„3D-Scan“ ist ein Sammelbegriff für sehr unterschiedliche Messverfahren. Ob ein Gebäude, ein Gelände oder ein einzelnes Bauteil erfasst werden soll, entscheidet darüber, welches Verfahren passt. Dieser Überblick vergleicht die wichtigsten Methoden nach Genauigkeit, Reichweite und Arbeitsweise und hilft Planern und Auftraggebern bei der Einordnung von Angeboten.
Die Verfahren im Überblick
Terrestrisches Laserscanning
Der Scanner steht während der Messung auf einem Stativ und erfasst von jedem Standpunkt aus seine Umgebung rundum. Die Standpunkte werden anschließend zu einer Gesamtwolke verknüpft. Das Verfahren liefert im Gebäude Genauigkeiten im Millimeterbereich und ist der Standard für Bestandsaufmaße, verformungsgerechte Bauaufnahmen und Fassaden. Mehr dazu im Beitrag Terrestrisches Laserscanning.
Mobile Scanner mit SLAM
Handgeführte, auf dem Rücken getragene oder fahrende Scanner messen in Bewegung. Ihre Position bestimmen sie laufend selbst aus den Messdaten, ein Verfahren namens SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). Damit lassen sich große Gebäude in kurzer Zeit erfassen. Die Genauigkeit liegt je nach System und Laufweg meist im Zentimeterbereich und kann über lange Strecken driften, wenn sie nicht durch Kontrollpunkte gestützt wird. Mehr dazu im Beitrag Mobile Mapping und SLAM.
Photogrammetrie
Aus vielen überlappenden Fotos berechnet die Software die Lage von Bildpunkten im Raum. Vom Boden oder von der Drohne aus eignet sich das für Dächer, Fassaden, Gelände und Baustellen. Die Genauigkeit hängt stark von der Bodenauflösung der Fotos, der Bildüberdeckung und den eingemessenen Passpunkten ab und liegt bei Drohnenbefliegungen typischerweise im Zentimeterbereich. Ein Vorteil sind fotorealistische Texturen; schwierig sind einfarbige, glänzende oder schlecht beleuchtete Flächen und Innenräume.
Streifenlicht- und Industriescanner
Handscanner mit strukturiertem Licht oder Laserlinien erfassen kleine Objekte aus geringer Entfernung, etwa Bauteile, Ornamente oder Maschinenteile, mit Genauigkeiten bis in den Submillimeterbereich. Für ganze Räume oder Gebäude sind sie nicht gedacht.
Vergleich auf einen Blick
| Verfahren | Typische Genauigkeit | Reichweite | Stärken | Grenzen |
|---|---|---|---|---|
| Terrestrischer Laserscan | Millimeterbereich | je nach Modell bis über 100 m | Genauigkeit, Kontrollierbarkeit | viele Standpunkte bei großen Flächen, keine Dachaufsicht |
| SLAM-Scanner | Zentimeterbereich | einige zehn Meter | Tempo, große Gebäude | Drift, geringere Detailtreue |
| Drohnenphotogrammetrie | Zentimeterbereich | großflächig | Dächer, Gelände, Texturen | Genehmigungen, Wetter, kaum Innenräume |
| Streifenlichtscanner | Submillimeterbereich | unter einem Meter bis wenige Meter | Detailtreue bei kleinen Objekten | nur kleine Objekte |
Die Werte sind grobe Größenordnungen. Die tatsächliche Genauigkeit hängt von Gerät, Objekt, Messaufbau und Auswertung ab und sollte immer für das konkrete Projekt festgelegt werden.
Welches Verfahren für welche Aufgabe
- Grundrisse, Schnitte, Bestandsmodelle von Gebäuden: terrestrisches Laserscanning, bei sehr großen Gebäuden mit geringeren Anforderungen auch SLAM.
- Verformungsgerechtes Aufmaß, Denkmal, Tragwerk: terrestrisches Laserscanning, ergänzt durch Tachymetrie für Passpunkte.
- Dächer, Gelände, Baustellenfortschritt: Drohnenphotogrammetrie, oft kombiniert mit Laserscans von Fassaden und Innenräumen.
- Einzelbauteile, Ornamente, Werkstücke: Streifenlicht- oder Handscanner.
Viele Projekte nutzen mehrere Verfahren, die in einem gemeinsamen Koordinatensystem zusammengeführt werden, etwa Laserscans der Innenräume und Drohnenbilder des Daches. Wie das funktioniert, beschreibt der Beitrag Drohne und Laserscanner kombiniert.
Scanverfahren passend wählen
Kein 3D-Verfahren ist für alle Aufgaben das beste. Entscheidend sind geforderte Genauigkeit, Objektgröße, Zugänglichkeit und das gewünschte Ergebnis. Für Gebäudeaufmaße mit festgelegter Genauigkeit setzen wir auf den terrestrischen Laserscanner; wie wir dabei vorgehen, beschreibt die Seite zum Aufmaß.