Ein jahrhundertealtes Gebäude verdient mehr als eine Sammlung von Fotos oder eine Reihe von 2D-Zeichnungen. In historischen Vierteln wie Yanqingli sind die Gebäude dicht entlang enger Straßen, miteinander verbundener Innenhöfe und komplexer Innen- und Außenräume verteilt. Gleichzeitig bleibt der Standort Teil eines aktiven städtischen Umfelds, in dem sich Bewohner und Besucher durch das Gebiet bewegen.

Daraus ergibt sich eine praktische Herausforderung:

Wie lassen sich historische Gebäude schnell und umfassend dokumentieren und gleichzeitig die Beeinträchtigung des Geländes minimieren?

Für das digitale Dokumentationsprojekt des historischen Viertels Yanqingli entwickelte Tianbaonet einen integrierten Workflow, der sich auf das konzentriertL2Pro tragbarer SLAM-Scanner, kombinieren3D-Scannen, Punktwolkenverarbeitung, 3D-Gauß-Splatting und 3D-Visualisierung.

Die Lösung reduzierte die Erfassungszeit für ein einzelnes Gebäude auf ca1–2 Stunden, wodurch hochdichte, farbtreue Punktwolken und fotorealistische 3D-Gaußsche Splatting-Modelle erzeugt werden. Die resultierenden digitalen Assets wurden dann in eine 3D-Visualisierungsplattform integriert, wodurch der Wert der Umfrage über die Datenerfassung hinaus erweitert wurdeMessung, Visualisierung, digitale Archivierung und langfristige Wiederverwendung.

01. Die Herausforderung: Digitalisierung eines komplexen historischen Viertels

Bei der Digitalisierung eines historischen Stadtteils geht es um weit mehr als die Vermessung einzelner Gebäude. Gebäude, Straßen, Höfe und Innenräume bilden eine zusammenhängende und hochkomplexe Umgebung.

In Yanqingli erschwerten enge Straßen und dicht angeordnete Gebäude die Organisation herkömmlicher Vermessungsabläufe. Die Umfrage musste auch die Bewohner und Besucher berücksichtigen, die das Gelände während des Projekts nutzten.

Das Team musste architektonische Elemente wie Wände, Türen, Fenster, Balken, Säulen und dekorative Details erfassen und gleichzeitig die Beeinträchtigung der normalen Aktivitäten vor Ort minimieren.

• Herkömmliche Vermessungsmethoden erfordern typischerweise eine Kombination aus Maßbändern, Totalstationen, Nahbereichsfotografie und anderen Geräten. Je nach Gebäude kann die Feldarbeit einige Zeit in Anspruch nehmen1–3 Tage pro Gebäude.
• Bei der Arbeit in engen Straßen oder in miteinander verbundenen Innen- und Außenbereichen kann es außerdem erforderlich sein, stationäre Geräte häufig neu zu positionieren, was die betriebliche Komplexität erhöht.
• Die UAV-Photogrammetrie liefert wertvolle Luftperspektiven, ihre Wirksamkeit kann jedoch durch Vegetation, Gebäudeinnenräume, enge Straßen und andere Bereiche mit eingeschränkter Sicht eingeschränkt sein.

Die Herausforderung bestand also nicht einfach darin, eine höhere Messgenauigkeit zu erreichen. Das Projekt erforderte einen Workflow, der dies konnteErfassen Sie komplexe Räume schneller, zeichnen Sie sie vollständiger auf und bewahren Sie die Daten für nachgelagerte digitale Anwendungen auf.

Basierend auf jahrelanger Erfahrung in der Vermessung historischer Gebäude und der digitalen Konservierung entwickelte Tianbaonet einberührungsloser, effizienter und wiederverwendbarer digitaler DokumentationsworkflowIm Mittelpunkt steht der tragbare 3D-Laserscanner L2Pro.

02. Die Lösung: Von der Felderfassung zur digitalen Anwendung

Die Lösung ist kein einzelnes Gerät, sondern ein integrierter digitaler Produktionsworkflow:

L2Pro Handheld SLAM-Scanning → Punktwolkenverarbeitung → 3D-Gauß-Splatting → 3D-Visualisierung

1. Schnelle Felddatenerfassung

Während der Feldarbeit trugen Vermessungsingenieure den L2Pro durch das Innere und die umliegenden Bereiche der Gebäude und erfassten dabei räumliche Daten, während sie sich bewegten.

Durch IntegrationLiDAR, visuelle Bilder, IMU-basierte Trägheitspositionierung und RTK-PositionierungDas System kann komplexe Umgebungen abbilden und gleichzeitig räumliche und farbliche Informationen erfassen.

Der Arbeitsablauf eignet sich besonders für enge Straßen, geschlossene Räume, Umgebungen mit wenig Licht und andere Bereiche, in denen herkömmliche Vermessungen schwierig durchzuführen sind.

Die resultierenden Daten umfassengeoreferenzierte, hochdichte Echtfarben-Punktwolken, Bereitstellung einer detaillierten digitalen Darstellung der untersuchten Umgebung.

Da das System handlich und berührungslos ist, entfällt die Notwendigkeit einer umfangreichen Geräteeinrichtung und trägt dazu bei, physische Eingriffe in historische Bauwerke zu minimieren.

2. Automatisierte Punktwolkenverarbeitung

Nach der Felderfassung können die gesammelten Daten weiterverarbeitet werdenLixelStudio, wo Rauschfilterung und Punktwolkenrekonstruktion effizient durchgeführt werden.

Die verarbeitete Punktwolke dient dann als geometrische Grundlage für die anschließende 3D-Rekonstruktion.

3. 3D-Gaußsche Splatting-Rekonstruktion

Die Punktwolke und die Bilder werden mit weiterverarbeitetLixel CyberColorum High-Fidelity zu erzeugenLCC 3D-Gaußsche Splatting-Modelle.

Die Punktwolke liefert geometrische Einschränkungen, während die aufgenommenen Bilder reichhaltige visuelle Informationen liefern und eine fotorealistische digitale Darstellung der historischen Umgebung erzeugen.

4. 3D-Visualisierung und Anwendung

Die daraus resultierenden digitalen Assets werden letztendlich über veröffentlichtKopflösung, Tianbaonets 3D-Visualisierungs- und Mikroanwendungsplattform.

Dadurch entsteht ein kontinuierlicher Workflow aus:

Felderfassung → Datenverarbeitung → 3D-Rekonstruktion → Visualisierung → Anwendung

Anstatt getrennte Tools und Dienste mehrerer Anbieter zu kombinieren, etabliert das Projekt einen integrierten Workflow für die Digitalisierung historischer Gebäude.

03. Eine Umfrage, mehrere digitale Ergebnisse

Der Wert des Projekts endet nicht mit der Felddatenerfassung.

Derselbe Felddatensatz generierte zwei zentrale digitale Ergebnisse:

Echtfarben-Punktwolken mit hoher Dichte + 3D-Gaußsche Splatting-Modelle

Anstatt dieselbe Funktion zu duplizieren, dienen die beiden Datensätze unterschiedlichen Zwecken.

01. Echtfarben-Punktwolken mit hoher Dichte

Historische Gebäude messbar und analysierbar machen

Die Punktwolkendaten sind georeferenziert und liefern geometrische Details auf Zentimeterebene, sodass Benutzer sie extrahieren könnenPläne, Ansichten, Schnitte und detaillierte architektonische Messungendirekt aus dem digitalen Datensatz.

Bei Bedarf können beliebige Abschnitte erstellt werden, sodass Architekten, Naturschutzteams, Forscher und Vermessungsingenieure auf die benötigten Informationen zugreifen können, ohne wiederholt zum physischen Standort zurückkehren zu müssen.

Die Punktwolke dient daher alsGeometrische Datengrundlagefür anschließende Vermessungs-, Dokumentations-, Analyse- und Restaurierungsarbeiten.

02. 3D-Gaußsche Splatting-Modelle

Historische Gebäude immersiv und zugänglich machen

Das 3D-Gaußsche Splatting-Modell bietet eine äußerst realistische Darstellung der historischen Umgebung.

Details wie Ziegelwände, Mauerwerkstexturen, Türen und Fenster, dekorative Elemente und architektonische Merkmale können in einer immersiven 3D-Umgebung betrachtet werden.

Das Modell unterstützt Anwendungen wieNavigation, Schnitt, Messung und Anmerkung in Echtzeitund verwandelt eine traditionelle architektonische Aufzeichnung in einen interaktiven digitalen Raum.

Anstatt lediglich Dimensionen zu dokumentieren, ermöglicht das digitale Modell den Benutzern, die historische Umgebung virtuell zu betreten, zu erkunden, zu präsentieren und zu teilen.

04. Von der digitalen Dokumentation zur langfristigen Nachnutzung

Für die Digitalisierung historischer Gebäude ist die Durchführung eines Scans nur der Anfang.

Der wahre Wert liegt darin, ob die resultierenden Daten nach Abschluss der ersten Umfrage weiterhin verschiedene Anwendungen unterstützen können.

Für Yanqingli integrierte Tianbaonet die gesammelten, verarbeiteten und rekonstruierten digitalen Assets in dasHeadsolution 3D-Visualisierungs- und Mikroanwendungsplattform.

Eine einzelne Feldbefragung kann daher mehrere Anwendungsfälle unterstützen:

Vermessungs- und Restaurierungsdesign

Punktwolkendaten können direkt für Messungen, Zeichnungserstellung und anschließende Restaurierungs- und Design-Workflows verwendet werden.

Digitale Archivierung

Die vollständigen räumlichen Informationen jahrhundertealter Gebäude können zur Langzeitspeicherung und zukünftigen Referenzierung digital gespeichert werden.

Remote-Zusammenarbeit und Projektpräsentation

Projektbeteiligte können das historische Viertel aus der Ferne in 3D erkunden, ohne physisch anwesend zu sein, was das digitale Modell zu einem praktischen Werkzeug für Kommunikation und Projektpräsentationen macht.

Kommunikation zum Kulturerbe

Fotorealistische 3D-Szenen können für Online-Ausstellungen und digitale Kulturerbe-Erlebnisse verwendet werden und helfen so historischen Vierteln, ein breiteres Publikum zu erreichen.

Digital Twin Foundation

Für die zukünftige Entwicklung digitaler Zwillinge auf Bezirksebene können vorhandene Punktwolken- und 3D-Gaußsche Splatting-Datensätze als räumliche Grundlage dienen, wodurch die Notwendigkeit einer wiederholten Felderfassung verringert wird.

Der Workflow verändert sich somit aeinmalige Umfrage zu einem wiederverwendbaren digitalen Asset.

05. Verbesserung der Effizienz, Vollständigkeit und digitalen Wiederverwendbarkeit

Im Vergleich zu herkömmlichen Vermessungsabläufen bietet das bei Yanqingli implementierte Technologiesystem einen integrierteren Ansatz für die Dokumentation historischer Gebäude.

• Feldeffizienz:Ein einzelnes Gebäude kann in etwa erfasst werden1–2 StundenDadurch wird der Zeitaufwand für die Datenerfassung vor Ort erheblich verkürzt.
• Räumliche Vollständigkeit:Der tragbare SLAM-Workflow unterstützt die kontinuierliche Erfassung von Innen- und Außenumgebungen und hilft bei der Dokumentation miteinander verbundener Räume, die mit herkömmlichen stationären Methoden schwer zu vermessen sind.
• Berührungslose Dokumentation:Der Scanvorgang minimiert die physische Interaktion mit historischen Strukturen und reduziert die Notwendigkeit einer umfangreichen Geräteeinrichtung.
• Duale digitale Leistungen:Mit demselben Felddatensatz können sowohl genaue Punktwolken für Messungen als auch fotorealistische 3D-Gaußsche Splatting-Modelle für die Visualisierung generiert werden.
• Langfristiger Datenwert:Durch die Integration der Ergebnisse in eine 3D-Visualisierungsplattform können Umfragedaten weiterhin die Erhaltung, Forschung, Präsentation, Zusammenarbeit und zukünftige Entwicklung digitaler Zwillinge unterstützen.

Von Umfragedaten zu einem nachhaltigen digitalen Asset

Das Yanqingli-Projekt zeigt, dass der Wert des tragbaren SLAM-Scannens nicht nur auf eine schnellere Felderfassung beschränkt ist.

Das Projekt etabliert einen vollständigen digitalen Workflow, in demEine Felduntersuchung bildet die Grundlage für Vermessung, Dokumentation, Visualisierung und zukünftige Anwendungen.

Die Kombination von Punktwolken und 3D-Gauß-Splatting gibt auch verschiedenen Arten digitaler Daten eine klare Rolle: Punktwolken liefern diegeometrische Grundlage für genaue Messungen, während 3D-Gaußsches Splatting eine bietetfotorealistische Umgebung zur Visualisierung und immersiven Erkundung.

Am wichtigsten ist, dass die Integration dieser Ergebnisse in eine 3D-Visualisierungsplattform dafür sorgt, dass die Daten noch lange nach Abschluss der ersten Umfrage nützlich bleiben.

Historische Viertel verändern sich im Laufe der Zeit zwangsläufig. Sobald ihre räumlichen Informationen digital dokumentiert wurden, können diese Daten zu einer dauerhaften Aufzeichnung für zukünftige Restaurierungs-, Forschungs-, Ausstellungs- und öffentliche Engagements werden.

Beginnend mit Projekten wie Yanqingli setzt Tianbaonet die Integration fortHandheld-SLAM-Scannen, Punktwolkenverarbeitung, 3D-Gauß-Splatting und 3D-Visualisierungeinen umfassenderen Ansatz zur Erhaltung des digitalen Kulturerbes zu entwickeln.

Ausschnellere Erfassung, Zurealistischere Rekonstruktion, Zulangfristige digitale Wiederverwendung, kann jede Felduntersuchung zu einem wiederverwendbaren digitalen Asset für die Zukunft werden.