Neues Verfahren ermöglicht nahezu perfekte digitale Zwillinge von RAG-Standorten

Mit einem neuen Scanner kann das Team Geomonitoring der RAG mittels „Gaussian Splatting“ in kürzester Zeit hochpräzise 3D-Modelle erzeugen – mobil und mit beeindruckender Detailtiefe. Zukünftig können auch andere Fachbereiche des Unternehmens das Equipment für Befahrungen nutzen und so digitale Zwillinge erzeugen, an denen sich einige Arbeitsschritte virtuell durchführen lassen. Ideen zu konkreten Anwendungsfällen gibt es bereits viele.


Das neue Gerät – ein Lixel L2 Pro der Firma XGrids – ist unter anderem mit drei leistungsstarken Panorama-Kameras, einem 3D-Laserscanner und einer GPS-Antenne ausgestattet. Die Reichweite beträgt bis zu 120 Meter, die Daten werden automatisch georeferenziert. „Ein Rundgang mit dem Scanner in der Hand reicht aus, um in wenigen Minuten umfangreiche Bild- und Scandaten zu erfassen“, erklärt Andreas Schlienkamp, Leiter des Teams Geomonitoring bei der RAG.

Die Verarbeitung der Scandaten erfolgt im Nachgang auf den Rechnern des Geomonitorings. Innerhalb von ein bis zwei Stunden entsteht so ein nahezu perfekter digitaler Zwilling. Möglich macht das die Anwendung des Verfahrens „Gaussian Splatting“, das erst durch die rasante Entwicklung im Bereich der künstlichen Intelligenz und der Grafikchips praktisch einsetzbar ist. In den 3D-Modellen sind virtuelle Rundgänge durch die fotorealistische Umgebung ebenso möglich wie präzise Messungen einzelner Anlagenteile oder Baustellenbereiche. Zukünftig können die Scans auch problemlos mit klassischen Vermessungspunkten und historischen Daten kombiniert werden.

Einfache Handhabung ermöglicht breite Anwendung im Unternehmen

„Die Bedienung des Scanners ist nach einer kurzen Einführung so unkompliziert, dass künftig alle Fachbereiche das Gerät für ohnehin anstehende Befahrungen ausleihen und selbstständig einsetzen können“, verspricht Projektleiter Andreas Schlienkamp. Das Team Geomonitoring übernimmt im Anschluss die Aufbereitung der Daten und stellt die fertigen 3D-Modelle zur Verfügung.

Bereits während der Testphase haben sich im Austausch mit anderen Fachbereichen im Unternehmen viele mögliche Anwendungsfälle ergeben. Hier einige Beispiele:

- Allgemeine Dokumentation von Anlagen wie etwa Grundwasserreinigungsanlagen oder Grubenwasserstandorten
- Gegebenheiten an Sanierungsbaustellen von Tagesbrüchen, etwa von möglichen Verkehrswegen für schweres Gerät
- Gegebenheiten an den Standorten für Gasbohrungen
- Planung von (Neu)Baumaßnahmen an Standorten
- Darstellung von Standorten zu Kommunikationszwecken als Alternative zu Drohnenaufnahmen
- Aufnahme einzelner Anlagen zu Schulungszwecken für neue Mitarbeitende

Die 3D-Modelle bieten einen so detaillierten visuellen Eindruck, dass nach der ersten Erfassung zukünftig einige Befahrungen vor Ort eingespart werden können, so die Einschätzung einiger RAG-Fachbereiche. Das gilt sowohl intern als auch extern, denn denkbar wäre auch, die virtuellen Zwillinge externen Dienstleistern zur Verfügung zu stellen, so dass beispielsweise notwendige Messungen virtuell durchgeführt werden können. Angesichts des großen Potenzials denkt die RAG bereits über die Anschaffung weiterer Scanner nach, so Schlienkamp.

RAG wird als Vorreiter wahrgenommen

Auch außerhalb des Unternehmens stoßen die Erfahrungen mit dem „Gaussian Splatting“ auf großes Interesse: die RAG ist eingeladen, in der Netzwerkgruppe „Landesweite Digitale Zwillinge“ über die Einsatzmöglichkeiten des Verfahrens in der Praxis zu informieren. Esri, Marktführer im Bereich Software für Geoinformationssysteme (GIS), hat sich bereits bei der RAG informiert. Auch Emschergenossenschaft und Lippeverband (EGLV) zeigten sich von den Möglichkeiten begeistert. Weitere Unternehmen haben Interesse an einem Austausch angemeldet.

Gaussian Splatting - kurz erklärt

Gaussian Splatting ist eine Technik zur 3D-Visualisierung, die anstelle von traditionellen Punkten oder Polygonen kleine, überlappende 3D-Elipsen verwendet, die als "Splats" bezeichnet werden. Diese Splats enthalten Informationen wie Position, Farbe und Transparenz. Durch die Anordnung von Millionen dieser Splats entsteht ein volumetrisches Abbild der Realität, das besonders realistische Darstellungen in Virtual-Reality-Anwendungen ermöglicht. Das Verfahren ist effizient, da es weniger Speicher benötigt und eine schnellere Verarbeitung von großen Datenmengen erlaubt.