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So berechnen Sie das Boden- oder Kiesvolumen, um das Angebot des Auftragnehmers zu überprüfen
Bei Bau- und Erdbauprojekten stellt sich häufig die Frage: Wie viel Erde oder Kies wurde tatsächlich bewegt? Bauunternehmer geben in ihren Angeboten oft Volumenschätzungen an. Als Projektleiter ist es jedoch wichtig, diese Zahlen durch genaue Messungen zu überprüfen.
In diesem Tutorial zeigen wir Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie das tatsächliche Volumen von Erde oder Kies mithilfe moderner Vermessungswerkzeuge berechnen: einer Drohne ohne RTK, einem RTK-Kit zum Messen präziser Bodenkontrollpunkte (GCPs) und kostenloser Software zum Erstellen eines georeferenzierten 3D-Modells und Berechnen der Volumendifferenz zwischen zwei Vermessungen (vor und nach den Erdarbeiten).
Mit diesem Prozess können Sie das Angebot Ihres Auftragnehmers selbstständig prüfen, Transparenz gewährleisten und datenbasierte Entscheidungen treffen. Auch wenn Sie neu in der Photogrammetrie oder RTK-Vermessung sind, sind die Schritte praxisnah und leicht nachvollziehbar.
Hinweis: Dieses Tutorial behandelt nicht, wie man GCPs auf dem Boden platziert, ihre genauen Koordinaten mit dem RTK Calibrated Surveyor Kitoder Drohnenbilder aufnehmen. Diese Schritte werden bereits in unserem Tutorial erklärt So erstellen Sie präzise 3D-Photogrammetriekarten mithilfe von GCPs und einer Drohne ohne RTK (Schritte 1–40). Bitte führen Sie zuerst diese Schritte aus, um zwei Bilddatensätze (vor und nach den Erdarbeiten) zu erhalten.
Erforderliche Hardware:
- ein Laptop oder Computer
Erforderliche Software:
- Reality-Scan (Erstellen georeferenzierter 3D-Modelle)
- CloudCompare (Volumendifferenz berechnen)
So messen Sie Volumenänderungen von Boden und Kies bei Erdarbeiten
Bereiten Sie Ihre Bilddaten vor
- Nachdem Sie Ihre erste Vermessung (vor Beginn der Arbeiten) abgeschlossen haben und ins Büro zurückgekehrt sind, laden Sie die Fotos von der SD-Karte Ihrer Drohne auf Ihren Computer herunter. Erstellen Sie einen Hauptprojektordner auf Ihrem Laufwerk und fügen Sie dann einen Unterordner mit dem Namen Fotos. Kopieren Sie alle Drohnenbilder in diesen Ordner und stellen Sie sicher, dass sie im JPG-Format gespeichert sind.
- Erstellen Sie einen weiteren Unterordner und speichern Sie die Koordinaten der Ground Control Points (gemessen mit dem RTK Calibrated Surveyor Kit) hinein. Fügen Sie mindestens Folgendes ein: Name, X, Y, Z.
Erstellen Sie ein 3D-Modell in RealityScan
- Öffnen Sie RealityCapture. Klicken Sie auf Workflow->Ordner.
- Navigieren Sie zu Ihrem Ordner mit Bildern und drücken Sie Wähle einen Ordner. Warten Sie, bis Bilder in der 1D-Ansicht und der 2D-Ansicht angezeigt werden.
- Presse + um die aufgelisteten Fotos anzuzeigen.
- Klicke Ausrichtung->Bilder ausrichten.
- Warten Sie, bis die Ausrichtung abgeschlossen ist. Sobald die Ausrichtung abgeschlossen ist, wird in der 3D-Ansicht eine spärliche Punktwolke angezeigt.
- Klicke Workflow->Bodenkontrolle.
- Wählen Sie Ihre GCP TXT-Datei aus und klicken Sie auf Öffne.
- Importeinstellungen prüfen (Trennzeichentyp auswählen, GCP Koordinatensystem (CRS), das Ihrer Umfrage entspricht, bestätigen Sie, dass das horizontale CRS (z. B. EPSG:XXXX) korrekt ist usw.) und drücken Sie OK.
- Klicke + um zu sehen, ob Kontrollpunkte importiert werden.
- Klicken Sie auf den ersten GCP in 1Ds Fenster und wechseln Sie zu 2D.
- Klicken Sie auf 1st GCP und wechseln Sie zu 2D.
- Klicken Sie auf die Miniaturansicht eines Bildes, auf dem der GCP sichtbar ist. Zoomen Sie auf das Ziel (Mausrad).
- Ziehen Sie den Kontrollpunkt und legen Sie ihn in der Mitte des GCP-Ziels ab, um eine Markierung hinzuzufügen.
- Sie sehen die Liste der Bilder, die diesen GCP enthalten in 1Ds Fenster.
- Wechseln Sie zu einem anderen Bild, auf dem derselbe GCP sichtbar ist. Richten Sie auf jedem Bild eine Markierung auf die Mitte des GCP-Ziels aus.
- Sobald Sie mit einem Kontrollpunkt fertig sind, wird dieser in der 1D-Ansicht angezeigt. Stellen Sie sicher, dass jeder GCP mindestens drei Markierungen auf verschiedenen Bildern hat.
- Wechseln Sie zum nächsten GCP in der Liste. Wiederholen Sie die Markierungsschritte 12 bis 17 für jeden verbleibenden GCP.
- Wenn Sie fertig sind, sehen Sie alle markierten Punkte in der 1Ds Fenster.
- Klicke Ausrichtung -> Aktualisieren.
- Klicke Ausrichtung -> Bilder ausrichten.
- Gehen Sie zum Ansicht->Ansicht zurücksetzen.
- Klicke Ausrichtung->Aktualisieren.
- Klicke Ausrichtung->Bilder ausrichten. Warten Sie, bis die Bündelanpassung abgeschlossen ist.
- Bestätigen Sie, dass das Modell jetzt georeferenziert ist. Bestätigen Sie, dass die Residuen auf akzeptable Werte (z. B. < 2 cm) gesunken sind.
- Klicke Netzmodell->Normales Detail um das Netz zu generieren. (Optional: wählen Sie Hohe Detailliertheit wenn Sie die maximale Auflösung benötigen.)
- Warten Sie, bis die Rekonstruktion mit normalem Detail abgeschlossen ist. In unserem Fall dauerte es etwa 12 Minuten. Wenn Sie im vorherigen Schritt „Hoher Detailgrad“ ausgewählt haben, dauert der Vorgang länger.
- In der 3D-Ansicht sehen Sie das 3D-Modell in normaler Detailliertheit. Drehen Sie das Feld bei Bedarf.
- Um eine Farbe für jeden Dreiecksscheitelpunkt zu berechnen, klicken Sie auf Mesh-Modell->Kolorieren.
- Warten Sie, bis die Kolorierung abgeschlossen ist. In unserem Fall dauerte es 2 Minuten. Sie sehen eine kolorierte Version Ihres 3D-Modells.
- Um die Modelltextur zu berechnen, klicken Sie auf Mesh-Modell->Textur.
- Klicke Workflow->Ortho-Projektion um eine orthographische Projektion und ein digitales Oberflächenmodell des Geländes zu erstellen.
- Wählen Sie in den Einstellungen des Orthoprojektionswerkzeugs Bildmosaikierung (Luftaufnahme) on Rendering-Methode. Wählen Sie On in DTM generieren.
- Klicke Workflow->Ortho-ProjektionDie Orthoprojektion wird in der 1D-Ansicht angezeigt.
- Wählen Sie die Kartenansicht, um Ihr Modell überlagert auf der Karte anzuzeigen.
- Um das Modell zu exportieren, klicken Sie auf Workflow-> Export.
- Wählen LAS-Punktwolke Format. Legen Sie einen Dateinamen in Ihrem Projektordner fest und klicken Sie auf Speichern.
- Überprüfen Sie die Exporteinstellungen und drücken Sie OK.
- Warten Sie, bis der Export abgeschlossen ist.
- Klicke Workflow-> Export. Farbe wählen Orthografische Projektion Format.
- Legen Sie einen Dateinamen in Ihrem Projektordner fest und klicken Sie auf Gespeichert.
- Überprüfen Sie die Exporteinstellungen und drücken Sie Ok.
- Warten Sie, bis der Export der orthogonalen Projektion abgeschlossen ist. Jetzt ist Ihr erstes Modell vorbereitet und bereit für weitere Analysen.
- Warten Sie anschließend, bis der Auftragnehmer Kies hinzugefügt oder entfernt hat, und führen Sie die zweite Drohnenvermessung durch. Wiederholen Sie anschließend die Schritte 1–43. Nach Abschluss steht Ihnen das zweite Modell zum Vergleich zur Verfügung.
Erstellen Sie Polylinien und Segmente, um den Interessenbereich zu definieren
Die Polylinie definiert die Grenze des Bereichs, dessen Volumen Sie berechnen möchten.
- Öffnen Sie CloudCompare.
- Klicke Öffne und laden Sie das LAS-Modell, mit dem sich die Grenzen Ihres Interessenbereichs am einfachsten identifizieren lassen (normalerweise das Modell, das das Volumen enthält).
- Drücken Sie im Dialog Alle anwenden.
- Wenn Sie nach Global Shift gefragt werden, drücken Sie ja zu allem.
- Warten Sie, bis der Ladevorgang abgeschlossen ist – das 3D-Modell wird angezeigt.
- Zoomen Sie das Modell und klicken Sie auf das Polylinieneditor klicken.
- Klicken Sie mit der linken Maustaste in das Ansichtsfenster, um den ersten Scheitelpunkt zu platzieren. Klicken Sie weiter mit der linken Maustaste, um die Grenze zu skizzieren. Klicken Sie mit der rechten Maustaste, um die Skizze fertigzustellen.
- Klicken Sie auf die Kategorie Werkzeug (Scherensymbol).
- Wählen Vorhandene Polylinie verwenden.
- Wählen Sie Ihre Polylinie aus und drücken Sie OK.
- Klicke Punkte im Inneren behalten (Polygonsymbol). Der segmentierte Bereich wird angezeigt.
- Klicke Segmentierung bestätigen.
- Presse Segmentierte Punkte löschen.
- Öffnen Sie das zweite Modell, indem Sie die Schritte 46–49 befolgen.
- Erstellen Sie ein Segment für das zweite Modell, indem Sie die Schritte 52–57 befolgen.
- Klicken Sie auf Ihre Polylinie auf DB-Baum Fenster. Klicken Datei->Speichern. Wählen Sie DXF in der Formatliste, geben Sie den Dateinamen ein (z. B. Polylinie.dxf) und klicken Speichern.
- Wenn Sie fertig sind, stehen Ihnen zwei vermessene Segmente zur Volumenberechnung zur Verfügung.
Volumenberechnung
- Strg+Klick, um beide segmentierten Modelle im DB-Baum.
- Gehe zu Tools->Volumen->2.5D-Volumen berechnen.
- Legen Sie im Dialogfeld die vertikale Richtung = Z fest, legen Sie den Rasterschritt fest, wählen Sie Boden (Referenz) = Vorher und Decke (Vergleich) = Nachher und klicken Sie dann auf Aktualisierung zur Vorschau.
- Im Dialog werden Ihnen das Hinzugefügte Volumen, das Entnommene Volumen und das Nettovolumen angezeigt. Anhand dieser Daten können Sie das Angebot des Auftragnehmers prüfen.
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