Punktwolken-Fusion am Bahnhof Reichenau-Tamins

Am Bahnhof Reichenau-Tamins haben wir untersucht, wie genau sich photogrammetrische Punktwolken mit LiDAR-Daten aus der Luft und vom Boden kombinieren lassen. Das Projekt war eine eigene Entwicklung, in Absprache mit der Abteilung Drohnen der Rhätischen Bahn (RhB).

Erfasst wurde das Bahnhofareal mit der Drohne in separaten Bild- und LiDAR-Flügen, ergänzt durch terrestrische Laserscanner. Die Flüge planten wir so, dass möglichst keine Züge im Bild standen und aufwendige Nachbearbeitung entfiel. Insgesamt entstanden über 6'300 Luftbilder und rund 926 Mio. LiDAR-Punkte.

Solche Datensätze zu verschmelzen ist anspruchsvoll, weil jede Quelle ihren eigenen Weg der Georeferenzierung hat. Die Photogrammetrie wird über die Aerotriangulation ausgerichtet, also die gemeinsame, passpunktgestützte Orientierung aller Bilder. Das LiDAR stützt sich auf die per Satellitennavigation und Inertialsensorik bestimmte Flugbahn, die terrestrischen Scans auf ihre Standpunkte. Kleinste Fehler in einer dieser Ketten zeigen sich als Versätze, Verdrehungen oder Verkippungen zwischen den Punktwolken, sichtbar etwa als doppelte Kanten oder versetzte Oberflächen.

Deshalb haben wir Passpunkte eingesetzt, also am Boden signalisierte und eingemessene Referenzpunkte, die für Photogrammetrie und LiDAR gleichermassen funktionieren. Das Netz wurde tachymetrisch eingemessen und auf wenige Millimeter genau ausgeglichen, alles im Landeskoordinatensystem LV95.

Das Ergebnis sind Datensätze ohne messbare Abweichungen in Position, Rotation und Neigung, mit einer Genauigkeit von unter einem Zentimeter an unabhängigen Kontrollpunkten. Daraus entstanden eine anhand der Luftbilder eingefärbte Gesamtpunktwolke, ein texturiertes 3D-Mesh, ein True-Orthofoto mit 5 mm/px sowie Höhenmodelle mit 1.5 cm Auflösung.

Der Workflow bildet die Grundlage für künftige Vermessungen entlang von Bahnanlagen, bei denen Vollständigkeit und geprüfte Genauigkeit entscheidend sind.