Die Anfertigung digitaler Zwillinge von historischen Stätten: die Alcántara-Brücke in Toledo, Spanien

Toledo ist eine Stadt in Zentralspanien, die für ihre historische Bedeutung und architektonischen Schönheiten bekannt ist. Mit ihrer jahrtausendealten Geschichte spielt die Stadt eine bedeutende Rolle in der Entwicklungsgeschichte der iberischen Halbinsel, die bis in die Zeit des Römischen Reiches zurückreicht. Viele der von den Römern errichteten Bauwerke sind in der gesamten Region noch intakt. Die Alcántara-Brücke gehört zu den ältesten und kulturell bedeutendsten Bauwerken, die noch vollständig erhalten sind. Der Schutz solcher Bauwerke ist für die Bewahrung des kulturellen Erbes von großer Bedeutung, und die moderne Technologie eröffnet innovative Möglichkeiten zur Dokumentation und Inspektion dieser Bauwerke. In diesem Artikel beschäftigen wir uns mit der Entwicklung eines genauen digitalen Zwillingsmodells einer historischen Brücke in Toledo mithilfe der DJI Mavic 3 Enterprise (M3E). Dieses Modell hilft nicht nur bei der Denkmalpflege, sondern verbessert auch die Fähigkeit von Vermessungsingenieuren, wichtige Daten für die Infrastrukturverwaltung bereitzustellen.

Vorbereitung vor dem Flug: Einhaltung von Vorschriften und Planung

Vor dem Einsatz einer Drohne ist eine Rücksprache mit den örtlichen Behörden unerlässlich, um die Einhaltung aller Flugvorschriften zu gewährleisten. Das ist besonders wichtig, wenn Sie in historischen oder dicht besiedelten Gebieten wie Toledo arbeiten. Nachdem wir die erforderlichen Genehmigungen eingeholt hatten, bestand der erste Schritt in unserem Projekt darin, mit der DJI Mavic 3 Enterprise grobe Daten für die Einsatzplanung zu erfassen.

Einsatzplanung mit der DJI Mavic 3 Enterprise

Die Drohnenpiloten nutzten die DJI Mavic 3 Enterprise für diesen speziellen Einsatz, um grobe Daten zu erfassen und einen Einsatzplan zu erstellen. Auf der Grundlage dieser Informationen planten sie fünf Einsätze, die jeweils verschiedene Aspekte der Brücke erfassen sollten.

Dabei handelt sich es sich um die folgenden fünf Einsätze:

Geometrische Einsätze der Pfeiler auf deiner Seite der Brücke

An der Nordseite der Brücke haben wir einen Einsatz an der Böschung durchgeführt. Bei dieser Art von Einsatz lassen sich die senkrechten Aspekte des Bauwerks besonders gut erfassen. Einsätze an Böschungen und Hängen sind für die Drohnenbetreiber von Vorteil, da sie ihre Einsätze per Live-Streaming übertragen können. Dadurch können sie die Einsätze in Echtzeit überwachen und bei Bedarf anpassen

Einsatz an der Böschung auf der Nordseite

An der Nordseite der Brücke haben wir einen Einsatz an der Böschung durchgeführt. Bei dieser Art von Einsatz lassen sich die senkrechten Aspekte des Bauwerks besonders gut erfassen. Einsätze an Böschungen und Hängen sind für die Drohnenbetreiber von Vorteil, da sie ihre Einsätze per Live-Streaming übertragen können. Dadurch können sie die Einsätze in Echtzeit überwachen und bei Bedarf anpassen.

Geometrische Einsatz auf der Südseite

Nach dem Einsatz an der Böschung machten wir erneut einen geometrischen Einsatz auf der Südseite. Auf diese Weise konnte sichergestellt werden, dass die gesamte Brücke aus allen Blickwinkeln gründlich vermessen und fotografiert wurde.

Auswahl zwischen Einsätzen an Hanglagen und geometrischen Einsätzen

Wenn es um unterschiedliche strukturelle Merkmale geht, hängt die Auswahl zwischen Einsätzen an Hanglagen und geometrischen Einsätzen von den spezifischen Merkmalen des Bauwerks ab. So eignen sich beispielsweise Einsätze an Hanglagen besser für die Erfassung vertikaler Elemente, während geometrische Einsätze einen umfassenden Überblick über zylindrische oder komplexe Formen wie Pfeiler bieten. Eine genaue Einsatzplanung ist unbedingt erforderlich, da Sie so die besten Entscheidungen für die Erfassung detaillierter Bilder des Bauwerks treffen können.

Kartierung mit FlightHub 2

Während der Kartierung stellte FlightHub 2 dem Bediener fünf Routenoptionen zur Verfügung. Das Team entschied sich für den Einsatz mit intelligenten Schrägaufnahmen und wählte die Routen 1, 3 und 5. Bei jeder Route ergab sich ein anderer Blickwinkel, der für die Erfassung der Feinheiten der Brückenkonstruktion entscheidend ist.

Manueller Einsatz: Aufnahmen unter der Brücke

Ein wichtiger Teil des Projekts bestand aus dem manuellen Drohnenflug unter der Brücke. Diese Aufgabe erforderte ein hohes Maß an technischen Flugfähigkeiten. Die Piloten der Drohne stellten die Kamera so ein, dass sie in Abständen von 0,7 Sekunden Aufnahmen machte. Sie flogen die Drohne etwa 5 Meter von der Brücke entfernt und neigten sie leicht, um Daten von unten zu erfassen. Dieser manuelle Einsatz war notwendig, um die Daten aus den verschiedenen Einsätzen zu kombinieren und ein umfassendes 3D-Modell zusammenzusetzen.

Sicherheitsaspekte

Während des gesamten Einsatzes stand die Gewährleistung der größtmöglichen Sicherheit an erster Stelle. Die DJI Mavic 3 Enterprise erwies sich dank ihrer hochmodernen Sicherheitsfunktionen als äußerst nützlich, um in anspruchsvollen Umgebungen mit Präzision und Zuverlässigkeit zu navigieren. Ausgestattet mit einer fortschrittlichen Technologie zur Hindernisvermeidung erkannte und umging die Drohne mühelos potenzielle Hindernisse, darunter Kabel, Türme und komplexe Strukturelemente der Brücke.

Während der Drohnenpilot die Mavic 3 Enterprise um die Brücke manövrierte, lieferten die Echtzeitwarnungen wichtige Informationen zur Verbesserung des Situationsbewusstseins. Das System analysierte die Umgebung auf intelligente Weise und warnte den Piloten vor potenziellen Risiken wie plötzlichen Windböen, unerwarteten Turbulenzen oder nahen Objekten. Dank dieser rechtzeitigen Warnungen konnte der Pilot schnell Entscheidungen treffen, den Flugweg umgehend anpassen und einen sicheren Abstand zu potenziellen Gefahren einhalten. 

Die Sicherheitsfunktionen der Mavic 3E gehen jedoch über die Hindernisvermeidung und Echtzeitwarnungen hinaus. Das robuste GPS-gestützte Ortungssystem und die präzise Höhensteuerung sind ein Garant für einen stabilen und präzisen Flug zu jeder Zeit. Mithilfe dieser Technologie konnte die Drohne ihre vorprogrammierten Flugrouten einhalten und die komplexen Details der Brückenkonstruktion präzise dreidimensional erfassen.

Die Sicherheitsfunktionen der Mavic 3 Enterprise boten nicht nur dem Drohnenpiloten die dringend benötigte Sicherheit, sondern sorgten auch für die Sicherheit der Drohne selbst sowie des Umfelds. Der Einsatz verlief daher ohne Zwischenfälle und bestätigte die Zuverlässigkeit und Effektivität der fortschrittlichen Sicherheitsfunktionen der DJI Mavic 3E bei der Durchführung komplexer 3D-Einsätze, wie z. B. Brückeninspektionen, mit unvergleichlicher Effizienz und Gelassenheit.

Datenverarbeitung: Erstellen des 3D-Modells

Im Anschluss an die Einsätze und die Erfassung aller Daten wurden mehr als 3.500 Fotos mit einer Datenmenge von 36 GB in  DJI Terra importiert und verarbeitet. Die Verarbeitung dauerte etwa fünf Stunden und führte zu einem vollständigen 3D-Brückenmodell. Diese Geschwindigkeit ist deutlich schneller als die einer vergleichbaren Verarbeitungssoftware.

Verfeinerung des Modells mit DJI Modify

Nachdem das erste 3D-Modell mit DJI Terra erstellt worden war, nutzte das Team DJI Modify, eine umfassende 3D-Modellbearbeitungssoftware, um das Modell anzupassen. Mit Funktionen wie dem Entfernen von schwebenden Teilen und der Reparatur der Wasseroberfläche wurde ein genaueres und präziseres 3D-Modell erstellt. Weitere Informationen zu DJI Modify finden Sie hier.

Freigabe des Modells

Einer der Vorteile von DJI Modify ist die Möglichkeit, das 3D-Modell über einen einfachen Link mit anderen zu teilen. Das ist eine praktische Funktion für Landvermesser und Ingenieure, die mit anderen Fachleuten zusammenarbeiten oder ihre Ergebnisse den Interessengruppen präsentieren.

Die Vorteile von 3D-Modellen im Infrastrukturmanagement

Die Anfertigung eines digitalen Zwillingsmodells von historischen Bauwerken wie der Alcántara-Brücke in Toledo, Spanien, hat zahlreiche Vorteile. Diese 3D-Modelle sind unschätzbare Werkzeuge bei der Begutachtung alter Infrastruktur, der Identifizierung potenzieller Probleme und der Planung von Instandhaltungs- oder Restaurierungsprojekten. Landvermesser erhalten mit dieser Technologie eine zuverlässige Möglichkeit, Daten zu erfassen und zu präsentieren. Das erleichtert die Kommunikation mit Kunden und anderen Fachleuten, die auf genaue Informationen angewiesen sind.

Iván, Iving und Samuel während der Einsätze mit der Alcántara-Brücke im Hintergrund

Weitere Informationen zur Anfertigung digitaler Zwillinge von Bauwerken finden Sie hier: