Drohnen im Baugewerbe: Einfacher messen aus der Vogelperspektive

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Beim Begriff „Drohnen“ denken viele Menschen bisher vorwiegend an militärische Zwecke oder an ferngesteuertes Spielzeug. Dabei kommen sie immer häufiger auch für gewerbliche Zwecke zum Einsatz. Die Gründe dafür: sie sind hochmanövrierbar, flexibel einsetzbar und ermöglichen damit sehr exakte Geländevermessungen. Deshalb besitzen die kleinen Fluggeräte gerade für das Baugewerbe enormes Potenzial. Von Erich Wendland
Drohnen im BaugewerbeQuelle: Actemium/VIA IMC

Rund 19.000 Drohnen fliegen derzeit für professionelle Zwecke durch den Luftraum der Bundesrepublik. Ihre Zahl soll sich bis 2030 auf bis zu 126.000 erhöhen, so die Prognose einer aktuellen Studie des Bundesverbands der Deutschen Luftverkehrswirtschaft (BDL) sowie des Bundesverbands der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie (BDLI). Das große gewerbliche Interesse an den sogenannten UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) ist keineswegs unbegründet. Branchen wie die Bauwirtschaft, in denen zumeist draußen und auf weitläufigen Arealen gearbeitet wird, bieten optimale Bedingungen für den Einsatz von Drohnen. Nicht nur angesichts des derzeitigen Baubooms und des gleichzeitig auftretenden Fachkräftemangen stellt die Technik einen umfassenden Lösungsansatz dar.

Vogelperspektive ist ein echter Vorteil

Informationen sind das Öl des 21. Jahrhundert. Das gilt genauso für das Baugewerbe, wo die richtigen Daten einen entscheidenden Unterschied machen. Genaueste Abmessungen des Baugrundes, von Flächen, Steigungen, Winkeln, Abständen und vom aktuellen Baustand sind grundsätzlich unerlässlich. Doch bis heute ist es üblich, im Vorfeld und während der Bauarbeiten das gesamte Gelände zu begehen und manuell zu vermessen.

„Messungen am Boden sind sehr zeitintensiv und aufgrund der horizontalen Perspektive auch buchstäblich mit Hindernissen und eingeschränkter Sicht verbunden. Teilweise müssen für eine solche Vermessung etwa auf Autobahnen Flächen für den Verkehr gesperrt werden. Dies ist bei stark frequentierten Straßen dem Nutzer nur schwer zu vermitteln. Zudem verändert sich die Baustelle im Laufe der Arbeiten und die alten Werten müssen aufwendig aktualisiert werden“

Holger Boxnick, Divisionsleiter bei Actemium.

Mit einer Drohne gelingen derartige Prozesse aus der Vogelperspektive deutlich schneller und einfacher. Mit ihren präzisen und flexiblen Flugeigenschaften kann sie elegant über den Baugrund schweben, ohne dass sie von Aspekten wie Geländebeschaffenheit, Material oder Baumaschinen beeinträchtigt wird. Darüber hinaus können erheblich mehr Daten erhoben und im Anschluss zur Analyse herangezogen werden. HD-Videoaufnahmen sind schon mit Hobbymodellen aus dem Elektrohandel möglich. Doch moderne Industriedrohnen sind weit leistungsfähiger und können bis zu 2,5 Kilogramm Traglast aufnehmen. Zudem kann an ihnen auch ein noch umfangreicheres Kamera- und Mess-Equipment angebracht werden. Die Computertechnik ermöglicht es heute, mit Drohnen hochgenaue 3D-Modelle (Punktwolken) zu erfassen.

Auf die Originalaufnahme (links) können digital die Baupläne (rechts) aufgelegt werden.
Bilder: Actemium/VIA IMC










Mehr als das Auge sieht

„Die Drohnen, die wir verwenden, sind bei guten Wetterverhältnissen in der Lage, eine Geschwindigkeit von bis zu 60 Stundenkilometer zu erreichen und sie können mit einer Akkuladung zwischen 20-25 Minuten in der Luft bleiben. An einem Tag können so rund 40 Hektar erfasst werden – das sind mehr als 40 Fußballfelder“, erklärt Boxnick. Über hochauflösende Bilder können die Verantwortlichen etwa die Baupläne und Realbilder direkt miteinander vergleichen. Mittels 3D-Punktwolken ist das gesamte überflogene Gelände nach der Messung auch als dreidimensionales Modell erhältlich. Der Clou: Höhenunterschiede und selbst Volumina etwa von Aufschüttungen oder ausgehobenen Gruben können mit wenigen Klicks angezeigt werden. Die Bauleitung kann dadurch etwa genaue Werte über die noch vorhandenen Bestände an Füllmaterialien erhalten.

Der kurze zeitliche Aufwand für einen einzigen Messvorgang bietet zudem die Möglichkeit, an einem einzigen Tag gleich mehrere Flüge durchzuführen, um unterschiedliche Messungen vorzunehmen. Während beispielsweise beim ersten Überflug Realbilder entstehen, kann für einen zweiten Einsatz die Kamera gewechselt werden, um thermische Aufnahmen des Geländes durchzuführen. Stromführende Leitungen oder andere wärmeabstrahlende Leitungssysteme sind dann auf den Aufnahmen sofort sichtbar. Das Bildmaterial kann im Anschluss digital über die vorliegenden Planunterlagen gelegt und so miteinander verglichen oder ergänzt werden. Dazu zählt auch der Abgleich mit CAD-Modellen. Die Kommunikation zwischen den Teams vor Ort und den Mitarbeitern im Büro gestaltet sich dank des Zugriffs auf die digitalen Aufnahmen erheblich effizienter.  

3D-Modelle liefern ein genaues Ebenbild und lassen sich von allen Seiten betrachten. Quelle: Actemium/VIA IMC

Noch mehr Konnektivität

Derzeit werden die auf der Drohne gespeicherten Daten nach dem Flug noch manuell ausgelesen und im Anschluss wie etwa im Falle von Actemium und VIA IMC auf eine eigene Cloud-Plattform (www.avus.digital) hochgeladen. Die Mitarbeiter des Kunden, die über eine Zugangsberechtigung verfügen, können dann die dort vorgehaltenen Daten abrufen und für ihre Belange nutzen. Geplant ist indes die vollumfängliche Auswertung über WLAN, die live also noch während des Fluges erfolgen kann. Das heißt, dass eine Software in Echtzeit die Analyse vornimmt und etwa Abweichungen zwischen Planungsunterlagen und realen Messedaten unmittelbar anzeigt. 

Der nächste Schritt liegt darin, die Drohne vollautomatisch über das Gelände fliegen zu lassen. „Rein technisch ist die autonome Drohne auf der Baustelle kein Problem, denn die Route kann über GPS zentimetergenau voreingestellt werden. Die Drohnenverordnung sieht allerdings einen Piloten vor, der den Flug überwacht und im Notfall eingreifen kann“, so Holger Boxnick. Das Fluggerät muss daher auch stets im Sichtfeld des Piloten bleiben, der zudem bei gewerblicher Nutzung über einen anerkannten Flugkundenachweis verfügen muss.

Noch vor dem ersten Spatenstich kann etwa das zukünftige Baugelände exakt abgesteckt werden. Bild: Actemium/VIA IMC
















Der Himmel ist kein rechtsfreier Raum

Die aktuell geltende Drohnenverordnung gibt vor, unter welchen Bedingungen private sowie gewerbliche Flüge erfolgen dürfen. So darf unter anderem die maximale Flughöhe von 100 Metern nicht überschritten werden, der Überflug von Menschenansammlungen, Unglücksorten, Katastrophengebieten sowie Einsatzorten der Polizei oder Behörden ist nicht gestattet. Im Falle der gewerblichen Nutzung ist stets eine Aufstiegsgenehmigung beim Luftfahrtbundesamt einzuholen. Sollten Personen auf den Aufnahmen zu erkennen sein, sind diese unkenntlich zu machen, um die Persönlichkeitsrechte zu achten. Hier kommen etwa die Vorgaben der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) zum Tragen, die den besonderen Schutz personenbezogener Daten vorsieht. Durch die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen und professionellen Anbieter von Drohnenflügen wie Actemium können Haftungsfragen von Anfang geklärt werden.   

Perspektivisch gut aufgestellt

Es ist nicht nur der weiter anhaltende Bauboom der letzten Jahre, der dafür sorgt, dass neue Technologien in der Branche Einzug halten. Zeit- und damit Kostenersparnisse sowie eine Vielzahl an Daten zur Analyse und Kontrolle von Baumaßnahmen sind bereits gute Argumente, um Drohnen derzeit einzusetzen. So erfolgen Vermessungen des Bauplatzes mittels Drohnen erheblich schneller und genauer, und dank 3D-Punktwolken erhalten die Planer eine digitale Version des Geländes. Im Büro können sie dann anhand einer exakten Nachbildung noch bessere und langfristigere Entscheidungen treffen.

In absehbarer Zukunft werden durch die fortlaufende Digitalisierung noch weit mehr Möglichkeiten für den Einsatz der Technik bestehen – insbesondere bei umfassender WLAN-Verbindung und Live-Auswertung. Denkbar wäre es beispielsweise, Gefahrenbereiche zu überwachen, die Bilder softwaregestützt zu analysieren und bei Abweichungen automatisch Alarm zu schlagen. Mit Hilfe künstlicher Intelligenz kann die Auswertung der Daten in Zukunft deutlich effizienter gestaltet werden. Hier arbeiten Eurovia und Actemium gemeinsam an einer Lösung. Auch im Falle von Bestandsbauten bieten die unbemannten Fluggeräte großes Potenzial, um Inspektionen von schwer zugänglichen Bereichen im Hochbau durchzuführen. Hier liegt es am Gesetzgeber, die richtige Balance zwischen Sicherheit und den technischen Möglichkeiten auszuloten. (anm)

Bild oben: 3D-Modelle liefern ein genaues Ebenbild und lassen sich von allen Seiten betrachten. Quelle: Actemium/VIA IMC

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