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Mobile Mapping – Straßen und Infrastruktur effizient vermessen
Mobile Mapping – 3D-Vermessung während der Fahrt
Wer Straßen, Verkehrswege oder weitläufige Infrastruktur vermessen möchte, kennt die Herausforderung:
Große Strecken. Viel Verkehr. Kurze Zeitfenster.
Klassische Vermessungsverfahren liefern präzise Ergebnisse – erfordern bei langen Korridoren jedoch zahlreiche Einzelmessungen oder Gerätestandpunkte.
Mobile Mapping verfolgt einen anderen Ansatz.
Die Umgebung wird während der Bewegung kontinuierlich dreidimensional erfasst.
Auf einem Fahrzeug montierte Laserscanner, GNSS-Empfänger, IMU und Kameras arbeiten dabei gemeinsam. Während das Fahrzeug die Strecke befährt, entstehen georeferenzierte Punktwolken und Bilddaten, aus denen sich Straßen, Bauwerke und Infrastrukturobjekte später im Büro auswerten lassen.
Das bedeutet:
Nicht jedes Objekt einzeln im Feld messen – sondern die Umgebung erfassen und anschließend digital auswerten.
Was ist Mobile Mapping?
Mobile Mapping bezeichnet die mobile Erfassung räumlicher Daten während der Bewegung.
Professionelle Mobile-Mapping-Systeme kombinieren dafür mehrere Sensoren:
- LiDAR-Laserscanner erfassen die dreidimensionale Geometrie.
- GNSS bestimmt die absolute Position.
- IMU erfasst Bewegung und Orientierung des Systems.
- Kameras liefern ergänzende Bild- und Farbinformationen.
- Auswertesoftware verbindet die unterschiedlichen Sensordaten zu einer georeferenzierten Datengrundlage.
Das Ergebnis ist eine dichte 3D-Punktwolke, die durch Panorama- oder Kamerabilder ergänzt werden kann.
Mobile Mapping: Gut zu wissen:
Kurzüberblick
| Messprinzip | 3D-Erfassung während der Bewegung |
|---|---|
| Sensoren | LiDAR + GNSS + IMU + Kamera |
| Ergebnis | Georeferenzierte Punktwolken und Bilddaten |
| Besondere Stärke | Lange Strecken effizient erfassen |
| Typische Anwendung | Straßen, Verkehrswege, Infrastruktur und Bestandsdokumentation |
| Auswertung | Objekte und Geometrien nachträglich aus den erfassten Daten bestimmen |
📱 Hinweis: Wischen Sie auf Smartphones einfach nach links oder rechts, um die komplette Tabelle zu sehen.
Wie funktioniert ein Mobile-Mapping-System?
Während sich das Messsystem bewegt, erfassen die LiDAR-Sensoren kontinuierlich Entfernungen zu Oberflächen und Objekten in der Umgebung.
Innerhalb kurzer Zeit entstehen dadurch sehr große Mengen dreidimensionaler Messpunkte.
Das allein genügt jedoch nicht.
Denn anders als bei einem terrestrischen Laserscanner verändert sich der Standort des Mobile-Mapping-Systems während der gesamten Messung.
Deshalb muss zu jedem Zeitpunkt möglichst genau bekannt sein:
- Wo befindet sich das System?
- In welche Richtung bewegt es sich?
- Wie ist es räumlich orientiert?
- Welche Position und Orientierung hatte der Laserscanner zum Zeitpunkt einer bestimmten Messung?
Hierfür arbeiten GNSS und IMU gemeinsam.
Aus diesen Daten wird die Bewegungsbahn des Messsystems – die sogenannte Trajektorie – bestimmt.
Anschließend können die einzelnen LiDAR-Messpunkte mit der jeweils zugehörigen Position und Orientierung verbunden werden.
So entsteht aus Millionen einzelner Entfernungsmessungen eine räumlich zusammenhängende und georeferenzierte 3D-Punktwolke.
Warum braucht Mobile Mapping GNSS und eine IMU?
GNSS liefert die absolute Position des Messsystems.
Doch gerade dort, wo Mobile Mapping besonders interessant ist, sind die Empfangsbedingungen nicht immer optimal.
Hohe Gebäude können Satellitensignale abschatten oder reflektieren. Bäume beeinträchtigen den Empfang. Unter Brücken oder in Tunneln kann GNSS zeitweise vollständig ausfallen.
Deshalb besitzen professionelle Mobile-Mapping-Systeme zusätzlich eine IMU – Inertial Measurement Unit.
Sie erfasst kontinuierlich Bewegungen und Lageänderungen des Systems.
Dazu gehören beispielsweise:
- Beschleunigungen
- Drehbewegungen
- Neigungen
- Richtungsänderungen
GNSS und IMU ergänzen sich dadurch.
GNSS liefert die absolute Position – die IMU beschreibt die Bewegung zwischen den Positionsinformationen.
Bei der späteren Datenverarbeitung werden diese Informationen miteinander kombiniert und die Trajektorie berechnet beziehungsweise optimiert.
Die Qualität dieser Positions- und Orientierungsbestimmung hat erheblichen Einfluss auf die Qualität des späteren Messergebnisses.
Welche Aufgabe übernimmt LiDAR?
LiDAR steht für Light Detection and Ranging.
Ein Laserscanner sendet Laserimpulse aus und misst, wie lange das Licht benötigt, bis es von einer Oberfläche reflektiert und wieder vom Sensor empfangen wird. Aus dieser Laufzeit lässt sich die Entfernung bestimmen. Während der Fahrt werden sehr viele dieser Messungen ausgeführt. Dadurch entsteht eine dreidimensionale Abbildung der sichtbaren Umgebung.
Erfasst werden können beispielsweise:
- Fahrbahnen
- Bordsteine
- Verkehrszeichen
- Leitplanken
- Straßenlaternen
- Schächte
- Fassaden
- Brückenbauwerke
- Vegetation
- Masten
- Böschungen
- weitere sichtbare Infrastrukturobjekte
Je nach System und Projekt entstehen dabei innerhalb kurzer Zeit Millionen von 3D-Messpunkten.
Warum werden zusätzlich Kameras eingesetzt?
Eine Punktwolke beschreibt die räumliche Geometrie sehr detailliert.
Doch nicht jede Information lässt sich allein anhand der Geometrie eindeutig erkennen.
Kameras ergänzen deshalb die Laserdaten durch Bildinformationen.
Das erleichtert beispielsweise die Identifikation von:
- Verkehrszeichen
- Straßenmarkierungen
- Schildern
- Gebäuden
- Straßenmobiliar
- Schächten
- technischen Einrichtungen
Panoramakameras können außerdem eine nahezu vollständige visuelle Dokumentation der Umgebung erzeugen.
Damit entsteht neben der geometrischen Vermessung ein weiterer wichtiger Nutzen:
Die befahrene Umgebung bleibt auch visuell dokumentiert und kann später am Bildschirm betrachtet werden.
Einmal fahren – später vieles auswerten
Dies ist einer der entscheidenden Unterschiede zu einer klassischen punktweisen Bestandsaufnahme.
Bei einer herkömmlichen Messung muss häufig bereits im Außendienst entschieden werden:
Welche Punkte benötigen wir?
Ein Schacht wird gemessen. Ein Mast wird aufgenommen. Ein Bordstein erhält einzelne Messpunkte.
Wird später festgestellt, dass noch eine weitere Information benötigt wird, kann eine erneute Messung vor Ort erforderlich werden.
Mobile Mapping verfolgt einen anderen Ansatz.
Zunächst wird ein möglichst umfassender digitaler Bestand der sichtbaren Umgebung erzeugt.
Anschließend können zahlreiche Informationen aus der Punktwolke und den Bilddaten ausgewertet werden.
Einmal erfassen – mehrfach auswerten.
Das kann insbesondere bei langen Straßenabschnitten und Infrastrukturprojekten einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil darstellen.
Was kann mit Mobile Mapping erfasst werden?
Straßen und Verkehrswege
Straßen gehören zu den klassischen Einsatzgebieten.
Erfasst werden können beispielsweise:
- Fahrbahnoberflächen
- Fahrbahnränder
- Bordsteine
- Markierungen
- Verkehrszeichen
- Leitplanken
- Laternen
- Schächte
- Böschungen
- angrenzende Bebauung
Damit entsteht eine umfangreiche digitale Datengrundlage für Planung, Bestandserfassung oder Sanierungsmaßnahmen.
Kommunale Infrastruktur und Asset-Management
Kommunen und Infrastrukturbetreiber verwalten eine große Zahl räumlich verteilter Objekte.
Mobile Mapping kann helfen, solche Assets systematisch zu erfassen und zu dokumentieren.
Dazu können beispielsweise gehören:
- Straßenlaternen
- Verkehrszeichen
- Hydranten
- Schächte
- Bäume
- Poller
- Bushaltestellen
- Schaltkästen
Die gewonnenen Informationen können anschließend beispielsweise in GIS- oder Bestandsdatenbanken übernommen werden.
Energie- und Versorgungstrassen
Bei Energie- und Versorgungsprojekten müssen häufig lange Korridore dokumentiert werden.
Mobile Mapping ermöglicht eine schnelle dreidimensionale Erfassung der sichtbaren Umgebung entlang solcher Trassen.
Für unterirdische Leitungen gilt jedoch:
Mobile Mapping sieht nicht durch den Boden.
Nicht sichtbare Leitungen müssen beispielsweise mit Leitungssuchgeräten oder Georadar geortet und anschließend in die Dokumentation integriert werden.
Windparks
Windparks bestehen nicht nur aus Windenergieanlagen.
Auch Zuwegungen, Kranstellflächen, Böschungen, Kabeltrassen und weitere Infrastrukturbereiche müssen geplant, gebaut und dokumentiert werden.
Gerade bei räumlich weit auseinanderliegenden Anlagen kann Mobile Mapping deshalb eine interessante Ergänzung zu GNSS, Totalstation, Drohnen- und Laserscanningverfahren darstellen.
Bahn- und lineare Infrastruktur
Lange lineare Strukturen sind grundsätzlich besonders interessant für mobile Erfassungsverfahren.
Entscheidend sind dabei immer die konkreten Projektanforderungen, Sicherheitsvorgaben, Zugänglichkeit und die erforderliche Genauigkeit.
Welche Daten entstehen beim Mobile Mapping?
Die Rohdaten eines Mobile-Mapping-Systems sind noch nicht zwangsläufig das Ergebnis, das der Anwender tatsächlich benötigt.
Je nach Sensorik, Software und Projekt können aus den Messdaten beispielsweise entstehen:
- georeferenzierte 3D-Punktwolken
- kolorierte Punktwolken
- digitale Geländemodelle
- digitale Oberflächenmodelle
- Querprofile
- Längsprofile
- Bestandspläne
- Objektkoordinaten
- CAD-Daten
- GIS-Daten
- 3D-Modelle
- Infrastruktur- und Asset-Daten
Die Punktwolke ist damit häufig nicht das Endprodukt, sondern die digitale Datengrundlage für weitere Auswertungen.
Beispiel eines professionellen Mobile-Mapping-Systems: CHCNAV AU20
Ein Beispiel für ein professionelles fahrzeuggestütztes Mobile-Mapping-System ist das CHCNAV AU20.
Das System kombiniert LiDAR-Sensorik mit GNSS/IMU-Positions- und Orientierungstechnik sowie unterschiedlichen Kamerakonfigurationen.
Je nach Aufgabenstellung stehen unterschiedliche Systemvarianten zur Verfügung.
Single Head
Eine Single-Head-Konfiguration arbeitet mit einem LiDAR-Sensor.
Sie kann beispielsweise für klassische Straßen- und Infrastrukturaufnahmen eine wirtschaftlich interessante Lösung darstellen.
Dual Head
Bei einer Dual-Head-Konfiguration kommen zwei LiDAR-Sensoren zum Einsatz.
Die zusätzliche Erfassungsgeometrie kann die Datendichte erhöhen und Abschattungen reduzieren – beispielsweise an Straßenrändern, Schildern und vertikalen Objekten.
C7200 oder Ladybug6
Auch bei der Bildaufnahme kann die Konfiguration an die Projektanforderungen angepasst werden.
Mit der C7200 steht eine 72-Megapixel-360°-Panoramakamera zur Verfügung.
Die Ladybug6 ist ebenfalls eine hochauflösende 72-Megapixel-Panoramakamera und richtet sich insbesondere an Anwendungen mit hohen Anforderungen an die visuelle Dokumentation.
Welche Konfiguration sinnvoll ist, hängt deshalb nicht davon ab, welches System „das größte“ ist, sondern welche Daten für das jeweilige Projekt tatsächlich benötigt werden.
Mehr zu diesem Thema finden Sie in unserem Onlineshop:
AU 20 + C7200 Single Head
AU20 + C7200 Dual Head
AU20 + Ladybug6 Single Head
AU 20 + Ladybug6 Dual Head
Typischer Mobile-Mapping-Workflow
1. Projekt planen
Messgebiet, gewünschte Genauigkeit, Koordinatensystem und benötigte Ergebnisse festlegen.
↓
2. Referenzierung vorbereiten
GNSS-Korrekturdaten sowie gegebenenfalls Referenz- und Kontrollpunkte vorbereiten.
↓
3. Strecke erfassen
LiDAR, GNSS, IMU und Kameras zeichnen die Umgebung während der Befahrung kontinuierlich auf.
↓
4. Trajektorie berechnen
Die Bewegung des Systems wird aus GNSS- und IMU-Daten bestimmt und optimiert.
↓
5. Punktwolke erzeugen
Die LiDAR-Messungen werden mit Position und Orientierung des Systems zusammengeführt.
↓
6. Daten kontrollieren
Trajektorie, Überlappungen, Referenzen und Datenqualität werden geprüft.
↓
7. Objekte und Geometrien auswerten
Benötigte Informationen werden aus Punktwolke und Bilddaten extrahiert.
↓
8. Ergebnisse bereitstellen
Je nach Projekt werden beispielsweise Punktwolken, CAD-Daten, GIS-Informationen, Profile oder 3D-Modelle exportiert.
Mobile Mapping, SLAM oder terrestrischer Laserscanner?
Die drei Verfahren arbeiten mit Laserscanning, verfolgen jedoch unterschiedliche Konzepte.
| Merkmal | Mobile Mapping | SLAM-Laserscanner | Terrestrischer Laserscanner |
|---|---|---|---|
| Typische Bewegung | Fahrzeug / mobile Plattform | Anwender bewegt sich mit Scanner | Scanner steht während der Aufnahme |
| Besondere Stärke | Lange Strecken und Korridore | Schnelle flexible 3D-Erfassung | Hohe geometrische Präzision |
| Typische Bereiche | Straßen und Infrastruktur | Gebäude, Gelände, komplexe Bereiche | Bauwerke, Industrie, Präzisionsaufnahmen |
| Innenräume | Nur bedingt | Sehr gut geeignet | Sehr gut geeignet |
| Lange Straßenabschnitte | Sehr gut geeignet | Je nach Umfang eingeschränkt | Hoher Standpunktaufwand |
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Die Technologien sind keine grundsätzlichen Konkurrenten.
Je nach Aufgabe können sie sich sinnvoll ergänzen.
Mobile Mapping spielt seine Stärke bei langen befahrbaren Korridoren aus. SLAM ist besonders flexibel in Bereichen, die zu Fuß erfasst werden. Ein terrestrischer Laserscanner eignet sich besonders dort, wo hohe geometrische Präzision und kontrollierte stationäre Aufnahmen entscheidend sind.
Welche Genauigkeit erreicht Mobile Mapping?
Auf diese Frage gibt es keine seriöse pauschale Antwort.
Die erreichbare Genauigkeit hängt unter anderem ab von:
- Qualität des LiDAR-Sensors
- Qualität des GNSS-Empfängers
- Qualität der IMU
- GNSS-Empfangsbedingungen
- Fahrgeschwindigkeit
- Entfernung zum Messobjekt
- Kalibrierung des Gesamtsystems
- Trajektorienberechnung
- verwendeten Korrekturdaten
- Referenz- und Kontrollpunkten
- Nachbearbeitung
Dabei ist ein Punkt besonders wichtig:
Eine hohe Punktdichte bedeutet nicht automatisch eine hohe absolute Genauigkeit.
Eine Punktwolke kann aus Millionen sehr dicht liegender Messpunkte bestehen und dennoch systematische Lageabweichungen enthalten, wenn beispielsweise die Trajektorie nicht ausreichend genau bestimmt wurde.
Deshalb muss die erforderliche Genauigkeit immer in Bezug auf die konkrete Messaufgabe betrachtet werden.
Wann ist Mobile Mapping besonders wirtschaftlich?
Die Wirtschaftlichkeit hängt nicht allein vom Preis des Messsystems ab.
Entscheidend ist der gesamte Projektaufwand.
Dazu gehören beispielsweise:
- benötigte Zeit im Außendienst
- Anzahl der Mitarbeiter
- Länge des Messgebietes
- erforderliche Verkehrssicherung
- Anzahl notwendiger Einzelmessungen
- gewünschter Detaillierungsgrad
- Aufwand für spätere Nachmessungen
- Umfang der benötigten Dokumentation
Bei einem kleinen Einzelobjekt kann eine Totalstation oder ein terrestrischer Laserscanner die wirtschaftlichere Lösung sein.
Bei mehreren Kilometern Straße sieht die Rechnung völlig anders aus.
Je länger und linearer ein Projekt ist, desto interessanter kann Mobile Mapping werden.
Ein weiterer Faktor ist die Wiederverwendbarkeit der Daten.
Wenn später zusätzliche Informationen benötigt werden und diese bereits in der Punktwolke oder den Bilddaten enthalten sind, kann möglicherweise auf eine erneute Befahrung verzichtet werden.
Für wen kann Mobile Mapping interessant sein?
Mobile Mapping kann unter anderem interessant sein für:
- Vermessungs- und Ingenieurbüros
- Straßenbauunternehmen
- Tiefbauunternehmen
- Kommunen
- Straßenbaulastträger
- Energieversorger
- Netzbetreiber
- Infrastrukturbetreiber
- Planungsbüros
- Betreiber großer Liegenschaften
- Windparkbetreiber
- Unternehmen mit regelmäßigem Bedarf an großräumiger Bestandsdokumentation
Besonders interessant wird die Technologie dort, wo große oder langgestreckte Bereiche regelmäßig dreidimensional dokumentiert werden müssen.
Wo liegen die Grenzen von Mobile Mapping?
Mobile Mapping ist leistungsfähig – aber nicht für jede Vermessungsaufgabe die beste Methode.
Grenzen können beispielsweise entstehen bei:
- dauerhaft schlechten GNSS-Bedingungen
- langen GNSS-Abschattungen
- nicht einsehbaren Objekten
- nicht befahrbaren Bereichen
- starken Abschattungen durch andere Objekte
- sehr hohen Präzisionsanforderungen
- komplexen Innenräumen
- ungünstigen Aufnahmegeometrien
Auch ein Laserscanner kann nur Oberflächen messen, die vom Sensor tatsächlich erfasst werden.
Was vollständig verdeckt ist, kann auch Mobile Mapping nicht messen.
Deshalb kann die Kombination mit anderen Vermessungsverfahren sinnvoll sein.
Beispielsweise:
Mobile Mapping für die Strecke + SLAM für schwer zugängliche Bereiche + Totalstation oder GNSS für Referenz- und Kontrollmessungen.
Welche Mobile-Mapping-Lösung passt zu Ihrer Aufgabe?
Ob Straßen, Trassen oder weitläufige Infrastruktur: Wir unterstützen Sie bei der Auswahl eines Mobile-Mapping-Systems, das zu Messaufgabe, Genauigkeitsanforderung und gewünschter Datenauswertung passt.
Häufige Fragen aus der Praxis (FAQ)
Was versteht man unter Mobile Mapping?
Mobile Mapping bezeichnet die mobile Erfassung räumlicher Daten während der Bewegung. Dabei werden häufig LiDAR-Laserscanner, GNSS, IMU und Kameras miteinander kombiniert.
Wie funktioniert ein Mobile-Mapping-System?
Das System erfasst während der Bewegung kontinuierlich seine Umgebung. LiDAR liefert die dreidimensionale Geometrie, während GNSS und IMU Position und Orientierung des Systems bestimmen.
Welche Sensoren werden beim Mobile Mapping eingesetzt?
Professionelle Systeme kombinieren typischerweise LiDAR, GNSS, IMU und Kameras. Je nach System können weitere Sensoren hinzukommen.
Wie genau ist Mobile Mapping?
Die Genauigkeit hängt vom System, den GNSS-Bedingungen, der IMU, der Fahrgeschwindigkeit, der Aufnahmegeometrie, der Trajektorienberechnung und weiteren Faktoren ab. Eine allgemeingültige Genauigkeitsangabe ist deshalb nicht sinnvoll.
Was ist der Unterschied zwischen Mobile Mapping und SLAM?
Mobile Mapping wird häufig fahrzeuggestützt für lange Straßen und Infrastrukturkorridore eingesetzt. Handgeführte SLAM-Systeme sind dagegen besonders flexibel und eignen sich auch für Gebäude und schwer zugängliche Bereiche.
Was ist der Unterschied zum terrestrischen Laserscanning?
Ein terrestrischer Laserscanner steht während einer Aufnahme an einem festen Standort. Ein Mobile-Mapping-System erfasst die Umgebung kontinuierlich während der Bewegung.
Kann Mobile Mapping ohne GNSS funktionieren?
Kurzzeitige GNSS-Unterbrechungen können durch hochwertige Inertialsensorik und nachträgliche Verarbeitung überbrückt werden. Wie lange und mit welcher Qualität dies möglich ist, hängt jedoch stark vom jeweiligen System und der Messsituation ab.
Welche Daten entstehen beim Mobile Mapping?
Typischerweise entstehen georeferenzierte Punktwolken und Bilddaten. Daraus können unter anderem Bestandspläne, Profile, Objektkoordinaten, GIS-Daten und 3D-Modelle abgeleitet werden.
Was kann später aus einer Mobile-Mapping-Punktwolke ausgewertet werden?
Je nach Punktdichte, Sichtbarkeit und Projektanforderung können beispielsweise Bordsteine, Fahrbahnränder, Schilder, Masten, Schächte, Fassaden und weitere sichtbare Objekte nachträglich ausgewertet werden.
Wann lohnt sich ein Mobile-Mapping-System?
Besonders interessant ist Mobile Mapping bei regelmäßig wiederkehrenden oder großräumigen Projekten, bei denen lange Straßen, Trassen oder andere lineare Infrastrukturen effizient erfasst werden sollen.
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