Japans Topographie und extreme klimatische Schwankungen machen das Land anfällig für Naturkatastrophen. Erdbeben und Tsunamis sind ebenso häufig wie Vulkanausbrüche, Taifune, Überschwemmungen und Schlammlawinen. Und doch floriert Japan. Die Nation und ihre Menschen wissen, wie sie sich von Katastrophen erholen können.
Die Bewahrung historischer Kulturgüter ist einer der Grundpfeiler der japanischen Kultur. Die Menschen entwickeln sich weiter, aber sie bewahren auch ihre Traditionen. Beim Wiederaufbau nach einer Zerstörung wird darauf geachtet, das Kulturgüter historisch korrekt wiederhergestellt werden. Und da Japan das Kulturerbe eng mit der Entwicklung der Gesellschaft verbindet, werden mehr und mehr digitale Zwillinge von historischen Gebäuden erstellt, um dies zu bewahren.
Eine Burg, die sich aus dem Meer erhebt
Die Karatsu Burg befindet sich auf einem kleinen Hügel über der Karatsu Bucht in der japanischen Präfektur Saga und ist ein unvergesslicher Anblick während der Blütenzeit von Azaleen, Kirschen und Glyzinien. Die Küstenburg, die mit dem Kopf eines Kranichs verglichen wird, birgt mehr als 400 Jahre Geschichte und Kulturerbe.
Der Bau der Karatsu Burg begann 1602 und dauerte sieben Jahre. Die Burg blieb ein würdiges Symbol der Stadt, bis sie 1872 abgerissen wurde, nachdem der Feudalismus in Japan abgeschafft worden war. Das derzeitige fünfstöckige Gebäude der Burg ist eine Rekonstruktion, die mit traditionellen Methoden und Techniken erbaut wurde, um das Denkmal aus dem 17. Jahrhundert widerzuspiegeln.
Die Steinmauern, aus denen der Burgturm besteht, sind die einzigen Teile, die von der ursprünglichen Konstruktion erhalten geblieben sind. Ihr historischer Wert ist immens.
„Diese Steinmauern werden jedoch aufgrund der Auswirkungen von Wasserversickerung durch Erdbeben und starke Regenfälle, die in der Vergangenheit häufig aufgetreten sind, herausgeschoben“, erklärt Satoshi Kimoto, Abteilung Stadtplanung, Stadt Karatsu, Präfektur Saga. Die Notwendigkeit, die Burg Karatsu zu erhalten und zu schützen, war noch nie so dringend.
Toppen Co., Ltd ist ein in der Präfektur Saga ansässiges Unternehmen, das sich auf die digitale Erhaltung von Kulturgütern spezialisiert hat. Die Aufgabe, das Erbe der jahrhundertealten Burg zu bewahren, wurde Toppen von der Abteilung für lebenslanges Lernen der Stadt Karatsu übertragen.
Der leitende Ingenieur Kenichiro Tanaka erklärt, dass das Unternehmen in der Regel Architekturzeichnungen aus Fotografien erstellt, um die Details einer Gebäudefassade für die Nachwelt zu erhalten. Im Fall von der Burg Karatsu waren die herkömmlichen Techniken jedoch nicht ausreichend. „Da Steinmauern eine dreidimensionale Struktur sind, haben traditionelle Methoden Einschränkungen bei der Reproduktion der Struktur in ihrer Gesamtheit und bei der Präzision.“
Da die bisherigen Methoden zur Datenerfassung nicht zu den gewünschten Ergebnissen führten, entschied sich Toppen, die neueste Technologien zu nutzen, mit der das Unternehmen 3D-Messungen durchführen und ein hochauflösendes, realistisches 3D-Modell der Burg erstellen konnte.
Alte Welt und neue Technologie: Drohnen und Echtzeit-Kartierung
Als kompakteste, kostengünstigste und genaueste Kartierungslösung für geringe Höhen war die DJI P4 RTK die klare Wahl für diese Aufgabe.
Da die P4 RTK sowohl GNSS als auch ein hochmodernes RTK-Modul verwendet, um Positionsdaten auf Zentimeter-Ebene in Echtzeit bereitzustellen, musste sich Toppen um die Genauigkeit der Messungen keine Sorgen machen. Das Team konnte sich darauf verlassen, dass der 20 MP CMOS-Sensor der Drohne die besten Bilddaten mit einer Genauigkeit von einem Zoll (2,54 cm) erfassen würde.
Die Vermesser brauchten jedoch noch eine Lösung, um herauszufinden, ob sie eventuell Lücken im Modell ausgelassen hatten. Toppen wünschte sich eine Kartierungslösung, mit der das Team eine 3D-Punktwolke des untersuchten Gebiets in Echtzeit rendern und visualisieren kann, um zu entscheiden, ob weitere Flüge erforderlich sind.
Hier kommt DJI Terra ins Spiel. Für diese Arbeit wurde die Allzwecklösung für Drohnenkartierungen ausgewählt, da keine andere Software so kompatibel mit der P4 RTK ist wie DJI Terra.
Benutzerfreundliche Datenerfassung und -verarbeitung
Diese intuitive und benutzerfreundliche Kartierungsplattform unterstützt die Einsatzplanung mit Schrägaufnahmen. Dies bedeutet, dass Toppen eine besonders detaillierte Ansicht von der Karatsu Burg erhalten kann, indem die Kamera der P4 RTK in einem geneigten Winkel eingestellt wird und mögliche Lücken im Modell abgedeckt werden.
Aber bemerkenswerte Detailgenauigkeit war nicht der einzige Vorteil, den Toppen von DJI Terra erhalten würde. Die Software spart auch wertvolle Verarbeitungszeit für das Team.
Mit dem neuesten Update von Terra, das die Kartierungslösungen deutlich effizienter macht, ist keine spezielle Hardware zur Verarbeitung der Daten mehr erforderlich. Terra benötigt nur 1 GB RAM, um 400 Bilder vom der P4 RTK zu verarbeiten. Dies ist ein Vorteil, der bedeutete, dass Toppen nur eine Drohne und ein Gerät für die Verarbeitung der Burg mitnehmen musste.
„DJI Terra hat eine überraschend schnelle Verarbeitungsgeschwindigkeit im Vergleich zu jeder anderen Modellierungssoftware, die wir in der Vergangenheit verwendet haben“, sagt Toppens Drohnenpilot Yuji Kuwamizu. „Mit Terra können 3D-Daten sofort vor Ort erstellt werden. Mit diesen Daten können unsere Teams schnell und effizient fundierte Entscheidungen treffen.“
Durch die Nutzung der leistungsstarken Kombination von P4 RTK und DJI Terra konnte Toppen eine kurze Bearbeitungszeit realisieren. „Arbeiten, die normalerweise mehrere Stunden dauern, können jetzt in nur wenigen Minuten abgeschlossen werden. Während Datenanalysen bisher nur innerhalb unserer Büros durchgeführt werden konnten, können wir die Daten jetzt vor Ort verarbeiten und analysieren und sofort auf Unstimmigkeiten prüfen“, erklärt Kuwamizu.
Bereit für die Zukunft
Mit den von DJI Terra generierten 3D-Modellen hat die Stadt Karatsu nun Zugriff auf jedes Detail des Baus ihrer gleichnamigen Burg. Kimoto von der Stadtplanungsabteilung sagt: „Wenn eine Steinmauer zerstört wird, ist es sehr schwierig, den ursprünglichen Zustand wiederherzustellen. Daher ist eine aktualisierte und gut dokumentierte Aufzeichnung der Burg unerlässlich. Diese Modelle können für die Zukunft gespeichert werden, insbesondere im Falle einer Naturkatastrophe.“
Mit der P4 RTK und DJI Terra konnte die Stadtverwaltung die Höhe und Tiefe der Struktur sowohl genau als auch effizient erfassen. „Wir möchten diese Daten effektiv nutzen, dazu beitragen, die Struktur der von unseren Vorfahren geschaffenen Steinmauer zu erhalten und sie für jetzt und für zukünftige Generationen zu erhalten“, lächelt Kimoto.
Erste Schritte mit DJI Terra
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