Dudek revolutioniert die Landvermessung mit Drohnen und GIS-Technologie

Um Kunden bei der Planung, Gestaltung und Genehmigung ihrer Bauprojekte zu unterstützen, setzt Dudek, ein Beratungsunternehmen für Umwelttechnik, geographische Informationssystem-Technologie (GIS) ein, um Projekte rechtzeitig und innerhalb der Budgetvorgaben abzuschließen. Die Kunden sind in verschiedenen Branchen in ganz Nordamerika tätig, darunter Wasserversorgung, Energie, Einzelhandel, Naturschutz, Bildung und Gesundheitswesen. Die Kombination von Drohnen und GIS war für die Mitarbeitenden von Dudek ein neuer Ansatz, und die Hauptkunden, die sie als ideal für die Nutzung dieser Integrationslösung erachteten, befassten sich mit Projekten im Bereich erneuerbare Energien.

"Wir haben Planung, Ingenieurleistungen und Bewertung der Standorte übernommen, um festzustellen, ob ein Standort überhaupt für die Installation von Solaranlagen geeignet ist", so Steven Hochart, Practice Director bei Dudek. "Je schneller diese Kunden Daten erhalten konnten, desto schneller konnten sie ihren Antrag bei den örtlichen Versorgungsunternehmen einreichen, um ihr Projekt voranzutreiben. Für sie war alles eine Frage der Schnelligkeit. Wenn wir morgens über ein kleines Gelände flogen, standen Kunden die Daten bereits am Nachmittag zur Verfügung."

Dudek erfasste Luftbilddaten mit Drohnen, analysierte sie mithilfe von GIS und präsentierte sie Kunden anschließend dynamisch visualisiert. Von der Kartierung von Wegerechten bis hin zu topografischen Daten: Alles ist auf einer Karte des Projektzeitplans nahezu in Echtzeit zugänglich.

In der Vergangenheit hatte Dudek mehrere Systeme verwendet, um Flüge zu planen und Bilddaten vor Ort zu erfassen. Zunächst verwendeten sie UgCS, eine Software für unbemannte Luftfahrzeuge (Unpiloted Aerial Vehicle, UAV), für geophysikalische Vermessungen. Die Daten der UAVs wurden auf Laptops gespeichert, an Dropbox, eine Dateispeichersoftware mit Cloud-Speicher, übertragen und schließlich auf Server verschoben. Zur Verarbeitung der Bilddaten wurde Agisoft Metashape verwendet, ein Werkzeug für die Photogrammetrie, was die bisherigen Workflows von Dudek noch komplexer gestaltete. Dieser fragmentierte Prozess war aufgrund der fehlenden Integration ineffizient und teuer, da jedes System seine eigenen Kosten verursachte. Außerdem waren traditionelle Methoden wie Hubschrauber und Flugzeuge zur Landvermessung und zur Erfassung von Bilddaten langsam und teuer. "Wir mussten ein Flugzeug auftreiben, wenn es in der Gegend keines gab. Wir hatten landesweit Projekte und keine eigenen Flugzeuge. Also mussten wir diese Arbeit an Subunternehmer vergeben", so Hochart. 

Die Mitarbeitenden von Dudek erkannten die Notwendigkeit, die Betriebsabläufe zu optimieren, um unnötige Schritte und Kosten zu vermeiden und die Daten schneller für ihre Kunden bereitzustellen. Im Rahmen einer Produktvorführung wurde Dudek-Mitarbeitenden gezeigt, wie Site Scan for ArcGIS und ArcGIS Flight von Esri die optimalen Flugrouten ermitteln und zuvor manuelle Aufgaben automatisieren können, wie das Hochladen und Verarbeiten von Daten in die Cloud, um Bilddaten für Analysen sicher zu speichern. Dudek erkannte in Site Scan for ArcGIS eine Möglichkeit, den zersplitterten Workflow zu optimieren, und beschloss, die Software zu erwerben. Als umfassende, cloudbasierte Software zur Kartenerstellung hat ArcGIS Flight die Erfassung von Bilddaten aus der Luft erheblich erleichtert und lässt sich nahtlos mit Site Scan zum Verarbeiten und Analysieren kombinieren. Die Mitarbeitenden von Dudek waren bereits mit Software von Esri vertraut, sodass die Integration in die vorhandene GIS-Infrastruktur kein Problem darstellte.

"Für uns ist Site Scan eine sehr bedienfreundliche Lösung", so Hochart weiter. "Wir haben mobile Teams, die ArcGIS Field Maps verwenden, Kartograph*innen, die ArcGIS Pro verwenden, und unsere Vermessungsingenieur*innen verwenden die Verbindung zwischen Esri und AutoCAD (computergestütztes Design), um eine Datenbank für uns zu erstellen."

Jetzt verwenden die Mitarbeitenden ArcGIS Flight für die Befliegungsplanung und die Datenerfassung und Site Scan für die Verarbeitung. Darüber hinaus nutzt das GIS-Team Site Scan für die Kartenerstellung und Integration von GIS- und CAD-Daten, um diese für andere Mitarbeitende und Kunden in einer maßgeschneiderten Website namens Dudek Land Development Portal freizugeben. Das Portal kombiniert GIS- und CAD-Daten für eine schnellere und fundiertere Entscheidungsfindung und die Kartenerstellung zu einem Projektstatus in Echtzeit.

Durch die Umstellung von zuvor veralteten, separaten Systemen auf Site Scan zur Erfassung, Organisation und Analyse von Drohnendaten konnte Dudek in einem Jahr über 80.000 US-Dollar einsparen. Das neue Portal bot den Mitarbeitenden die Möglichkeit, diese Innovation unmittelbar bei der Reduzierung von Erdrutschgefahren und bei Notfallmaßnahmen auf Hawaii einzusetzen. 

Als starke Niederschläge dazu führten, dass Schlamm und Bäume den Pali Highway, auch bekannt als Hawaii Route 61, in Oahu hinunterrutschten, wurde die Zufahrt zu den Straßen in die Stadt und aus der Stadt heraus blockiert. Der Pali Highway ist eine malerische 16-Kilometer-Hauptverkehrsstraße, die die Innenstadt von Honolulu mit Kailua verbindet und allein während des morgendlichen Berufsverkehrs von Tausenden von Autofahrenden genutzt wird. Dudek und sein Team ergriffen sofort Maßnahmen, indem sie mithilfe von Site Scan schnell die Straßenbedingungen erfassten, verarbeiteten und für Regierungsbehörden freigaben, um sie bei der Umsetzung der Aufgabe zu unterstützen, diese wichtige Strecke wieder freizugeben. Laut Medienberichten haben die Mitarbeitenden des Verkehrsministeriums zehn LKW-Ladungen Schlamm und Schutt von der Autobahn entfernt, wobei sie darauf achteten, den Hang nicht zu destabilisieren.

Dudek stellte fest, dass sich diese neu gewonnene Effizienz besonders bei kleineren Projekten bemerkbar machte. Die Mitarbeitenden konnten Bilddaten innerhalb eines einzigen Tages erfassen, verarbeiten und freigeben und so die Kunden mit kurzen Bearbeitungszeiten beeindrucken. "Wir befassen uns viel mit Gefahren durch Steinschläge", sagte Hochart. Die Kunden sind begeistert von der Erfassung mit Site Scan, weil sie eine dynamische 3D-Ansicht erhalten, die sie schwenken und vergrößern können, um sich ein Bild von [dem Standort] zu machen.

Jetzt, da die Mitarbeitenden von Dudek Site Scan nutzen und die Teams mit der problemlosen Integration von GIS-Software und Drohnen vertraut sind, blickt die Unternehmensführung in die Zukunft und sucht nach weiteren Möglichkeiten, Kunden zu bedienen und die Landvermessungsbranche zu verändern. Dudek wendet sich aktiv an ähnliche Unternehmen in Branchen wie dem Bauwesen, mit dem Ziel zu zeigen, wie GIS- und Drohnentechnologie gemeinsam in einem cloudbasierten System eingesetzt werden können. 

"Wir mussten keine Festplatten durch [die USA] umherschicken, auf Uploads warten oder in einem Hotel sitzen und uns mit VPN-Problemen herumschlagen", so Hochart weiter. "Für die Vermessungsbranche ist diese Entwicklung von großer Bedeutung."

Darüber hinaus hofft Dudek, die Landvermessungsbranche durch die Einbeziehung weiterer Aspekte der räumlichen KI (GeoAI) in die Workflows voranzubringen. GeoAI kombiniert KI mit GIS und verleiht Karten und anderen räumlichen Werkzeugen Fähigkeiten wie die automatisierte Verarbeitung von Daten und sogar die vorhersagende Analyse. Von Landvermessenden kann GeoAI genutzt werden, um potenzielle Katastrophen durch die Analyse historischer Daten und Informationen zum Terrain zu modellieren und zu verwalten.

"Wir fliegen Gelände mit einer Größe von 5 bis 2.000 Hektar ab und erstellen für diese Gebiete planimetrische Daten", so Hochart. Planimetrische Daten liefern wichtige Informationen zur Vermessung und Kartenerstellung von Standorten und Formen von Straßen, Gebäuden, Flüssen und anderen Landmarks, wie sie aus der Luftansicht angezeigt werden. "Die Möglichkeit, GeoAI innerhalb des GIS-Systems zu nutzen, hilft uns, unsere planimetrische und grundlegende Bildsegmentierung zu optimieren, um sie später in CAD- und BIM-Systeme zu integrieren." 

Sobald die Landvermessenden von Dudek alle erforderlichen Daten mit ArcGIS Flight und Site Scan erfasst haben, können sie einen digitalen Zwilling in einer einzelnen Ansicht in ArcGIS GeoBIM erstellen und freigeben. Durch die Kombination der räumlichen Analysemöglichkeiten von GIS mit detaillierten Planungs- und Konstruktionsdaten in 3D sind diese digitalen Zwillinge dynamische virtuelle Darstellungen der Realität, die ein kontextbezogenes Verständnis der bebauten Umgebung vermitteln.

Ein Beispiel: Dudek sammelte Bilddaten für Abwasserunternehmen, indem mit einem UAV Straßenzüge abgeflogen wurden. In der Vergangenheit wurden Landvermessende im Außendienst eingesetzt, um GPS-Daten von Abwasserleitungen und Wasserzählern zu erfassen. Dieser Ansatz war von Natur aus riskant, da die Mitarbeitenden an Straßenrändern entlanggehen mussten, um Zugang zum Wassersystem zu erhalten. Mit GeoAI und digitalen Zwillingen lassen sich Drohnendaten und GIS-Workflows nun problemlos in das Schema des Versorgungsnetzes integrieren. 

Hochart merkte, dass dieser neue Ansatz die Arbeitsabläufe für Bauingenieur*innen, GIS-Benutzende und Standortplanende bereits von Anfang an vereinfacht. Dudek ist branchenführend bei der Revolutionierung der Erfassung und Verarbeitung datenreicher Bilddaten mit Drohnen unter Verwendung von GIS-Technologie während des gesamten Lebenszyklus eines Projekts. "Das erste Bild eines Standorts legt den Grundstein für jede zukünftige Planung."