Laser-SLAM-Based Mobile Mapping mit SW-Integration und Visualisierung

• Forschungsstelle: SWISSTOPO
• Projektnummer: NGDI 21-20

Schlüsselwörter (Deutsch)

Hand-held Laser-Scanner

Schlüsselwörter (Englisch)

Hand-held laser-scanner

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die technologische Entwicklung der Erfassung von Geodaten schreitet mit grossen Schritten voran und ist getrieben von neuen Sensoren und Messsystemen wie aktuell Laser. In letzter Zeit kam mit den professionellen hand-held/mobile 3D Laser Scanning-Systemen eine neue Generation von relativ günstiger Hardware auf den Markt.
Diese hand-held Laser-Scanner vereinfachen die Erfassung der bebauten Umwelt nochmals so stark, wie das GPS damals die Standortbestimmung, denn das Planen und Aufstellen von Stativen entfällt (kein Stop-and-Go mehr). Entscheidend dabei ist auch die neue, in die Hardware eingebaute sog. SLAM- zusammen mit der Punktwolken-Technologie. Damit kann die Kartierung der Umwelt erheblich beschleunigt und vereinfacht werden, so dass sogar (Halb-)Laien damit umgehen können.
Diese Produkte haben jedoch noch mind. zwei Mängel: Einerseits die fehlende Kombination mit Kamera (für "Structure from Motion" SfM) und andererseits die fehlende Software-Integration. Es fehlt
1. eine Visualisierung im Feld zur Kontrolle; es gibt
2. keine Fusion von Punktwolken mit SfM (gegen "Drift").
3. fehlt eine zentrale Datenverwaltung inkl. Löschen unerwünschter Objekte; und
4. existiert keine automatisierte Datenintegration, wenn mehrere Personen dasselbe Objekt erfassen. Und schliesslich gibt es
5. keine offenen (Open Source-) Plattformen zur Publikation und Visualisierung der Geodaten im Web.

Für diese fünf Aspekte sind Open Source-Projekte oder zumindest wissenschaftliche Literatur vorhanden. Gemäss aktuellem Kenntnisstand hat bisher niemand diese Komponenten kombiniert und lösungsorientiert zur Verfügung gestellt. Hier setzt dieses Projekt an. Eine integrierte Lösung der 3D-Datenerfassung und -Publikation könnte nicht nur schützenswerten archäologischen Stätten (Notgrabungen) zugutekommen, sondern auch anderen NGDI-Bereichen wie Kulturgüter. Das vorliegende Projekt ist eine angewandte Forschung & Entwicklung: Anhand eines konkreten Anwendungsfalls soll ein Prototyp bzw. ein Proof-of-Concept erstellt werden mit Aspekten der oben erwähnten Defizite.

Projektziele (Deutsch)

1. Hardware- und vor allem Software-technische Lösungsansätze zur einfachen Erfassung von Gebäuden (Aussenhüllen) und Kulturgütern mittels SLAM-based hand-held/mobile 3D Laser Scanning;
2. durch mehrere Personen (Datenintegration auf zentraler Plattform),
3. inkl. cloudbasierter Datenverwaltung und Publikation/Visualisierung der Daten auf einer Web-Plattform (Open Source);
4. am Beispiel von archäologischen Notgrabungen und Kulturgütern;
5. mit Individual-Software-Entwicklung dort wo es nötig ist (Prototyp; wenn immer möglich Open Source).