm Bodenauflösung) durchgefuhrt, um hochwertige 3D-Meshes zu generieren. (sg)

Auf Grundlage des 2,5D-DOM (links) konnte ein Orthomosaik von Barcelona entwickelt werden, welches durch automatisierte Verarbei tungsschritte die Unterschiede der Eingabebilder ausgleichen und ein homogenes Ergebnis bieten kann.

S ie sind bei Unterneh men aus dem Bereich der Datenerfassung und -verarbeitung berüchtigt: Wasser flächen. Nicht nur, weil beinahe jede Stadt, jede Gemein de und jede Kommune in räumlicher Nähe zu einem Steh- oder Fließge wässer beziehungsweise einemMeer liegt und damit Wasserflächen bei quasi jedem Projekt zur Datenerfas sung und -verarbeitung mitberück sichtigt werden müssen, sondern auch, weil die photogrammetrische Vermessung solcher Flächen große Hürden und Herausforderungen mit sich bringen kann. So kann die Höhe der Wasserkante durchWellen und Gezeiten beispiels weise in kurzen Zeitintervallen derart

In diesem Zusammenhang hat Vexcel angekündigt, bald die neue Version 6.0 der eigenen Software lösung UltraMap zu veröffentlichen. Das neue Release soll unter anderem die Datenerfassung und -verarbei tung vonWasserflächen fokussieren. „Unser Ziel ist es, für UltraMap 6.0 einen Workflow zu entwickeln, mit dem automatisiert ein einheitliches Orthomosaik einer Wasserfläche er stellt werden kann – ohne, dass die erfassten Bilder in manueller Arbeit glattgezogen werden müssen“, be tont Schachinger. Für die photogrammetrische Er fassung vonWasserflächen kommen dabei üblicherweise Sensoren zum Einsatz, die hochaufgelöste Bildin formationen sowohl in RGB als auch im spektralen Bereich des Nahen Infrarots erfassen. „Die Kombinati

wiederum führt zu Problemen und Herausforderungen in der Verarbei tung der aufgenommenen Daten – ein inhomogenes Orthomosaik, unplau sible Oberflächen- beziehungsweise Geländemodelle sowie unnötig lange Rechenzeiten bei der automatisier ten Verarbeitung der Wasserflächen durch vergeblicheMatching-Versuche oder potenzielle Fehl-Matches sind die Folge. „Die Herausforderungen können aus oben genannten Grün den nicht durch einfaches Weglassen der problematischen Wasserflächen gelöst werden, sondern sie erfordern einen Workflow mit intelligenten Werkzeugen, um möglichst effizient zu einem hochqualitativen Ergeb nis zu kommen“, berichtet Bernhard Schachinger, Application Specialist beim österreichischen Unternehmen Vexcel Imaging.

stark variieren, dass die Wasser fläche an sich nicht genau erfasst werden kann. In eine ähnliche Kerbe schlagen die unterschiedlich starken Reflexionen des Sonnenlichts auf der Wasseroberfläche sowie die ge nerellen Farbunterschiede von Was seroberflächen. Diese Unterschiede entstehen beispielsweise durch eine Änderung in der geometrischen Kon stellation (Änderung des einfallenden Sonnenlichts durch unterschiedliche Aufnahmepositionen und dadurch geänderte Reflexionen) oder durch dynamische Bedingungen amWasser durch Wind, Gezeiten oder Boote. Inhomogenes Mosaik und lange Rechenzeiten Folglich können Wasserflächen oftmals nicht konsistent in einem Bildverband dargestellt werden. Das

lung des Übergangs zwischen Land und Wasser entlang der Uferlinien. Automatisierter Prozess durch UltraMap „Die Qualität der Bilder fängt in den Kamerasystemen selbst an. Gerade für 3D-Datenprodukte ist neben der richtigen Befliegungsstrategie auch die Qualität des Bildmaterials von entscheidender Bedeutung“, betont Vexcel-Geschäftsführer Alexander Wiechert. Nennenswert ist dabei die kamerainterne Datenaufarbeitung, insbesondere die A/D-Wandlung der Bildsignale, die einen erheblichen Qualitätsfaktor für die Kamera bildet. Erst dann kommt die nachgelagerte Software zum Tragen. „Die Software hat somit die Aufgabe, die hohe Qualität in der Datenprozessierung automatisiert und komplett durch zureichen“, so Wiechert, der ein schränkt: „Nichtsdestotrotz werden natürlich zusätzliche Editoren benö tigt, die ein menschliches Eingreifen an verschiedenen Stellen im Work flow sowie eine Reaktion auf un erwartete Ergebnisse unterstützen.“ Vexcel bietet UltraMap in Mo dulen mit Standardschnittstellen an, sodass Anwender:innen für ein zelne Aufgabenbereiche auch mit Drittsystemen arbeiten können. Im Basismodul, UltraMap Essentials, wird die Kamerakalibrierung auf die Bilder angewendet und in einem für die Weiterverarbeitung optimierten Datenformat aufgearbeitet. Weitere Module sind die Aerial Triangulati on (AT), der Dense Matcher für die Erstellung der 2,5D-Produkte, die Ortho-Pipeline, in dem die 2,5D-Pro dukte mithilfe der Luftbilder textu riert werden, sowie das 3D-Modul, das für die weitere Produktion von 3D-Produkten wie etwa 3D-Meshs zuständig ist. ( jr)

www.geoplex.de

www.owl-in-3d.de

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In Paderborn liegt ein Schwerpunkt der Nutzung von OWL in 3D auf der Windkraftplanung. Fotos: Land NRW und Gebietskörperschaf ten OWL

on der vier Kanäle erlaubt dann eine automatisierte Segmentierung der Daten in Wasser- und Landbe reiche“, weiß Schachinger. Aufbauend auf diese Klas sifizierung können Algo rithmen an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden. Schachinger da zu: „Notwendige Schritte sind beispielsweise eine optimierte, automatisierte Angleichung der radiome trischen Eigenschaften an Land und Wasser, eine an gepasste Platzierung und Behandlung von Seamlines im Orthomosaik an Land und im Wasser sowie eine intelligente Steuerung des Dense Image Matchings zur realistischen Darstel lung der Wasserhöhen.“ Ebenfalls wichtig seien die Beschleunigung der Prozes sierung durch Vermeidung unnötiger Matching-Versu che auf Wasserflächen und die automatisierte Behand

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Modellierung von Vegetation in 3D: Für ganz OWL hat die PlexMap-Technologie Bäume und Wälder detailliert aufbereitet.

PlexMap 6: Automatische Volltextu rierung von CityGML-Modellen Ab PlexMap 6 können CityGML-Modelle im LoD2 und aufwärts über eine neue Swit chboard-Funktion vollautomatisch mit Schrägluftbildern texturiert werden. Ist das Switchboard einmal aufgebaut, kann die Texturierung problemlos in die Fortführung des eigenen 3D-Stadtmodells integriert werden. Die Funktionalität kommt für alle PlexMap-Kunden kostenlos. Voraussetzung ist eine vorhandene Lizenz für PlexMap 3D, PlexMap Oblique und der Zugriff auf das PlexMap Backend. (sg)

Foto: SamMoghadam Khamseh

DATEN. ANALYSEN. SOFTWARE. Full Service Geomarketing und Data Analytics

infas360.de

www.vexcel-imaging.com

Hausanschluss

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Business Geomatics 7/22 | 05. Dezember 2022

Business Geomatics 7/22 | 0 5. Dezember 2022

BIM per Handy

Digitalisierung pur

Foto: Mettenmeier GmbH

Mit der Scalypso-Software kann hochgenaue 3D-Modellierung einfach via Smartphone-Kamera in den BIM-Prozess eingebunden werden. F rüher machte man Bilder mit der Kamera. Heute nutzt man „BIM“ auf der Baustelle mit einem Smartphone, also Punktwol ken anstatt Fotos, und das mit der Einfachheit und Intuition, wie man es aus der Smartpho ne-Welt kennt. Nun hat der schiedliche Scan-Apps verschiedener Hersteller angeboten. Einige sind kostenlos beziehungs weise zeitlich beschränkt kostenlos. Ein Ver gleich der unterschiedlichen Apps will Scalypso in naher Zukunft durchführen. Mobile Software

D enkt man an Baustellen, assoziiert man damit schnell Begriffe wie Schmutz, Lärm, schwere Geräte und harte physi sche Arbeiten. Doch eine App, über die Montagetrupps mit einer Augmented Reality (AR)-basierten Anwendung den Hausanschluss direkt auf der Baustelle digital erfassen und raumbezogene In formationen in Echtzeit in das Geoinformationssystem (GIS) des Leitungsnetzbetreibers übertragen können? Das klingt nach Zukunftsmusik, ist auf vielen deutschen Baustellen heutzutage jedoch Alltag. Möglich macht das die NAVA-App. Mit der Lösung können Sachdaten und Geometrien über das Smartphone und die hier integrierte Kamerafunktion erfasst werden – schnell, unkompliziert und ohne Vorkenntnisse mit geodätischer Messtechnik und Sensorik haben zu müssen. Grundlage dafür ist die imSmartphone integrierte Nahbereichsphotogrammetrie, auf welche NAVA zurückgreift, ohne dass Anwender:innen davon etwas mitbekommen. Im Ergebnis entsteht so eine Hausanschlussdokumentation in hoher Qualität und komplett im digitalen Workflow. Die NAVA-App besteht dafür aus einer Cloud-Anwen dung sowie einer speziell für Monteure designten App und wurde bereits 2016 von der Mettenmeier GmbH mit dem Ziel konzeptioniert, die Hausanschlusseinmessung in der ARmit einer automatisch generierten Aufnahmeskizze via Standard-Smartphones ohne externe Sensorik zu ermögli chen. Nach zwei Jahren Entwicklungszeit wurde die App im Jahr 2018 schließlich am Markt vorgestellt. Seitdem wird NAVA von einer stetig wachsenden Zahl von Kund:innen eingesetzt, um einen papierlosen und durchgängig digi talen Workflow umzusetzen. Integriertes Bildmessverfahren im Fokus Besonderheit der Lösung ist das integrierte Bildmess verfahren mit speziell entwickelten Funktionalitäten zur Qualitätssicherung. So kommt NAVA nach Herstelleran gaben im Grunde ohne die primäre Positionsbestimmung via GNSS (die je nach individuellem Anspruch jedoch ebenfalls möglich ist; siehe Kasten) aus, erfüllt aber den noch die im Regelwerk (DVGW GW 120 und VDE-AR-N 4201) geforderte Genauigkeit. Möglich wurde das durch zahlreiche (Weiter-)Entwicklungen von Smartphones und mobilen Betriebssystemen: rund ums Jahr 2016 sickerte durch, dass die führenden Smartphone-Hersteller die Bildmesstechnik in ihre Geräte implementieren wollten, um ihr Potenzial etwa für Gaming-Anwendungen, AR und neue Nutzererfahrungen abschöpfen zu können. Durch dieseWeiterentwicklung von Soft- und Hardware können moderne Smartphones und die aktuellen Versionen von iOS und Android aus den aufgenommenen Kamera-Bild daten auf Knopfdruck 3D-Modelle berechnen. Vorläufiger Höhepunkt dieser Entwicklung fand sich im Jahr 2020, als Tech-Gigant Apple ankündigte, seine Geräte ab dem iPad Pro der 4. Generation sowie dem iPhone 12 Pro Mit der NAVA-App können Montagetrupps die Haus anschlusseinmessung direkt auf der Baustelle mittels handelsüblichen Smartphones vornehmen.

mit einem LiDAR-Lasermessverfahren auszustatten, das die Nahbereichsphotogrammetrie mit den gängi gen Bildmessverfahren kombiniert. Ein gleichwertiges Verfahren bietet Google mit den AR-Funktionen seiner Pixel-Smartphones. Eben diese Bildmesstechnik ist für NAVA von zentraler Bedeutung. Bekommen Monteur:innen den Auftrag zur Hausanschlusseinmessung, durchschreiten sie zunächst mit ihren Smartphones den Messraum. Durch das Zu sammenspiel von Smartphone, integrierter Kamera und NAVA-App wird imHintergrund ein 3D-Modell von Haus fassade, Grundstück, Straßenraum und offenem Graben generiert. Angereichert wird dieses Modell durch einzelne Koordinaten, welche die Benutzer:innen per Knopfdruck an den relevanten Messpunkten – etwa an Hauskanten, Leitungen oder Hauseinführungen – festlegen. Auf diese Weise erstellen User:innen in nur wenigen Minuten au tomatisch eine Anschlussskizze, auf der alle relevanten Informationen enthalten sind und die anschließend per Knopfdruck in Echtzeit an den GIS-Operator im Büro übertragen werden kann – inklusive Fotodokumentation und entsprechender Sachdaten. Flexibles Preismodell Um die Genauigkeitsanforderungen erfüllen zu kön nen, misst das Smartphone jedoch nicht direkt im Bild, sondern im echtzeitprozessierten 3D-Modell. Dieses wird umso belastbarer und genauer, je mehr Daten für die Modellierung zur Verfügung stehen. Geschulte Anwender:innen nehmen dafür auf der Baustelle die gesamte Szenerie auf. Am Ende werden alle erhobenen Messdaten nochmals überprüft und jene Punkte, bei de nen Konfliktpotenzial vorherrscht, bei Bedarf korrigiert. Über eine intuitive Ampeldarstellung sehen Nutzer:innen direkt in der App, ob alle Messpunkte dem geforderten Qualitätsniveau entsprechen. Zwar sind gewisse Vor arbeiten klassisch vermessungstechnischer Art nach wie vor notwendig (beispielsweise ein Messpunkt als lokales Vor-Ort-Bezugssystem), grundsätzlich kann jeder Monteur aber die genauen Positionen der unterirdischen Anlagen direkt nach der Leitungsverlegung erfassen, Fotos erstellen und den Graben zeitnah wieder schließen. Die NAVA-Vertriebspartner bieten ein flexibles Preis modell für die Lösung an, die als Cloudsoftware immer in der aktuellsten Version zur Verfügung steht. Gegenüber herkömmlichen Einmessverfahren ergeben sich wesentli che Preisvorteile. Auch die Kosten für die Anschaffung der

Die NAVA-App digitalisiert den gesamten Prozess rund um die Haus anschlussdokumentation und das Einmessverfahren mithilfe von handels üblichen Smartphones. Smartphones halten sich in Grenzen, denn einige handelsüblicheModelle bieten bereits die geforderte Kameratechnik. Als Basismodell kommen die jeweiligen Geräte der Top-Klasse in Frage. Die App läuft entweder mit Google-Handys der Pixel-Serie oder den aktuellen Pro-Varianten der iPhones und iPads. Genauigkeits-Testfeld für normgerechte Messergebnisse Für Unternehmen, die auch ein Auftragsmanagement im Büro einrichten möchten, steht der „NAVA-Manager“ zur Verfügung. Diese leistungsstarke Browseranwendung plant und verschickt Aufträge an die Handys und erhält die fertigen Skizzen in Echtzeit zurück, um diese weiter zu optimieren und an das GIS zu übertragen. Aber sind die gelieferten Daten auch genau genug? Diese Kernfrage für jeden Netzbetreiber beantwortet NAVA innerhalb eines Testfeldes, das auf dem Mettenmeier-Firmengelände gebaut wurde. Das Ergebnis: Die Anforderungen werden durchgängig erfüllt; meistens sogar übererfüllt, sprich die Lagegenauigkeit beträgt aktuell nach dem Georeferenzieren im GIS bis zu 7 Zentimeter. Und auch die Höhe der 3D-Koordinate – bisher bei GNSS-Messungen meist schlechter als die Lage – ist besser als erwartet. ( jr)

Der Einsatz von Scalypso Modeler ist prädes tiniert für diese Testreihe. Die Software kann während des Scanvorgangs in Echtzeit bereits ein Vorschaubild anzeigen. „Es muss möglichst mit einem großen Überlappungsbereich die Oberfläche des zu vermessenden Bereiches ‚abgefahren‘ werden“, beschreibt König die neuartige Smartphone-Handhabung, die wie eine systematische Filmaufnahme erscheint. Zum Ende muss der Scan-Vorgang manuell gestoppt werden. Nach der Fertigstellung des Scans erfolgt eine automatische Optimierung der Punktwol ke. Es können verschiedene Optionen für die Optimierung gewählt werden. Für die weitere Verarbeitung der Punktwolke in Scalypso Mo bile wird die Punktwolke exportiert. „Hier hat sich das LAS-Format gut bewährt“, so König. Die Daten werden direkt auf einem Cloud Se ver von der Baustelle übertragen und werden dann mit Scalypso Mobile und ALLPLAN im Innendienst bearbeitet. 20 Jahre Expertise 3D-Punktwolken einfach in der BIM-Soft ware zu nutzen – das ist die Kernaufgabe des Scalypso Modeler. Die Software verarbeitet Punktwolken-Daten und liefert daraufhin BIM-typische Funktionen. BIM-Anwender können dadurch aus der profunden Menge an 3D-Daten selektiv genau die Modellierung

Softwarenentwickler Scalypso aus Potsdam im Rahmen von Webinaren eine Testreihe vor geführt, die nicht nur nachweist, wie einfach dies geht, sondern auch, wie genau die photo grammetrischen Daten sind und wie schnell sie in den Prozess einer BIM-Software überführt werden können. Live auf der Baustelle, mit Da tentransfer – falls gewünscht – über Whatsapp. „Dass Smartphones heute so viel können wie Spiegelreflexkameras vor zehn Jahren ist Common Sense. Dass sie auch professionelle Vermessungsgeräte sein können, setzt sich erst langsam durch“, weiß Ralf König, Ge schäftsführer von Scalypso. Es sei verständlich, dass man den Versprechungen der Smartpho ne-Welt mit einer Portion Skepsis gegenüber stehe. Allerdings möchte er Anwender:innen auch dazu motivieren, sich etwas genauer mit dem Thema auseinanderzusetzen. Daher hat der Spezialist für 3D-Punktwolkensoftware eine Messreihe aufgesetzt, um „ein wenig Objektivität in die Geschichte zu bringen, bevor sie zum Mythos verklärt wird“, so König. Laserscanner vs iPhone Bei dem Test kamen ein terrestrischer La serscanner und ein iPhone zum Einsatz. Aus den Daten wurde mit der gleichnamigen Scalypso-Softwaresuite eine Punktwolke er stellt. „Die Vermessung mit einem iPhone ist eine schnelle praktikable Möglichkeit der Vermessung von Objekten“, resümiert König. Die Abweichungen zu einem terrestrischen Laserscanner liegen, so der Experte, im Zen timeter-Bereich. Die Weiterverarbeitung der Daten mit Scalypso Mobile und ALLPLAN sei problemlos gewesen. Seit Oktober 2020 sind iPad Pro und iPhone 12 Pro und nachfolgende Geräte mit LiDAR-Scan ner erhältlich. LiDAR ist die Abkürzung für Light Detection and Ranging. „Man kann es ungefähr mit Lichterkennung und Raumvermessung übersetzen“, erklärt König. Die mit dem LiDAR ausgestatteten Geräte können mit ihrem Sen sor innerhalb einer Reichweite von fünf Metern Raumtiefen in Innenräumen und im Freien vermessen. Das Ergebnis ist eine maßstäbliche 3D-Punktwolke des vermessenen Objektes. In Apples AppStore werden auch unter

Das Smartphone als Werkzeug: Per „Filmen“ mit der Scalypso-App wer den Punktwolken erzeugt, die nahtlos in den BIM-Prozess integriert werden.

Grafik: Vector-Hub / shuttersock.com; Ingenieurbüro Dr.-Ing. R. König

nutzen, die ihnen am meisten hilft. Im Jahr 2021 hatte das Unternehmen Sca lypso Mobile in den Markt eingeführt, das auf dem Scalypso Modeler basiert. Das auch im Stand-Alone-Betrieb nutzbare Programm ist in der Lage, mobile Sensorsystemen, also eben auch Smartphones, zu nutzen. Scalypso beschäftigt sich bereits seit den 2000er-Jahren mit 3D-Punktwolken und gilt damit als Pionier. Im Jahr 2020 hatten Scalyp so und die ALLPLAN GmbH ein gemeinsames Plug-In entwickelt, damit ALLPLAN-Nutzer Punktwolken weiterverarbeiten können. Dabei werden 3D-Elemente in Echtzeit aus der Punktwolke generiert und in der BIM-Soft ware dargestellt. Die Datenbasis bildet also immer wieder ein zentraler, unveränderter

Datenpool, aus denen dann beliebige Elemente (auch 2D) in Formaten wie E57, LAS, LAZ oder ply genutzt werden, ohne dass dafür eine Kon vertierung vollzogen werden müsste. Aus Sicht des CAD-Systemswerden alle Vortei le der 3D-Punktwolken, insbesondere die unge heure Informationstiefe genutzt, ohne dass der Primärdatensatz „angefasst“ – sprich aufwendige Rechenzeit und Latenzzeiten aufgebraucht – werden muss. „Das stellt eine neue Dimension des BIM-Prozesses dar und schöpft die Potenziale der Digitalisierung auch für die mobile Vermes sung vor Ort voll aus“, so König. (sg)

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Urbane Hitzeinseln vermeiden. Mit interaktiven Klimasimulationen in Ihrem 3D-Stadtmodell.

Testobjekt einer Mauer: Scalypso zeigt anhand gleicher Bedingungen, wie sich die Vermessungsergeb nisse von Smartphone und 3D-Laserscanner unter scheiden. Das Ergebnis: Für die meisten Anwendun gen mehr als akzeptable Einschränkungen bei der Genauigkeit.

Foto: Mettenmeier GmbH

NAVA kann im Zusammenspiel mit einem mobilen GNSS-Empfänger wie dem Leica Zeno FLX100 sogar absolute Messpunkte ermitteln.

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1.1

Foto: Ingenieurbüro Dr.-Ing. R. König

GNSS-Empfänger für NAVA

Die NAVA-App wird aktuell um einen mobilen GNSS-Empfänger erweitert, der die aufgenommenen Messergebnisse mit absoluten Koordinaten anreichert. Dazu wird das Smartphone über eine universelle Handheld-Halterung mit dem Empfänger gekoppelt und die zugehörige App auf dem Smartphone instal liert. Über den Multifrequenzempfang und das eingesetzte Korrektursignal erzielt NAVA damit laut Herstel ler horizontale Genauigkeiten von weniger als zwei Zentimetern. Zusätzlich erfolgt durch die Augmented Reality der NAVA-App eine intuitive Überprüfung der Lagequalität direkt vor Ort. Während die herkömmlichen NAVA-Messungen bereits für ausreichende Genauigkeitswerte im Haus anschlussbereich sorgen und auch bei GPS-Abschattung funktionieren, sorgt dieser zusätzliche Genau igkeitsfaktor für weitere Sicherheit. Der Vorteil liegt darin, dass die absoluten GNSS-Koordinaten nun zusätzlich mit in die Messergebnisse aufgenommen werden. So können auch Messungen bei schlechter Sicht oder in größeren räumlichen Dimensionen stattfinden, zum Beispiel bei der Gleisvermessung, bei Kabel- und Rohrleitungstrassen oder bei sehr langen Hausanschlussleitungen. Gleichzeitig erkennt das System auch ungenaue GNSS-Punkte, die zum Beispiel aufgrund der Begebenheiten vor Ort entstanden sind, und markiert diese in der Skizze automatisch. ( jr)

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UN T E R N E HME N S S P I EG E L 2022

8 | Starkregen

Starkregen | 9

Business Geomatics 7/22 | 05. Dezember 2022

Business Geomatics 7/22 | 05. Dezember 2022

Foto: Pixabay / Free-Photos

D as Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV) hat ein neues Tool für Nordrhein-Westfalen vorgestellt. Der Klimaatlas ist ein im Internet frei verfügbares Angebot und bietet Daten über die Entwicklung sowie die Folgen des Klimawandels. Mit den Datenreihen können historische und mögliche zukünftige Projek tionen zur Entwicklung des Klimas in NRW abgerufen werden, wie das LANUV bei der of fiziellen Vorstellung des Klimaatlas in Düssel dorf mitteilte. Ebenso im Tool zu finden seien ein Gründachkataster sowie Starkregen-Hin weiskarten, mögliche Überflutungsflächen bei Hochwasser oder hitzebelastete Bereiche in den Innenstädten NRWs. „Der Klimaatlas ist ein weiterer Baustein, um die Klimaanpassung in NRW voranzutrei ben und die verschiedenen Akteurinnen und D ächer begrünen, Flächen entsiegeln, weniger Beton, dafür mehr Schatten und Versickerungsmöglichkeiten: Aus bautechnischer Sicht gibt es viel, was Städte tun können, um sich gegenüber dem fort schreitenden Klimawandel zu wappnen. Doch damit Maßnahmen der Klimaanpassung lang fristig und flächendeckend wirken können, müssen sie zu einem selbstverständlichen Teil der kommunalen Planung werden. Der zeit fehlen für eine solche Integration aber noch wesentliche rechtliche und finanzielle Grundlagen. Ein Forschungsteam der Bera tungsfirma adelphi, der Universität Potsdam und des Leibniz-Instituts für Raumbezogene Sozialforschung (IRS) hat nun einen Policy Brief mit zwölf Handlungsempfehlungen erarbeitet, die sich sowohl an die kommunale Politik und Verwaltung als auch an die Landes- und Bun desebene richten. In die Empfehlungen flossen wissenschaftliche, juristische, politische und planerische Expertise ein. Gesetzlichen Rahmen und finanzielle Sicherheit herstellen Fünf „übergeordnete“ Empfehlungen (Ü1 bis Ü5) zielen auf verbesserte Rahmenbedingun gen für die Integration der Klimaanpassung in die Planung auf Landes- und Bundesebene. Bislang wird in wesentlichen Gesetzen nichts 12 Empfehlungen für klimaresiliente Städte

und falsche Prioritäten wirksames Handeln. Besonders bei der Frage, wie Flächen entsie gelt und vielfältig genutzt werden können, machen die Autor:innen zahlreiche Blockaden aus, so etwa PKW-Stellplatzpflichten in Lan desbauordnungen, Zuständigkeitskonkurrenz zwischen verschiedenen Fachverwaltungen oder zu schwache Eingriffsregelungen, die bei flächenversiegelnden Neubauten eine aus gleichende Entsiegelung anderswo erzwingen könnten. Weiterhin sehen sie eine Notwen digkeit für mehr lokale Überzeugungsarbeit (z. B. hinsichtlich des wasserwirtschaftlichen Nutzens von Gründächern) und eine stärker an Klimaanpassung orientierte Anwendung von existierenden Regeln – etwa imDenkmalschutz oder beim Schutz der menschlichen Gesundheit angesichts extremer Hitze. Die Handlungsempfehlungen wurden im Rahmen des Forschungsprojektes „ExTrass: Urbane Resilienz gegenüber extremen Wetter- ereignissen—Typologien und Transfer von An passungsstrategien in kleinen Großstädten und Mittelstädten“ (als Teil der BMBF-Leitinitiative „Zukunftsstadt“) von Forschenden und kommu nalen Fachleuten erarbeitet. An zwei Workshops im Februar und September 2021 waren über insgesamt fünf Tage mehr als 80 Personen aus unterschiedlichen Bereichen (Stadt- und Um weltplanung, Klimaanpassungsmanagement, kommunale Verwaltung, Forschung) aus 65 Kommunen in Deutschland beteiligt. ( jr)

Nützlich für Baustellen jeder Art

Ein Leibniz-Forschungsteam hat zwölf Handlungsempfehlungen für resiliente Städte erarbeitet.

Das infrest Leitungsauskunfts portal ist mit mehr als 13.750 hinterlegten Infrastrukturbe treibern und über 770.000 ver sendeten Leitungsanfragen und Meldungen (2021) inzwischen deutschlandweit einer der füh renden Partner für die Bauwirt schaft und Infrastrukturbetreiber zum Schutz der kritischen Infra strukturen. sierte Lösung jetzt in Richtung Verkehrsplanung erweitert. Die Infrastrukturbetreiber beziehungsweise die von ihnen beauftragten Verkehrsplaner können nun auch die für die Baumaßnahmen notwendigen Verkehrsänderungen inklusive Umleitungen im System hinterlegen. Oft wird von den städti schen Verkehrsunternehmen im Rahmen von Gleisarbeiten ein Schienenersatzverkehr eingerichtet. Um zu vermeiden, dass geplante Tiefbauarbeiten den fahrplanmäßigen Verkehrsfluss behindern, können die Verkehrsbetriebe jetzt auch diese tem porären Umfahrungen in den Baustellenatlas eintragen. Die neuen Erweiterungen ermöglichen es den beteiligten (Verkehrs-) Planern außerdem, weiterführende Informationen zu den eingerichteten Umleitungen zu hinterlegen. So lassen sich zur besseren Planung unter anderem Informationen zur Staugefährdung, Anzahl der betroffenen Fahrspuren sowie der Art der betroffenen Verkehrsteilnehmer:innen angeben. Werden neue Tiefbaumaßnahmen auf der Umleitungsstrecke geplant, informiert der Baustellenatlas die verantwortlichen Pla ner:innen und Verkehrsunternehmen automatisch. Sie können dann gemeinsam Lösungen erarbeiten, um Verkehrsbehinde rung zu vermeiden. Sowohl der infrest Baustellenatlas als auch das infrest Lei tungsauskunftsportal kommen seit Herbst dieses Jahres im vom Jahrhunderthochwasser betroffenen Landkreis Ahrweiler zum Einsatz. „Wir freuen uns, dass wir mit unseren Lösungen einen Beitrag zum schnellen Wiederaufbau der von der Hochwasser katastrophe betroffenen Städte, Gemeinden und Infrastruktur leisten können,“ so infrest-Geschäftsführer Jürgen Besler. (sg)

eingehalten werden, und bei Aktionsplänen zur Vorbereitung auf Hitzewellen, die bereits jedes Jahr tausende Todesopfer fordern. Möglichkeiten besser nutzen Sieben weitere, „spezifische“ Empfehlungen (S1 bis S7) beziehen sich auf die kommunale Planungspraxis und spezifische gesetzliche Vorschriften. Mit der Bauleitplanung steht den Kommunen ein Steuerungsinstrument für zahlreiche gesellschaftliche Bereiche wie Woh nungsbau, Verkehr, Energiewirtschaft, Was- serwirtschaft, Gesundheitswesen und Vorsorge gegenüber Naturgefahren zur Verfügung, das für die Verbesserung der städtischen Anpas sungskapazität genutzt werden kann. Doch an vielen Stellen behindern rechtliche Regelungen

Akteure zu unterstützen“, betonte Umwelt minister Oliver Krischer bei der Vorstellung der neuen Plattform: „Mit dem neuen Kli maatlas setzt das LANUV neue Maßstäbe bei der Datenbereitstellung zu Klimaentwicklung, Klimafolgen und Klimaanpassung.“ Der neue Klimaatlas teilt sich auf in einen Bereich für professionelle Anwender:innen, die Detailinformationen für die Stadtplanung oder andere Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel benötigen. Ein niedrigschwel liger Einstieg leitet mit wenigen Klicks zu ersten grundlegenden Informationen über die Auswirkungen des Klimawandels auf das tägliche Leben. Die Unterschiede zwischen Kli mawandel, Klimaanpassung und Klimaschutz werden hier ebenso erläutert wie die einzelnen Methoden der wissenschaftlichen Erhebungen und der Entwicklung von Indikatoren. ( jr) oder wenig zum Thema Klimaanpassung gere gelt. Deshalb soll das Thema in alle relevanten Bundes- und Landesgesetze (etwa die Klima schutzgesetze, das Wasserhaushaltsgesetz und das Baugesetzbuch) aufgenommen und dort, wo es bereits verankert ist, weiter kon kretisiert werden. Besonders finanzschwache Kommunen stehen zudem vor dem Problem, dass es zwar projektbasierte Förderung für Klimaanpassung gibt, diese jedoch immer nur vorübergehend gewährt wird. Das Auto renteam empfiehlt deshalb, Klimaanpassung durch Landesgesetze zur Pflichtaufgabe für Kommunen zu machen. Dafür müssten die Kommunen dauerhaft mit entsprechenden Finanzmitteln ausgestattet werden. Ärmere Bundesländer sollen wiederum über eine neue Gemeinschaftsaufgabe „Klimaanpassung“ vom Bund unterstützt werden. Projektförde rung für investive und innovative Maßnahmen soll es trotzdemweiterhin geben. Besonders in zwei Gebieten mahnen die Autor:innen außer dem deutliche Verbesserungen in den Förder kulissen für Kommunen an: Beim Monitoring, ob etwa bauliche Vorschriften tatsächlich

Die kompletten zwölf Handlungsempfehlungen des Forschungsteams können Sie hier kostenfrei herunterladen.

Die Flutkatastrophe im Ahrtal hat massive Schäden verursacht, die noch lange sichtbar sein werden. Großteile der Infrastruktur werden wieder aufgebaut. Die infrest-Tech nologie unterstützt dies.

www.leibniz-irs.de www.adelphi.de

D ie Lösungen der infrest bieten Kommunen und Netzbetreibern interessante Einsatzfelder, die über die Einholung von Leitungsauskünften hinausgehen. Städte und Kommunen können das Portal zusätzlich dafür nutzen, digitale Genehmigungsverfahren nach den Vorgaben des Onlinezugangsgesetz (OZG) rechtskon form umzusetzen. Und Netzbetreiber ohne eigene Planauskunftssysteme können mit Hilfe der Portallösung sogar eine vollautomatische Planauskunft aufbauen. Für Netzbetreiber, die zwar kein eigenes Planauskunftssystem im Einsatz haben, aber ihren Anlagenbestand in einer webba sierten GIS-Lösung verwalten, kann über eine Systemkopplung mittels WebMapService (WMS) mit dem webbasierten infrest Leitungsauskunftsportal eine vollautomatische Planauskunft eingerichtet werden. Die Leitungsauskünfte werden dann mittels WMS-Aufruf automatisiert erstellt und dem Auskunfts suchenden samt zugehörigen Unterlagen wie Leitungsschut zanweisung oder Legende im infrest Leitungsauskunftsportal zum Download zur Verfügung gestellt. Der Netzbetreiber erhält einen Zugang zum Portal, über welchen er Einsicht in alle ein gegangenen Anfragen und Auskünfte hat. Digitale Antragsverfahren OZG-konform umsetzen Städte und Kommunen können darüber hinaus auch bei digita len Antragsverfahren von den Lösungen der infrest profitieren. So hat das Unternehmen mehrere Schnittstellen zu bekannten Fachverfahrensherstellern (Dr. Haller, Archikart, Caigos etc.) entwickelt, mittels der Kommunen über das infrest Leitungs auskunftsportal ihre Antragsverfahren im Bereich der Ver- und Fugro hat die Feldarbeiten im Rahmen eines Auftrags zur geophysikalischen, geotechnischen und umwelttechnischen Untersuchung des Offshore-Windparks Dogger Bank South (DBS) von RWE Renewables erfolgreich abgeschlossen . DBS liegt mehr als 110 km vor der Ostküste von Yorkshire (England) in der Nordsee und hat das Potenzial, erneuerbaren Strom für bis zu 3,4 Millionen britische Haushalte pro Jahr zu erzeugen. Das Array-Gebiet erstreckt sich über eine Fläche von ca. 1.000 Quadratkilometern mit über 100 Kilometern vorgeschlagenen Exportkabeltrassen, was zu einem Gesamtumfang von mehr als 20.000 Kilometern Vermessungslinien führt. Fugro hat mehrere Schiffe aus seiner Flotte eingesetzt, um flächendeckende Vermessungen durchzuführen. Dazu gehör ten Kegel-Eindringtests (CPTs), Probebohrungen, Fächerecho lot-Untersuchungen und eine 2D-Ultrahochauflösungsseismik (UHRS), die nach Angaben von Fugro höchste Genauigkeit unterstützt. (sg) › NEWS GEODATEN FÜR OFFSHORE-WINDPARK

Foto: C. Ketz

Starkregen-Gefahrenkarten, Gründachkataster & mehr: Neuer Klimaatlas vorgestellt

Entsorgungsinfrastruktur nach dem Standard der Hamburger Leitstelle XPlanung/XBau digitalisieren können. Städte können so Bescheide inklusive Nachforderungsmanagement digital umfassend übermitteln. Neben den Genehmigungsverfahren zur Verkehrsrechtlichen Anordnung (VRAO) werden in Berlin so bereits das Antragsverfahren auf Zustimmung gemäß §127 des neu gefassten Telekommunikationsgesetzes (TKMG) sowie zur Sondernutzungen beziehungsweise Aufbrüchen OZG-konform abgewickelt. Weitere digitale Antragsverfahren starten dem nächst in Teilen von Brandenburg und Rheinland-Pfalz. Mit weiteren Lösungen der infrest lassen sich andere Prozesse im Rahmen von Tiefbauarbeiten effizienter gestalten. So ko ordinieren in Berlin, Köln, Düsseldorf sowie Brandenburg an der Havel die städtischen Infrastrukturbetreiber die Planung ihrer Tiefbaumaßnahmen mit dem infrest Baustellenatlas. Bei räumlichen und zeitlichen Überschneidungen der im System hinterlegten Baumaßnahmen werden die Verantwortlichen automatisch informiert und können ihre Aktivitäten im Idealfall miteinander abstimmen. Das führt, so infrest, zu deutlichen Kostenersparnissen durch kürzere Gesamtbauzeiten und er hebliche Ressourcen- und CO2 Einsparungen. Einsatz im Ahrtal Um mehr Transparenz zu schaffen und die Planungen neuer Baumaßnahmen weiter zu erleichtern, wurde die webba- Verzahnte Baustellenkoordination von Tiefbau- und Verkehrsplanung

Das Risiko für Extremwetter nimmt durch den Klimawandel zu. Auch in Deutschland werden Starkregen, Überschwemmungen und Sturzfluten häufiger und intensiver.

Foto: Rainer Sturm / pixelio

Neue Daten zur Starkniederschlagsauswertung

D

Für den neuen Datensatz wurden in den Jahren 2018 bis 2021 im Projekt „Metho dische Untersuchungen zur Novellierung der Starkregenstatistik für Deutschland (MUNSTAR)“ die Methodik und die Daten basis grundlegend erneuert. Ein wesentlicher Anwendungsbereich für die rasterbasierte Starkniederschlags auswertung ist die Dimensionierung was serwirtschaftlicher Bauwerke. Auch für die Dimensionierung von Entwässerungssyste men und Versickerungsanlagen werden sie häufig herangezogen. Mithilfe von KOST RA-DWD ist es jedoch auch möglich, die Niederschlagshöhe starker Regenereignisse bezüglich ihrer Jährlichkeit einzuschätzen. Diese Einschätzung dient häufig der Be wertung von Schadensereignissen. Leistungen, die im Sinne des Geodaten zugangsgesetzes zu den Geodaten gehören, werden entgeltfrei und ohne Nutzungs einschränkungen im CDC zur Verfügung gestellt. Hierzu gehören seit Juli 2017 auch die KOSTRA-DWD-Rasterdaten. Die KOSTRA-DWD-Daten werden auch von der DWA (Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.) im Rahmen des MDMS-Datentools mit den KOSTRA-Daten angeboten. Das Programm hatte Tandler für den DWA entwickelt. Programme wie das Messdatenmanage mentsystem „AquaZIS“ von Tandler integrie ren diesen Datensatz, um ihn für Programme etwa für die Kanalnetzberechnung verfügbar zu machen. (sg)

er Deutsche Wetterdienst hat die Koordinierte Starkniederschlags auswertung und -regionalisierung überarbeitet und fortgeschrieben. Der neue Datensatz „KOSTRA-DWD-2020“ wird zum 01.01.2023 die bisher geltenden KOSTRA DWD-2010R-Werte ersetzen. Der Datensatz beinhaltet Rasterdaten zu Niederschlags höhen und –spenden in Abhängigkeit von der Niederschlagsdauer D und der Jährlich keit T (Wiederkehrintervall). KOSTRA-DWD steht für „Koordinierte Starkniederschlagsregionalisierung und -auswertung des DWD“. Der Datensatz wird bereits seit mehr als 30 Jahren regelmäßig vom Deutschen Wetterdienst erarbeitet. Eine erste Fortschreibung mit dem Na men KOSTRA-DWD-2000 erschien im Jahr 2005. Sie basierte auf den Daten der Jahre 1951 – 2000. Eine weitere Fortschreibung der Starkniederschlagsauswertung wurde im Jahr 2016 als KOSTRA-DWD-2010 ver öffentlicht. Sie beruht auf den Daten der Jahre 1951 – 2010. Auf Anregung einzelner Landesbehör den wurde darüber hinaus im Jahr 2017 eine Revision dieses Datensatzes (KOSTRA DWD-2010R) durchgeführt. Im Rahmen der Starkniederschlagsauswertung wurden Niederschlagshöhen und Niederschlags spenden berechnet. Die Berechnung er folgte in Abhängigkeit von verschiedenen Dauerstufen (5 min bis 72 h) beziehungs weise Jährlichkeiten (1 a bis 100 a). Die Ergebnisse wurden auf ein deutschland weites Rasternetz ( je Rasterfeld rund 67 km²) übertragen.

www.klimaatlas.nrw.de

www.lanuv.nrw.de

Der Klimaatlas ist über das Internet frei zugänglich und bietet Daten über die Entwicklung sowie die Folgen des Klimawandels.

www.infrest.de

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Foto: www.klimaatlas.nrw.de / Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW

ANBIETER STARKREGEN/ HOCHWASSER

B U S I NE S S GEOMAT ICS

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Hansa Luftbild AG, 48147 Münster | www.hansaluftbild.de

IABG – Geospatial Solutions, 85521 Ottobrunn | www.iabg.de

Virtual City Systems, 10789 Berlin | www.vc.systems

www.dwd.de

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UN T E R N E HME N S S P I EG E L 2022