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LIDAR- und Cloud-Lösungen - Die Entwicklung der 3D-Vermessungstechnologie
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LIDAR- und Cloud-Lösungen - Die Entwicklung der 3D-Vermessungstechnologie

Veröffentlicht am
26
/
02
/
2020
Kategorie
Blog
Geschätzte Zeit
6 Minuten
LIDAR- und Cloud-Lösungen - Die Entwicklung der 3D-Vermessungstechnologie

Der technologische Fortschritt bleibt nie stehen. Ständige Verbesserungen bringen Veränderungen mit sich, die eine Branche revolutionieren können. Was Sie suchen sollten, sind Technologien, die sich separat entwickelt haben und nun gemeinsam angewendet werden, um enorme Möglichkeiten zu schaffen.

Einige Beispiele hierfür sind die Zusammenführung von Rechen-, GPS- und Mobilfunktechnologie zur Schaffung des iPhones oder die Kombination von Breitband, Internet und Smart-TVs zur Schaffung von Streaming-Diensten wie Netflix.

Eine dieser Entwicklungen ist die Kombination von Laserscanning und Cloud Computing, um neue Möglichkeiten für die Erhebung zu eröffnen. Möglichkeiten, die weit über den Bausektor hinausgehen und neue Märkte und Anwendungen erschließen können.

Die Erhebungstechnologien

LiDAR ist keineswegs eine neue Technologie. Der erste LiDAR-Prototyp wurde 1961 gebaut, kurz nach der Erfindung des Lasers selbst. LiDAR und das 3D-Scannen kamen jedoch erst Ende der 1990er Jahre auf.

Die Scanner selbst mussten in Bezug auf Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit reifen. Wie bei allen neuen Geräten wurde auch die Software, mit der sie gesteuert wurden, schließlich von einer komplexen Bedienung für Experten zu einer einfachen Bedienung für jedermann.

Grundsätzlich musste man Punktwolken selbst erstellen, verwalten und verarbeiten. Heute können Punktwolken mithilfe von Verarbeitungssoftware, die neue Techniken der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens nutzt, schneller, sicherer und mit weniger manuellen Eingriffen erstellt werden. Genauer gesagt hat diese Entwicklung dazu geführt, dass Workflows und Prozesse ohne manuelle Aufsicht erstellt werden können.

Schon in den ersten Tagen war klar, dass die 3D-Laservermessung ohne eine Verbesserung der Rechentechnik keine Fortschritte machen konnte. Früher mussten die Punktwolken auf externen Festplatten oder USB-Sticks geliefert werden, da die Dateien als zu groß für die Übertragung über das Internet angesehen wurden. Doch mit den Fortschritten in der Rechen-, Bandbreiten- und Speichertechnologie können die Punktwolken auf Cloud-Plattformen geliefert werden. Diese Entwicklung verändert die Rolle und den Beruf des heutigen Vermessungsingenieurs grundlegend.

Die Entwicklung von Cloud-Lösungen

Cloud-Lösungen sollten nicht mehr als billige On-Demand-Server und -Speicher oder als einfache Möglichkeit, einfache E-Mails/Dateien auszutauschen, betrachtet werden. Der Trend bei den ersten Cloud-Nutzern bestand darin, bestehende Anwendungen und Daten auszuwählen und in die Cloud zu verlagern. Was wir in der nächsten Phase der Entwicklung von Cloud-Lösungen sehen, ist ein echter Wandel in den tatsächlichen Ergebnissen. Die Cloud wird nun eher als Katalysator für den Übergang von einer traditionellen zu einer digitalisierten Art der Geschäftstätigkeit gesehen. In der Baubranche bedeutet dies zum Beispiel den Übergang von Papierplänen zu digitalen BIM-Modellen.

Jeder Sektor hat seine eigene Nutzung der Cloud mit spezifischen Datenquellen, Arbeitsabläufen und Standards. Eine gesundheitsorientierte Cloud verwaltet große Datenmengen elektronischer Gesundheitsakten mit HIPAA-Konformität und bietet gleichzeitig gesundheitsspezifische Zusatzdienste wie medizinische Abrechnung und Koordination der Pflege.

Schauen wir uns an, wie sich einige aufkommende Entwicklungen in der Cloud auf die Erhebung auswirken und beeinflussen werden, was wir als Erhebungstechnologie betrachten.

Rechenleistung

Wir können uns der Tatsache nicht entziehen, dass das Erstellen, Speichern und Verarbeiten von Punktwolken eine rechen- und speicherintensive Aufgabe ist. Die gute Nachricht ist, dass die Cloud diese grundlegenden Anforderungen immer erfüllt.

Die Innovation bei Prozessoren nimmt an Fahrt auf. Cloud-Anbieter setzen nun ihre eigenen, intern entwickelten Cloud-fähigen Prozessoren ein. Vor kurzem hat AWS M6g-Instanzen eingeführt. Diese bieten eine um fast 40% höhere Leistung bei 20% geringeren Kosten im Vergleich zu Amazons eigenen M5-Instanzen, die von der Intel Xeon Platinum 8000-Serie angetrieben werden. Das Unternehmen kündigte auch spezielle Beispiele für maschinelles Lernen an. Angetrieben von seinem eigens gebauten Inferentia-Prozessor, behauptet er einen dreimal höheren Durchsatz und bis zu 40% niedrigere Kosten pro Inferenz im Vergleich zu Nvidia G4-Chips.

AWS stellt bereits Recheninstanzen für allgemeine Zwecke, optimiertes Rechnen, optimierten Speicher, beschleunigtes Rechnen und optimierten Speicher zur Verfügung. Für die Vermessungstechnologie kann diese Bandbreite an Kapazitäten einfach nicht intern bereitgestellt werden und wird Ihnen die besten Preis-Leistungs-Optionen bieten.

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Stabile modulare Infrastruktur

In der Lage zu sein, digitale Informationen von verschiedenen Standorten zu verschiedenen Interessengruppen zu verarbeiten und zu speichern, ist entscheidend, um den größtmöglichen Nutzen aus der Reality Capture zu ziehen. Die Entscheidung, wo die Daten verarbeitet werden sollen (auf dem Gerät, am Standort, lokal oder zentral), wird der Schlüssel zum Erfolg eines Projekts sein und ist eine weitere Funktion, die bis vor kurzem bei Cloud-Lösungen nicht verfügbar war.

Seit vielen Jahren gibt es das Konzept der Hybrid-Cloud - einige Verarbeitungen oder Anwendungen bleiben intern, während andere in der Cloud verarbeitet werden -, aber dies wurde hauptsächlich von großen Unternehmen umgesetzt. Durch die jüngsten Entwicklungen wird dieses Modell viel besser für die Art der verteilten Verarbeitung geeignet sein, die Vermessungsingenieure benötigen.

AWS hat sich mit Telekommunikationsbetreibern zusammengetan, um AWS-Hardware in die Telekommunikationsinfrastruktur zu integrieren, sodass die Nutzer so nah wie möglich am Ort der Nutzung auf AWS-Dienste zugreifen können. Durch die Integration von AWS-Rechen- und Speicherdiensten am Rand des Netzwerks muss der Anwendungsverkehr nur vom Quellgerät zu einem Zellenturm und dann zu einer Wellenlängenzone weitergeleitet werden, die auf einem Metro-Aggregationsstandort ausgeführt wird.

Die potenzielle Verwaltung von 3D-Scans und -Daten auf diese Weise dürfte die Konnektivität, Sicherheit, Datenerfassung und -analyse für Vermessungsingenieure vereinfachen. Dieses sogenannte "Edge Computing" wird schnellere Reaktionszeiten ermöglichen (aufgrund der geringeren Latenz), die Fähigkeit, Computeraufgaben zu entlasten (was wiederum zu schnelleren Ergebnissen und einem geringeren Energieverbrauch führen könnte) und potenziell zu einer einfacheren und kostengünstigeren Nutzung führen.

5G-Kommunikation Internet der Dinge

Die Entwicklung von Digitalisierungstechnologien und Cloud-Lösungen wird durch die technologischen Fortschritte, über die wir Ihnen berichtet haben, nach oben getrieben. Hier kommt 5G ins Spiel. Während frühere zellulare Technologien auf das Mobiltelefon ausgerichtet waren, ist 5G aufgrund der geringen Latenz und der hohen Kapazität ideal, um alle Arten von Geräten zu verbinden - von Scannern vor Ort über Drohnen bis hin zu Sensoren.

5G wird eine transformative Kraft für Vermessungsingenieure sein. Es wird eine verbesserte mobile Breitbandverbindung mit dem Potenzial für riesige Mengen an Maschine-zu-Maschine-Kommunikation auf der Grundlage eines äußerst zuverlässigen Netzwerks mit niedriger Latenz bieten. Die neue Regel für die Zukunft lautet: "Alles, was verbunden werden kann, wird verbunden werden".

In der Zwischenzeit entstehen neue Standards. Project Connected Home over IP ist eine neue Arbeitsgruppe, die von Google, Amazon, Apple und der ZigBee-Gruppe unterstützt wird. Diese Hauptakteure planen die Entwicklung und Förderung der Einführung eines neuen, gebührenfreien Konnektivitätsstandards, um die Kompatibilität zwischen Smart Home-Produkten zu erhöhen, wobei die Sicherheit als grundlegendes Designziel gilt. Jede Entwicklung von Interoperabilitätsstandards in der IoT-Technologie für den Heimbereich dürfte große Auswirkungen auf das industrielle IoT und die für Vermessungsingenieure verfügbaren Werkzeuge haben.

Neue und skalierbare Technologie übernehmen

LiDAR wird das Wachstum der Reality Capture in den nächsten Jahren in vielen Bereichen vorantreiben: Infrastruktur, Transport, Kommunikation und Kartografie. Es wird sich auf die Bereiche Soziales, Gesundheit und Umwelt auswirken, um nur einige zu nennen.

BIM-Projekte werden zum Standard werden, da industrielle Cloud-Lösungen die Digitalisierung in Richtung BIM sowie die cloudbasierte Verarbeitung und Zusammenarbeit integrieren. Cloudbasierte Projekte werden von schnelleren Prozessoren profitieren, die durch die Einführung neuer cloudbasierter Technologien getrieben werden. 5G ist der Klebstoff, der all dies zusammenhält.

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