浑水上的桥梁——利用激光扫描捕捉德国阿尔卑斯山的新Höllentalklamm(地狱峡谷)大桥

案例研究

作者:托马斯·肖克

加米什·帕滕基琴附近的赫伦塔克拉姆(英文为“地狱峡谷”)是德国阿尔卑斯山海拔1000米的独特自然景观。这是通往祖格斯皮茨峰的徒步旅行路线的一部分,只有在1905年修建了一座横跨峡谷的历史性桥梁后,才有可能连接起来。由于其老化和老化,该桥和几座人行桥不得不在2020年更换。委员会的本地成员德国阿尔卑斯山协会(DAV)为25万欧元的项目筹集资金,并找到了两个重要的公司赞助商——交通基础设施专家ZUBLIN / STRABAG蒂森克虏伯.

作为徕卡地理系统公司的合作伙伴,STRABAG使用激光扫描解决方案以数字方式捕获了这座新桥。这项调查证明了扫描仪即使在这种“地狱般”的环境中也能发挥作用。创建的数字计划将用于将来的维护。


取代了一座历史悠久、广受喜爱的桥梁



从1902年到1905年,横跨大峡谷的第一座大桥花了600个工作日才建成。这是一项令人印象深刻的工程壮举,几乎是手工完成的,没有电力或现代机械。今天,建造材料可以通过直升飞机运送到海拔1045米的Höllental入口。在那里,由ZÜBLIN / STRABAG工程师、当地建筑公司Florian Dörfler和DAV志愿者组成的团队需要把这些部件拖到200米以外的建筑工地。为了将这座重达4吨的大桥运送到狭窄的峡谷中,它被分成了大约600个独立的部分。定制的桥梁和走道元素是由ZÜBLIN在勃兰登堡Hosena的钢结构分部预制的。

尽管初步规划近乎完美,但一些障碍是不可避免的。事实证明,移除锚定桥梁支架的岩石比预期的要困难得多,耗时得多。尽管如此,建造只花了四个星期。ZÜBLIN现场经理Philipp Schön总结道:“在Höllentalklam非常特殊的背景下,这个赞助项目的准备工作和最终执行非常出色。来自各个项目参与者的团队合作得非常出色,就像一台润滑良好的机器。”


便携式、坚固且高度精确的激光扫描解决方案



桥梁更换后,STRABAG技术组经理菲利普·米尔克(Philipp Mielke)、营销部约翰内斯·泽特尔(Johannes Zettel)和徕卡地理系统公司的托马斯·肖克(Thomas Schock)使用了这两种方法徕卡RTC360BLK2GO用激光扫描来捕捉新拱桥的数码双胞胎。

RTC360提供了一个干净且高度精确的点云,同时具有高度的便携性。事实上,它和它的碳三脚架一起装在一个背包里,从停车场被徒步带到峡谷。它也很坚固——防护等级为IP54,因此能够处理水花飞溅——非常适合潮湿的山区环境。

BLK2GO是一款手持式激光成像扫描仪,可在移动时以3D方式重建空间。操作员——Schock——能够一只手拿着它,边走边扫描,这样在湿滑的地形上很容易保持平衡并意识到危险。用于处理数据的软件是徕卡旋风注册360,徕卡CloudWorx,徕卡TruView企业徕卡旋风3DR.


从桥接捕获到数据共享



Schock使用RTC360进行了5个视点的扫描:在桥上进行了3次扫描,两边各2次,距离50米,朝桥的方向。这就形成了一幅桥和周围狭窄峡谷的岩石的画面。HDR图像是用扫描仪在五个曝光点拍摄的,以允许对黑暗区域(隧道)和明亮区域(完全在高海拔阳光下)进行RGB检查。谈到这种不寻常的情况,肖克说:“在Höllentalklamm!但轻型RTC360很快就掌握了爬升的技巧。”

使用BLK2GO手持式成像激光扫描仪,肖克花了大约10分钟完成了几次行走,覆盖了大桥两边150 - 200米的地形。这是在连接区域有足够的重叠的情况下完成的,以允许使用Cyclone REGISTER 360的Cloud2Cloud算法连接连续的轨迹。

扫描后,Cyclone REGISTER 360用于导入、准备和优化数据,以提供LGS数据集,供其他徕卡地理系统和第三方应用程序使用。TruView Enterprise用于可视化,这是一种与参与项目的其他人共享点云数据的快速简便方法,Leica Cyclone 3DR将用于对峡谷和隧道的数据进行网格划分。


令人印象深刻的结果,即使在“拥挤和约束的条件下”



Höllentalklamm桥梁项目是投放最新产品的理想机会徕卡地理系统三维激光扫描设备去测试。尽管该地点很难进入,天气条件也很困难,但激光扫描仪在那里就像在海平面一样易于使用。

Schock说,“两台扫描仪的性能都达到了预期,结果也超出了预期。”STRABAG公司的Philipp Mielke表示同意,“使用RTC360进行桥接扫描的结果非常好。即使在这些狭窄和受限的条件下,我们扫描桥接器也没有问题。”该公司已在其他隧道和建筑项目中使用RTC360,目前正在或计划对BLK2GO进行进一步测试。

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