Was ist eine Punktwolke?

Arbeiten Sie regelmässig an Renovierungsprojekten? Möchten Sie sich über die Ist-Situation auf Ihrer Baustelle informieren? Dann kann Ihnen eine Punktwolke weiterhelfen. Hierbei werden mit Hilfe von 3D-Laserscannern Informationen über die Baustelle schnell und präzise erfasst und in einer Punktwolke visualisiert. Aber was genau ist eine Punktwolke?

Die Punktwolke ist eine Sammlung von Messpunkten, die von einem 3D-Laserscanner erfasst wird. Wie eine "echte" Wolke besteht sie aus einer Vielzahl von winzigen Punkten, die zusammen eine 3D-Masse bilden. Der einzige Unterschied ist, dass es sich bei einer Punktwolke um eine digitale 3D-Masse mit Datenpunkten anstelle von Tropfen handelt.

So funktioniert es

Beim Scannen eines Bereichs erfasst der Laserscanner eine große Anzahl von Datenpunkten, die von Kanten und Flächen reflektiert werden. Dies können zum Beispiel Wände, Fenster, aber auch Rohre, Leitungen  oder Stahlkonstruktionen sein. Anhand der registrierten X-, Y- und Z-Koordinaten aller Punkte wird eine genaue 3D-Darstellung des gescannten Bereichs erstellt: die Punktwolke oder "Pointcloud".

Eine Punktwolke definiert also einen Raum, indem sie die Punkte registriert, die die Flächen in diesem Raum bedecken. Bevor die Punktwolke im BIM-Prozess verwendet werden kann, muss sie zunächst sichtbar gemacht werden. Dies kann durch den Import des Scans in eine Modellierungssoftware erfolgen. Das Ergebnis sieht aus wie eine pixelartige digitale Version der Baustelle, wie dieses Beispiel eines olympischen Schwimmbades zeigt.

Scan von Aric Stott eines olympischen Schwimmbads, sogar mit Fahnen und Bahnen. Quelle: Constructible.

Erfahren Sie mehr zum 3D-Scanning in unserem Bericht Die Evolution des 3D-Laserscannings

Bei diesem Scan bilden die vielen kleinen Punkte deutlich ein Ganzes. Die Objekte rund um den Pool sind klar unterscheidbar und der Scan gibt eine Vorstellung von der Größe des Raumes.

Da das Sichtfeld eines Scanners blockiert werden kann, ist es oft nicht möglich, alle Elemente in einem Raum auf einmal zu registrieren. Aus diesem Grund wird ein Raum von verschiedenen Standpunkten aus eingescannt.  Aus den so entstandenen Punktwolken kann dann ein Gesamtbild zusammengesetzt werden. Die Punktwolke des Pools wurde beispielsweise konstruiert, nachdem der Raum von sechs verschiedenen Orten aus gescannt wurde. In diesem Fall wurde die RealWorks-Software von Trimble verwendet.

Nehmen Sie das nachfolgende Video als Beispiel. So fühlt es sich an, durch eine Punktwolke zu schweben.

Video erstellt von David Hyland

Von der Punktwolke zu BIM

Die Erzeugung einer Punktwolke und damit die Visualisierung der Datenpunkte ist ein wesentlicher Zwischenschritt bei der Erstellung eines 3D-Scans und dem BIM-Modell. Drei Schritte werden benötigt, um Ihre Baustelle in einer Punktwolke zu visualisieren:

  1. Verwenden Sie zunächst einen 3D-Laserscanner, um den gewünschten Bereich zu scannen
  2. Importieren Sie dann die vom Scanner erstellte Punktwolke in die 3D-Scansoftware & rechnen Sie die einzelnen Punkte zusammen
  3. Exportieren Sie Ihre Punktwolke aus der Software und importieren Sie diese in Ihr Modellierungsprogramm, wo Sie die Daten in 3D-Objekte umwandeln können

Nachdem Sie die Punktwolke importiert haben, können Sie beispielsweise mit dem Punktwolkenmodell die Anlagen schnell und präzise modellieren, ausmessen oder überwachen. So integrieren Sie aktuelle Informationen über die Baustelle in Ihr BIM-Modell - und verbinden BIM mit der Baustelle.

Wie der Einsatz des 3D-Laserscannings bei Renovierungsprojekten überzeugt, können Sie im Referenzprojekt des Ambassador Houses in Zürich, Schweiz nachlesen.