Mit 3D-Laserscanning eine „Millionärsvilla“ aus der Römerzeit bewahren

Autor: Paula Noriega Fernández

Eine große römische Villa im zentralspanischen Cuenca in Zentralspanien, die „Villa Noheda“, ist eine wichtige archäologische Stätte und beherbergt das weltweit größte Mosaik der Römerzeit. Die Villa wird von der Regierung der Region von Castilla-La Mancha betreut, die das spanische Vermessungsunternehmen ABSCISA 3D damit beauftragt hat, eine aktuelle und vollständige digitalen Aufzeichnung der Stätte in ihrer heutigen Form zu erstellen. ABSCISA 3D entschied sich für eine 3D-Laserscanning-Lösung von Leica Geosystems, um in Zusammenarbeit mit Archäologen von Global Arqueologia eine dreidimensionale Rekonstruktion des ländlichen Gebäudekomplexes zu erstellen. Die erhobenen Punktwolkendaten werden mit früheren Studien verglichen, um die im Laufe der Zeit durchgeführten Konservierungsarbeiten zu verfolgen.

Geschichte eingefangen: mehrere Ausgrabungsphasen an der Villa Noheda

Die Villa Noheda ist ein geschütztes spanisches Kulturgut (Bien de Interés Cultural – BIC) und wird von der Regierung der Region Castilla-La Mancha verwaltet. Die Stätte wurde 1984 zufällig entdeckt, als die damaligen Grundbesitzer den Boden für den Ackerbau vorbereiteten. Sie fanden etwa 300 Quadratmeter großes ein Mosaik, das inzwischen freigelegt wurde und sechs von geometrischen und Pflanzendekorationen umgebene mythologische Szenen zeigt. Erst ab 2005 wurden intensivere archäologische Erkundungen durchgeführt und die nachfolgenden Ausgrabungen haben immer wieder neue Entdeckungen hervorgebracht, darunter eine Reihe von Räumen, ein Brunnen und ein römisches Bad. Die neueste Untersuchung von ABSCISA 3D wird den Behörden von Castilla-La Mancha eine Aufzeichnung der bestehenden Ausgrabungen für zukünftige Studien liefern.

Einsatz eines Leica RTC360 3D-Laserscanners für eine schnelle und präzise Datenerfassung

Für die Arbeit an der Villa Noheda entschied sich das ABSCISA 3D-Team für den Leica RTC360 3D Laserscanner, „wegen des guten Verhältnisses zwischen Scanzeiten und der hohen Präzision des Ergebnisses“, erklärt Paula Noriega Fernández, Ingenieurvermessungsingenieurin. „Auch das Gewicht war für uns wichtig.“ Der RTC360 ist sehr mobil, ideal für ländliche Standorte und erfasst in weniger als zwei Minuten detaillierte Scans, einschließlich angereicherter HDR-Bilder (High-Dynamic Range). Für die Datenerfassung im Feld verwendet ABSCISA 3D die Mobil-App Leica Cyclone FIELD 360. Mit Cyclone FIELD 360 können die Anwender ihre Ergebnisse sofort visualisieren. Sie führt eine automatische Vor-Registrierung der Punktwolkendaten durch, damit man schnell noch im Feld die Qualität der Aufzeichnungen kontrollieren kann.

Zurück im Büro verwendete ABSCISA 3D Leica Cyclone Core und Leica Cyclone 3DR für die Punktwolkenverarbeitung. Noriega Fernández erklärt: „Mit Leica Cyclone haben wir die Daten vom Laserscanner importiert und die Punktwolke registriert. Cyclone ist sicher und stabil, wenn es um die Handhabung einer großen Anzahl von Punktwolken geht. Wir arbeiten immer mit Cyclone.“ Sie fährt fort: „Wir vereinheitlichen und exportieren die Daten im .e57-Format. Mit Leica Cyclone 3DR erstellen wir die digitalen Höhenmodelle und den topografischen Plan, der als Grundlage für die Arbeit der Archäologen dient.“

„Die Arbeit im Feld geht sehr schnell, das senkt die Arbeitskosten.“

Noriega Fernández hat den RTC360 eingesetzt, um detaillierte Punktwolkendaten zu erhalten, die auf verschiedene Weise verwendet werden. Sie sagt: „Wir konnten eine dichte Punktwolke erhalten, die die Berechnung der Orthofotografie und ein dreidimensionales Modell des Brunnenbereichs ermöglicht.“

Die Geschwindigkeit der Datenerfassung – bis zu 2 Millionen Punkte pro Sekunde – ist ein echter Vorteil für das Unternehmen. Noriega Fernández sagt hierzu: „Die Arbeit im Feld geht sehr schnell, das senkt die Arbeitskosten.“ Auch die Portabilität dank des geringen Gewichts trägt dazu bei, die Kosten unter Kontrolle zu halten, da für die Arbeit nur ein Vermesser benötigt wird: „Diese Arbeit wird von einer Person erledigt. Das spart Personal.“

Der Laserscanner RTC360 ist nicht nur schnell, sondern bietet auch eine Präzision, die über Cyclone FIELD 360 direkt vor Ort überprüft werden kann. Die rauscharmen Daten ermöglichen gestochen scharfe, hochqualitative Scans, die reich an Details sind und in einer Reihe von Anwendungen verwendet werden können. Noriega Fernández fährt fort: „Wir empfehlen immer den RTC360 3D-Laserscanner für diese Art von Arbeiten. Seine Geschwindigkeit und Präzision sind unglaublich.“

Cyclone CORE: „Unglaubliche Software, wenn es um die Arbeit mit den Punktwolken geht“

Nach Abschluss der Feldarbeiten verwendete das ABSCISA 3D-Team die Cyclone-Software für die endgültige Punktwolkenregistrierung und den Export in Cyclone 3DR. Anschließend erstellten sie die endgültigen Ergebnisse, einschließlich eines digitalen Höhenmodells. Paula Noriega Fernández erklärt: „Die Punktwolke ist der Ausgangspunkt für nachfolgende Arbeiten wie Orthofotografie, Mapping, MDS, Punktwolkenvergleich verschiedener Vermessungskampagnen. Archäologen benötigen das Höhenmodell, um die Höhen bestehender Mauern im Verhältnis zu Mosaik und natürlichem Gelände sowie die Neigung des Geländes zu kennen. Sie untersuchen für ihre Interpretationen der Stätte.“

„Die Punktwolke dient auch als Datenbasis für die künftige Arbeit und Anforderungen der Verwaltung. Sie ist eine umfassende Dokumentation dieses Kulturerbes. Cyclone ist für uns eine hervorragende Software für die Arbeit mit Punktwolken.“

Eine Allround-Lösung für 3D-Laserscanning: „Wir finden, dass es ein sehr vollständiges Produkt ist.“

Obwohl es sich um eine außergewöhnliche Stätte handelt, war die Vermessung der Villa Noheda in vielerlei Hinsicht eine Routineaufgabe für ABSCISA 3D. Paula Noriega Fernández sagt, dass ABSCISA 3D den RTC360 für 95 Prozent der Arbeit im Feld einsetzt, vom Scannen alter Ruinen bis hin zu renovierungsbedürftigen Häusern aus den 1970er Jahren, und von Brücken bis hin zu großen Industrieanlagen. „Wir nutzen den RTC360 Laserscanner für die meisten Aufgaben, sowohl im Denkmal-, Bau-, Industrie- als auch im Versorgungsbereich. „Wir finden, dass es ein sehr vollständiges Produkt ist.“