Luftvermessung von Stromleitungen entlang eines Übertragungskorridors in Südafrika
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Inspektion von Freileitungen auf einer Strecke von 130 km in Südafrika

9. Okt. 2026

Übertragungskorridore gehören zu den am schwierigsten zu inspizierenden Anlagen eines Energieversorgers. Die Leitungen führen durch Wälder, über Flüsse und Berge, die Masten stehen weit abseits jeglicher Straßen, und die wichtigsten Details – wie die Durchhanglänge der Leiter, der Zustand des Erdungsdrahts und der Abstand zwischen Leitern und Vegetation – lassen sich vom Boden aus oder anhand von Fotos nur schwer messen. In der Region Komati in Südafrika setzte Strata Geomatics das luftgestützte LiDAR-System CHCNAV AlphaAir 15 Pro (AA15P) an Bord eines bemannten Flugzeugs über einem 130 km langen Stromleitungskorridor ein, um herauszufinden, ob ein einziger Flug die für eine Stromleitungsinspektion erforderlichen Daten liefern kann.

Das Projekt: Ein 130 km langer Stromübertragungskorridor in Südafrika

Strata Geomatics ist ein Geomatikunternehmen in Südafrika. Für dieses Projekt montierte das technische Team des Unternehmens den AlphaAir 15 Pro auf einem bemannten Flugzeug und scannte einen 130 km langen Abschnitt einer Hochspannungsleitung. Der Flug sollte Antworten auf drei Fragen liefern:
 

Die letzte Frage war die schwierigste. In Südafrika variieren die oberirdischen Erdungskabel hinsichtlich Material und Durchmesser, was eine einheitliche Erfassung erschwert.

 

Karte des Trassenkorridors für die Vermessung der Stromleitung in der südafrikanischen Region Komati Karte des Trassenkorridors für die Vermessung der Stromleitung in der südafrikanischen Region Komati
Links: Eine Karte, die den Vermessungskorridor für die Übertragungsleitung in der Region Komati in Südafrika zeigt. Rechts: Ein Flugzeug vom Typ Cessna 307, ausgestattet mit dem luftgestützten LiDAR-System CHCNAV AlphaAir 15 Pro (AA15P) zur Inspektion von Hochspannungsleitungen.

Warum bei der Inspektion von Stromleitungen mehr als nur Bildmaterial erforderlich ist

Jede gängige Prüfmethode weist irgendwo eine Lücke auf:
 

Luftgestütztes LiDAR löst all diese Probleme auf einmal. Das Flugzeug fliegt in sicherem Abstand zur Leitung, Laserimpulse dringen durch Lücken im Baumkronendach bis zum Boden vor, und jeder Punkt ist mit einer gemessenen 3D-Koordinate versehen.

Die CHCNAV AlphaAir 15 Pro (AA15P)-Lösung

Das AlphaAir 15 Pro wiegt 2,6 kg, sodass das gleiche System je nach Projekt sowohl in einem bemannten Flugzeug als auch in einem großen Starrflügel-UAV installiert werden kann.

 

Drei Eigenschaften machten es für diesen Korridor geeignet:
 

Der Arbeitsablauf: Von der Installation bis zur fertigen Punktwolke

01. Installation und Systemprüfung. Die Kabel für Kamera, GNSS und Stromversorgung sind in einem einzigen A-förmigen Stecker zusammengefasst, was die Installation am Flugzeug vereinfachte und die Anzahl der zu prüfenden Anschlüsse reduzierte. Vor dem Start zeigte die Software den Selbstteststatus jeder Komponente an, sodass das Team sich vergewissern konnte, dass das System betriebsbereit war, und Konfigurationsfehler während des Fluges vermeiden konnte.

 

Das am Vermessungsflugzeug installierte LiDAR-System „AlphaAir 15 Pro“
Das luftgestützte LiDAR-System CHCNAV AlphaAir 15 Pro, das vor dem Vermessungsflug zur Erfassung der Stromleitungen am Flugzeug installiert wurde.

02. Flug und Datenerfassung. Das Flugzeug flog den Korridor mit einer Geschwindigkeit von 120 Knoten (ca. 220 km/h) und in einer Höhe von 500 m über dem Boden ab. Die LiDAR-Parameter wurden automatisch aus dieser Höhe und Geschwindigkeit berechnet. Eine Echtzeit-Vorschau des Flugplans half dem Piloten bei der Anpassung von Kurs und Höhe, und das System steuerte die Datenerfassung automatisch entlang der voreingestellten Fluglinien, wodurch redundante Aufnahmen vermieden wurden.

 

Automatische Berechnung der LiDAR-Scanningsparameter für die Luftvermessung
Links: Die AlphaAir 15 Pro-Software berechnet automatisch die LiDAR-Scanparameter auf der Grundlage der Flughöhe und der Fluggeschwindigkeit. Rechts: Ein im Cockpit angezeigter Echtzeit-Flugplan hilft dem Piloten dabei, dem geplanten Vermessungskorridor zu folgen.

03. Verarbeitung. Die Verarbeitungssoftware führte eine Überprüfung der Trajektoriengenauigkeit durch und markierte alle Abschnitte mit geringerer Genauigkeit, sodass das Team die Datenqualität vor der Erstellung des Endergebnisses beurteilen konnte. Störsignale wurden herausgefiltert, und die resultierende Punktwolke war vollständig und sauber.

Das Ergebnis: Masten, Erdungskabel und Freiraum in einem Arbeitsgang

Der Flug lieferte Antworten auf alle drei Fragen. Die Erfassung entlang des 130 km langen Korridors war lückenlos, die Masten wurden klar rekonstruiert, und die oberirdischen Erdungskabel wurden als durchgehende Linien erfasst, wobei die gemessene Dichte an den Stromleitungen bei 4 Punkten pro Quadratmeter lag.
 

Aufbereitete Punktwolke mit Strommasten und Freileitungserdungsdrähten.
Die aufbereitete LiDAR-Punktwolke liefert eine klare Rekonstruktion von Sendemasten und Freileitungen, wobei Störsignale herausgefiltert wurden, um die Datenqualität zu verbessern.

 

Durchgehende oberirdische Erdungskabel in der LiDAR-Punktwolke Durchgehende oberirdische Erdungskabel in der LiDAR-Punktwolke
Links: Freileitungserdungskabel, die in der LiDAR-Punktwolke als durchgehende Linien erfasst wurden. Rechts: Messung der Punktdichte, die 4 Punkte pro Quadratmeter an den Stromleitungen zeigt.

Feinstrukturen blieben auch in den anspruchsvollsten Abschnitten des Korridors erhalten. Stromleitungen blieben dort deutlich sichtbar, wo sie andere Leitungen kreuzten, einschließlich Leitungen auf niedrigerer Höhe. Ein Aufhängemast in Katzenkopfbauweise wurde vollständig rekonstruiert, wobei seine Isolatorreihen, Traversen und Erdungsdrähte im Profil sichtbar waren. Dieser Detaillierungsgrad bietet eine zuverlässige Grundlage für die Analyse der Mastneigung, die Identifizierung von Befestigungsfehlern und die Inspektion der Versorgungsanlagen.

 

LiDAR-Punktwolke, die sich kreuzende Stromleitungen und tiefer liegende Leiter zeigt
Die LiDAR-Punktwolke erfasst deutlich kreuzende Stromleitungen, einschließlich der tiefer liegenden Leiter. Die detaillierten 3D-Daten unterstützen die Inspektion komplexer Stromleitungskreuzungen.

 

Aus LiDAR-Punktwolkendaten rekonstruierter „Cat-Head“-Strommast
Die LiDAR-Punktwolke rekonstruiert einen Sendemast in „Cat-Head“-Bauweise, wobei Isolatorreihen, Traversen und Freileitungs-Erdungsdrähte deutlich zu erkennen sind und so eine detaillierte Inspektion der Anlage ermöglichen.

 

Ergebnis Details
Umfang 130 km langer Hochspannungs-Übertragungskorridor, Region Komati, Südafrika
Plattform Bemannte Flugzeuge
Flug 120 Knoten (ca. 220 km/h), 500 m über dem Boden
Einrichtung Die Scan-Parameter werden automatisch aus Höhe und Geschwindigkeit berechnet
Erfassungsbereich Vollständig entlang des Korridors, Rauschen gefiltert
Dichte der Stromleitungen 4 Punkte pro Quadratmeter, gemessen an den Stromleitungen
Erdungskabel Als durchgehende Linien erfasst
Masten Isolatoren, Traversen und Erdungsdrähte rekonstruiert


„Die Begutachtung von oberirdischen Erdungskabeln stellt bei der Inspektion von Stromleitungen seit langem eine Herausforderung dar. Aufgrund ihres geringen Durchmessers und ihrer großen Höhe ist es schwierig, sie mit herkömmlichen Bildaufnahmen oder Drohnenscans aus geringer Höhe klar zu erfassen. Mit einer Datenerfassungsrate von 2,4 Millionen Punkten pro Sekunde und einem Sichtfeld von 75° liefert der AA15P eine hohe Punktwolkendichte. Die daraus resultierenden Daten zu den Erdungsleitungen sind lückenlos und vollständig, sodass Abweichungen in der Durchhanghöhe sofort erkennbar sind. Probleme wie gebrochene oder lose Litzen, die bisher eine manuelle Besteigung des Mastes zur Sichtprüfung erforderten, lassen sich nun direkt anhand der Punktwolkendaten identifizieren.“

Technisches Team, Strata Geomatics

Luftgestütztes LiDAR im Vergleich zur herkömmlichen Stromleitungsinspektion

In der folgenden Tabelle wird der AlphaAir 15 Pro mit den beiden gängigsten Alternativen verglichen. Bei den Werten für den AlphaAir 15 Pro handelt es sich um die typischen Werte von CHC Navigation für Arbeiten an Stromleitungen.
 

Abmessung Manuelle Bodeninspektion UAV-Orthofoto AlphaAir 15 Pro – luftgestütztes LiDAR
Sicherheit der Mitarbeiter Die Teams arbeiten in der Nähe von unter Spannung stehenden Leitungen Sicher Sicher, kein Kontakt mit der Leitung
Durchdringung von Vegetation Keine Keine Bis zu 16 Rückmeldungen pro Impuls
Genauigkeit der 3D-Koordinaten Gering Keine Tiefenangaben 2 bis 5 cm RMS
Prüfrate Unter 5 km pro Tag Mittel 90 bis 150 km pro Tag
Durchbiegungsmessung Nicht messbar Geringe Genauigkeit Genauigkeit bis zu ±5 cm
Kreuzungs- und Spannweitenerkennung Sichtprüfung Teilweise identifizierbar Automatisierte Extraktion

Unterstützung bei der Vegetationspflege im Versorgungsbereich

Für Energieversorger sind die Daten zur Vegetationsabstandskontrolle oft der wertvollste Ergebnis einer LiDAR-Inspektion von Stromleitungen. Mit bis zu 16 Rücklaufsignalen pro Impuls dringt die Laserenergie durch das Blätterdach bis zum Boden vor, und durch die Klassifizierung der Mehrfachrückläufe wird die Vegetation von den Leitern unterschieden, sodass der Mindestabstand zwischen beiden berechnet werden kann. Dadurch wird das Vegetationsmanagement von einer visuellen Beurteilung zu gemessenen, wiederholbaren Daten.
 

Die gleichen Eigenschaften eignen sich auch für Projekte mit langen Trassen. An Bord eines bemannten Flugzeugs kann der AlphaAir 15 Pro in einer Höhe von mehr als 1.000 m über dem Boden fliegen, weit entfernt von der Leitung. Das System ist innerhalb von 15 Minuten nach Ankunft vor Ort einsatzbereit, und seine austauschbare 512-GB-SSD unterstützt mehr als 8 Stunden kontinuierliche Datenerfassung. Es arbeitet bei Temperaturen von -20 °C bis +50 °C mit Schutzart IP64 und liefert eine stabile Echogüte bei Leitern aus unterschiedlichen Materialien, von stark reflektierenden verzinkten Stahlsträngen bis hin zu ACSR-Leitern mit geringerer Reflektivität.
 

Erfahren Sie bei einem weiteren AlphaAir 15 Pro-Projekt, wie ein Vermessungsteam in Namibia innerhalb von zwei Tagen einen 70 km langen Pipelinekorridor erfasst hat, oder lesen Sie, wie luftgestütztes LiDAR die Straßenvermessung unterstützt. Für die Punktwolkenverarbeitung entdecken Sie CHCNAV CoPre.


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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 autonome Systeme 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 [300627.SZ] finden Sie unter: https://geospatial.chcnav.com/about/overview

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