Eine 70 km lange LiDAR-Vermessung in Namibia mit dem CHCNAV AA15P

Teams, die mit luftgestütztem LiDAR arbeiten, kennen die Nachteile eines fragmentierten Vermessungsablaufs nur zu gut: Hardware und Software verschiedener Hersteller, zahlreiche Schrauben, Kabel und Anschlüsse am Flugzeug, Daten, die von drei Geräten in drei Formaten heruntergeladen werden müssen, sowie Reichweitenbeschränkungen, die bei komplexem Gelände Lücken hinterlassen. Bei einer kürzlich durchgeführten Korridorvermessung in Namibia ersetzte Strydom & Associates Land Surveyors dieses Modell durch einen einzigen, vernetzten Arbeitsablauf, der auf dem CHCNAV AlphaAir 15 Pro (AA15P) basiert. Das Team erfasste einen 70 km langen Pipelinekorridor in zwei Tagen, verarbeitete und exportierte die Daten bis zum Ende des folgenden Tages und erzielte eine durchschnittliche Punktdichte von rund 80 Punkten pro Quadratmeter.

Das Projekt: Ein 70 km langer Pipelinekorridor an der Westküste Namibias

Strydom & Associates Land Surveyors ist ein professionelles Vermessungsunternehmen mit Sitz in Windhoek, Namibia. Das 1993 gegründete Unternehmen ist spezialisiert auf Katastervermessung, Ingenieurvermessung, topografische Kartierung, luftgestützte LiDAR-Vermessung, Photogrammetrie und großflächige Korridorkartierung. Im Rahmen dieses Projekts führte das Team eine LiDAR-Korridorvermessung aus der Luft für eine geplante Pipelinetrasse im Bergbaugebiet Tumas an der Westküste Namibias südlich der bestehenden Pipelines Bannerman und Langer Heinrich durch.
 

Der Auftrag enthielt klare Vorgaben hinsichtlich Länge, Genauigkeit und Bearbeitungszeit:
 

• Korridorlänge: ca. 70 km entlang der geplanten Pipeline-Trasse.
   
• Ergebnisse: ein digitales Höhenmodell, Konturlinien im Abstand von 25 cm und klassifizierte Punktwolken.
   
• Punktdichte: ein hohes Ziel von bis zu 80 Punkten pro Quadratmeter.
   
• Erfassungsbreite: eine erforderliche Streifenbreite von ca. 200 m.
   
• Zeitplan: ein Erhebungszeitraum von zwei Tagen.

Die CHCNAV AlphaAir 15 Pro (AA15P)-Lösung: Ein vernetzter Arbeitsablauf

Das AA15P ersetzte eine Toolchain verschiedener Anbieter durch ein einziges Ökosystem, das von der Flugplanung bis hin zu den endgültigen, CAD-fähigen Ergebnissen reicht. Das System ist an einem mit 150 km/h fliegenden Flugzeug vom Typ Cessna 182 montiert und kombiniert den luftgestützten LiDAR-Sensor mit einer hochauflösenden Mittelformatkamera und einer werkzeuglosen Halterung, die alle von einer einzigen Software-Suite gesteuert werden.
 

Der Arbeitsablauf – von der Flugplanung bis zu den endgültigen Ergebnissen

Die Stärke des AA15P in diesem Projekt lag darin, dass der gesamte Arbeitsablauf – von der Missionsplanung bis zur Endproduktion – innerhalb eines einzigen Ökosystems ablief, ohne dass zwischendurch Formatkonvertierungen durch Drittanbieter erforderlich waren. Die Vermessung erfolgte in fünf Schritten.

Schritt 1: Flugplanung mit BortBiZ-Plan

Das Team erstellte in BortBiZ-Plan die Fluglinien für den Korridor und legte die Nutzlastparameter fest; anschließend prüfte es, wie sich Änderungen bei Geschwindigkeit, Höhe, Überlappung, Impulsrate, Reflektanz und Punktdichte auf die endgültige Mission auswirken würden. Dadurch ließ sich die Mission vor dem Start leichter veranschaulichen, erklären und anpassen.

Schritt 2: Montage und Einrichtung des Flugzeugs

Nachdem die Missionsparameter bestätigt worden waren, montierte das Team das AA15P mithilfe des integrierten Alpha-Mount-Systems an der Cessna 182. Das werkzeuglose Schnellverschlussdesign vereinfacht die Installation der Nutzlast und reduziert den Aufwand bei der Vorbereitung vor dem Flug, da viele der Schrauben, Kabel und Verbindungspunkte entfallen, die üblicherweise mit herkömmlichen Arbeitsabläufen zur Nutzlastintegration verbunden sind. Dadurch werden die Vorbereitungen optimiert und die betriebliche Effizienz gesteigert.

Schritt 3: Flugbetrieb und Navigation mit BortBiZ-NAV

Nachdem das Flugzeug vorbereitet und das System flugbereit war, nutzte das Team BortBiZ-NAV, um die Mission zu steuern und den Status der Nutzlast in Echtzeit zu überwachen. Während des Fluges lieferte BortBiZ-NAV Anweisungen für den Piloten, ermöglichte die Echtzeitanpassung der Laser-Impulswiederholungsrate, erlaubte das Anhalten und Fortsetzen der Datenerfassung und zeigte die Speicherbelegung sowohl für das LiDAR als auch für die Kamera in Echtzeit an. Diese Echtzeit-Transparenz war für ein effizientes Datenmanagement und die kontinuierliche Überwachung des Systemstatus unerlässlich.

Schritt 4: Vorverarbeitung mit CoPre

Nach dem Flug wurden die erfassten LiDAR- und Bilddaten zur ersten Verarbeitung und Qualitätskontrolle in CoPre übertragen. Mit CoPre wurden die Flugbahnen berechnet, die Punktwolke erstellt, diese anhand der Bilddaten eingefärbt und das Orthofoto ausgegeben. Außerdem wurden Streifenanpassungen, Anpassungen der Bodenkontrollpunkte und Qualitätsprüfungen durchgeführt, sodass die Daten vor der endgültigen Auswertung bereinigt und ausgerichtet waren.

Schritt 5: Endfertigung mit CoProcess

Nachdem die Daten vorverarbeitet und auf ihre Qualität geprüft worden waren, ging das Team zur endgültigen Bearbeitung in CoProcess über. Die Daten wurden aus CoPre in CoProcess exportiert, um dort klassifiziert, ein digitales Höhenmodell (DEM) erstellt und Konturlinien generiert zu werden. Die endgültigen Ergebnisse wurden in Formaten wie LAS, LAZ und E57 exportiert und standen damit für die weitere Verarbeitung durch den Kunden bereit.

Das Ergebnis: 70 km in zwei Tagen

Der vernetzte Arbeitsablauf ermöglichte die Bearbeitung eines umfangreichen Korridor-Datensatzes innerhalb eines engen Zeitrahmens. Der gesamte 70 km lange Korridor wurde bis zum Ende des folgenden Tages erfasst, verarbeitet, überprüft und exportiert, und dank der sauberen, dichten Punktwolke konnte die Klassifizierung in weniger als einem Tag abgeschlossen werden. Selbst vor der Anwendung von Rauschfiltern oder Streifenanpassungen waren nur sehr geringe Störsignale und keine Schichttrennung zu verzeichnen.
 

Dank der dichten, sauberen Daten gestaltete sich auch die Merkmalsextraktion unkompliziert. Details wie Stromleitungen und eine Brücke entlang der Strecke waren in der Punktwolke deutlich zu erkennen, was zuverlässige Kartierungsergebnisse entlang des gesamten Korridors ermöglichte.

Bisheriger Workflow im Vergleich zum AA15P-Workflow

Die Entscheidung für den AA15P beruhte auf der kompletten Workflow-Lösung und nicht nur auf dem Scanner selbst. Strydom & Associates Land Surveyors benötigte ein luftgestütztes LiDAR-System, das die Erfassungseffizienz verbessern, den Feldeinsatz vereinfachen, qualitativ hochwertige Bilder liefern, die Reichweite erhöhen, die Verarbeitungszeit verkürzen und zuverlässige Endergebnisse liefern konnte. CHC Navigation hat genau dies erreicht, indem es einen einfacheren und umfassenderen Workflow sowohl auf Hardware- als auch auf Softwareebene bot. Der AA15P bietet zudem eine verbesserte Reichweite und Erfassungsleistung mit einer Reichweite von 3.200 Metern und einer Impulswiederholungsrate von 2,4 MHz, was den Teams mehr Flexibilität bei der Planung von Luftvermessungen verschafft und dazu beiträgt, die Einschränkungen durch komplexes Gelände zu mindern.
 

Für Vermessungsteams, die große Korridorprojekte durchführen, bei denen ein luftgestütztes System mit Geräten verschiedener Hersteller langsam und kostspielig ist, liefert die Vermessung in Namibia einen eindeutigen Beleg: Das vernetzte CHCNAV-Ökosystem, das luftgestütztes LiDAR mit integrierter Planungs-, Navigations- und Verarbeitungssoftware kombiniert, ermöglicht eine hochauflösende, standardkonforme Kartierung in einem Bruchteil der Zeit. Dieser vernetzte Workflow, der auf dem AlphaAir 15 Pro und seinem integrierten Software-Ökosystem basiert, ist Teil des Portfolios an mobilen 3D-Kartierungslösungen von CHCNAV.
 

Laden Sie die vollständige Fallstudie herunter (PDF)

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Über CHC Navigation

CHC Navigation (CHCNAV) entwickelt fortschrittliche Lösungen für Kartografie, Navigation und Ortung, die darauf ausgelegt sind, Produktivität und Effizienz zu steigern. CHCNAV bedient Branchen wie Geodaten, Landwirtschaft, Maschinensteuerung und Autonomie und liefert innovative Technologien, die Fachleute unterstützen und den Fortschritt der Branche vorantreiben. Mit einer globalen Präsenz in über 140 Ländern und einem Team von mehr als 2.200 Fachkräften gilt CHC Navigation als führendes Unternehmen in der Geodatenbranche und darüber hinaus. Weitere Informationen zu CHC Navigation [Huace:300627.SZ] finden Sie unter: https://geospatial.chcnav.com/about/overview