Laser tastet die Stadt digital ab: Ganz Bremerhaven in 3-D
Große Kirche, Sail-City-Hotel oder Klimahaus in der dritten Dimension auf Bildern, die durch Laserscanner und Hochleistungscomputer entstehen: Gemeinsam mit zwei Bremerhavener Firmen hat das Vermessungs- und Katasteramt die Seestadt flächendeckend aus der Luft vermessen und zu einem 3-D-Bremerhaven zusammengefügt. Inmitten der Innenstadt zu sehen: der Weihnachtsmarkt.
Am 30. November 2008 stieg eine Propellermaschine zum Bildflug auf, um die Stadt ins Visier zu nehmen und die Daten für ein detailliertes digitales Stadtmodell zu sammeln. Für die dreidimensionale Ansicht tat sich das Vermessungs- und Katasteramt mit der Weser Bildmessflug GmbH und der Optimare Sensorsysteme AG zusammen. Beide Unternehmen sind auf Bildflug und Flugzeugsensorik spezialisiert und flogen die Stadt in einer Höhe von 680 Metern ab.
Dazu wurde ganz Bremerhaven vom Lasersystem LIDAR eingescannt. Mit dieser Technik der Firma RIEGL Laser Measurement Systems GmbH, so erläutert der stellvertretende Amtsleiter Marco Kewes, kann die Erdoberfläche bei optimalen Bedingungen auf maximal plus minus fünf Zentimeter von einem Flugzeug aus bestimmt werden.
Bei der Messung gibt der Laser 240 000 Impulse pro Sekunde in Richtung Boden ab. Die Laserstrahlen werden mit Hilfe eines rotierenden Spiegels gelenkt, sodass quer zur Flugrichtung die Oberfläche in einem Fächer abgetastet wird. Die Strahlen erzeugen am Boden ein Rückstreusignal, das vom Laser-System empfangen wird. Der Computer wandelt dann das Signal in Daten um, die Auskunft über die Oberflächenlage, die Bodenbeschaffenheit, Vegetationsart und Bebauung geben.
Für die Vermessung wurde die Stadt in 32 Streifen unterteilt. "Das Abfliegen dieser Streifen stellt an den Piloten große Anforderungen", sagt Dr. Tobias Boebel von der Optimare Sensorsysteme AG. "So darf er nicht mehr als zehn Meter vom einzelnen Streifen abweichen. Nur so kann vermieden werden, dass in der nachfolgenden Datenanalyse Lücken zwischen den einzelnen Streifen auftreten." Ein besonderes Navigations- und Flugführungssystem unterstützt den Piloten bei seinem Viereinhalb-Stunden-Flug.
Um die Oberfläche möglichst genau in der Höhe zu vermessen, durften bei dem Bildflug weder Schnee noch Laub vorhanden sein. Denn Bodenbedeckungen können Laserstrahlen nicht durchdringen. Daher war der Bildflug nur während des Weihnachtsmarkts möglich, sodass das 3-D-Bild der "Bürger" zwischen Großer Kirche und Theodor-Heuss-Platz von der Budenstadt beherrscht wird.
"Ziel ist es nun, in den nächsten Wochen mit den Daten sowohl die Geländeoberfläche ohne Bebauung als auch das bestehende 3-D-Stadtmodell weiter zu verfeinern", kündigt Kewes an. Für dieses Projekt werden von allen rund 45 000 Gebäuden in Bremerhaven die Dachformen und die Gebäudehöhen berechnet. Die Optimare Sensorsysteme AG setzt dabei eine neu entwickelte Software ein, die das Modell automatisch erzeugt. Bisher mussten derlei Berechnungen einzeln von Hand ausgeführt werden - bei den Gebäuden einer ganzen Stadt eine langwierige und kostenintensive Aufgabe.
Von der Zusammenarbeit zwischen Privatunternehmen und städtischem Vermessungs- und Katasteramt profitieren beide Seiten, weiß Ulrich Gellhaus, Leiter des Vermessungs- und Katasteramts: Die Bremerhavener Firmen konnten ihre hochmoderne Technik am kompletten Datensatz einer Stadt erproben und zukünftig als Referenzobjekt vorzeigen. Und die Stadt erhält genaueste flächendeckende Gelände- und Gebäudeinformationen, die bei künftigen Planungen dem Wirtschaftsstandort Bremerhaven nutzen werden.
- Weitere Informationen: Marco Kewes, Vermessungs- und Katasteramt, Tel. 590-3350; Dr. Tobias Boebel, Optimare Sensorsysteme AG