Aufnahme eines Kirchendachstuhls mit dem 3D-Laserscanner Cyrax 2500

Autor: Johann Peschl
Titel: Aufnahme eines Kirchendachstuhls mit dem 3D-Laserscanner Cyrax 2500
Art: Diplomarbeit
Jahr, Nr.: 2002, #374
Betreuer: Dipl.-Ing. Thomas Weber (TU München, LfG)

Zur Dokumentation des barocken Dachstuhls der Günzburger Frauenkirche wurde der Lehrstuhl für Geodäsie der Technischen Universität München beauftragt, ein digitales 3D-Aufmaß mit anschließender Modellierung in einer geeigneten CAD-Software zu realisieren. Das resultierende dreidimensionale Modell soll in erster Linie die Baukunst der damaligen Baumeister aufzeigen und sämtliche Sanierungsarbeiten in der Zwischenzeit dokumentieren. Später ist vorgesehen, es für studentische Übungen im Holzbau einzusetzen, um statische Berechnungen des Gebälks zu demonstrieren. In einer laufenden Diplomarbeit wurde die Problemstellung mit Hilfe eines Laser-Scanners gelöst und der geeignetste Weg zur Verarbeitung der entstehenden Punktwolke gesucht. Dabei war vor allem auf die Schnittstellenproblematik bei der Modellierung und Visualisierung einzugehen.  

Die Erfassung der räumlichen Lage der einzelnen Balken wurde mit dem lehrstuhleigenen Laser-Scanner Cyrax 2500 bewerkstelligt. Die Passpunkte innerhalb des Dachstuhls wurden reflektorlos per Tachymetrie gemessen. Schon während des Außendienstes wurden die einzelnen Punktwolken verifiziert und anschließend miteinander verknüpft. Als weitere Kontrollen wurden Stichmaße mit Zollstock und Maßband genommen. Die gesamten Messarbeiten konnten innerhalb von zwei Wochen bewältigt werden (Dachstuhlvolumen: ca. 4700 m³).

Zur weiteren Verarbeitung der gescannten Punkte diente die Scannersoftware Cyclone von Cyra. Mit dieser ist es relativ einfach, die riesige Anzahl von Messdaten zu verwalten und aus ausgewählten Punktmengen einfache geometrische Objekte und Körper zu generieren. In mehrwöchiger Arbeit entstand so ein erstes dreidimensionales Modell des Dachstuhls, welches zur weiteren Konstruktion in ein CAD übergeführt werden sollte. Hier konnten auch schon vorhande Schnitte bzw. Modelle als Konstruktionshilfen einfließen.

Als nächster Schritt ist vorgesehen, mit Unterstützung eines Holzbauingenieurs den Balken Attribute für ein Informationssystem anzufügen. Anhand dieser kann man dann den Zustand des Dachstuhls über die Jahrhunderte verfolgen, die jeweiligen Sanierungsmaßnahmen aufzeigen und entsprechend visualisieren. Wie schon oben erwähnt, soll das Dachstuhlmodell auch als Grundlage für statische Berechnungen dienen. Zukünftig kann eine derartige Modellerfassung schon im Vorlauf einer Sanierung ausgeführt werden, um geeignete Sicherungsmaßnahmen zur Erhaltung der tragenden Eigenschaften treffen zu können.