Drohnen können dabei einen Teil der Bestandsaufnahme und Dokumentation übernehmen. Nicolai Nolle, Geschäftsführer der viscan GmbH, beschäftigt sich seit Jahren mit der Verbindung von Vermessung, Drohnentechnik, 3D-Scanning und BIM. Im Austausch mit ABZ-Redakteurin Alexandra Westermann erläutert er, was davon auf der Baustelle bereits praktikabel ist, welche Daten daraus entstehen und wie sich dadurch die Arbeit der Bauleitung verändern kann.
Herr Nolle, wenn Sie heute auf eine große Baustelle kommen: Welche Aufgabe würden Sie als Erstes mit einer Drohne erledigen?
Ich würde mir zunächst einen vollständigen Überblick über den aktuellen Zustand der Baustelle verschaffen. Also nicht gezielt ein einzelnes Bauteil fotografieren, sondern möglichst systematisch den gesamten relevanten Bereich erfassen. Daraus entsteht eine digitale Momentaufnahme der Baustelle, auf die man später immer wieder zurückgreifen kann. Der entscheidende Vorteil ist aus meiner Sicht nicht das einzelne Luftbild, sondern die Möglichkeit, den Zustand räumlich und nachvollziehbar zu dokumentieren.
Sie sprechen davon, dass der Bauleiter nicht mehr für jede Bestandsaufnahme über die gesamte Baustelle laufen muss. Wo macht sich diese Zeitersparnis in der Praxis tatsächlich bemerkbar?
Vor allem bei großen oder weitläufigen Baustellen. Heute läuft ein Bauleiter teilweise mehrfach am Tag bestimmte Bereiche ab, um sich einen Überblick zu verschaffen, Fotos zu machen oder einen Sachverhalt zu überprüfen. Wenn regelmäßig aktuelle digitale Baustellendaten vorliegen, kann er viele dieser Fragen zunächst am Rechner klären. Das bedeutet aber nicht, dass die Begehung entfällt. Der Unterschied ist vielmehr: Der Bauleiter kann gezielter auf die Baustelle gehen, weil er vorher bereits weiß, wo er hinschauen muss. Genau dort entsteht für mich der eigentliche Produktivitätsgewinn.
Was kann eine Drohne auf einer Baustelle erfassen, das sich mit einer klassischen Begehung nur schwer oder mit erheblichem Aufwand dokumentieren lässt?
Vor allem große Flächen, Dächer, Fassaden, Baugruben, Erdbewegungen, Lagerflächen oder schwer zugängliche Bereiche. Ein weiterer Vorteil ist die Perspektive. Vom Boden aus sieht man immer nur Ausschnitte. Aus der Luft erhält man einen wesentlich besseren räumlichen Zusammenhang. Besonders interessant wird es, wenn aus den Aufnahmen nicht nur Fotos, sondern Orthofotos, Punktwolken oder 3D-Modelle erzeugt werden. Dann kann man beispielsweise Abstände, Flächen oder Volumen digital untersuchen und verschiedene Aufnahmezeitpunkte miteinander vergleichen.
Wie muss eine Baustelle beflogen werden, damit aus einzelnen Luftbildern am Ende verwertbare Informationen für die Bauleitung entstehen?
Ein paar einzelne Luftbilder reichen dafür nicht. Für eine zuverlässige photogrammetrische Auswertung muss die Baustelle systematisch mit ausreichender Bildüberdeckung aufgenommen werden. Die Flugplanung, Flughöhe, Kameraposition und die Georeferenzierung müssen zur späteren Verwendung der Daten passen. Wenn ich Daten später beispielsweise für Vermessungsaufgaben oder einen Soll-Ist-Vergleich verwenden möchte, muss ich bereits bei der Aufnahme eine entsprechende Datenqualität sicherstellen. Entscheidend ist deshalb: Wir müssen vor dem Flug wissen, welche Frage wir mit den Daten anschließend beantworten möchten.
Was passiert nach dem Flug mit den Daten? Wie schnell kann der Bauleiter beispielsweise einen aktuellen Stand der Baustelle am Rechner sehen?
Nach dem Flug werden die Einzelbilder verarbeitet und, abhängig vom Anwendungsfall, beispielsweise zu einem Orthofoto, einer Punktwolke oder einem 3D-Modell zusammengeführt. Bei einem eingespielten digitalen Workflow kann die Bereitstellung heute sehr schnell erfolgen. Die genaue Dauer hängt allerdings stark von Datenmenge, Auflösung, Rechenleistung und gewünschtem Ergebnis ab. Aus meiner Sicht sollte langfristig möglichst wenig manuelle Arbeit zwischen Aufnahme und Nutzung liegen. Das Ziel ist, dass der Bauleiter nicht mit Rohdaten arbeitet, sondern möglichst schnell eine auswertbare digitale Baustelle erhält.
Angenommen, der Baufortschritt weicht von der Planung ab: Kann die digitale Auswertung solche Abweichungen heute bereits automatisch sichtbar machen?
Teilweise ja. Wenn ein geeigneter digitaler Soll-Zustand, beispielsweise aus einem BIM-Modell, vorhanden ist und der Ist-Zustand räumlich korrekt erfasst wurde, können Unterschiede rechnerisch erkannt und visualisiert werden. Wir sollten dabei aber zwischen “Abweichung erkennen” und “Abweichung fachlich bewerten” unterscheiden. Eine Software kann beispielsweise zeigen, dass Geometrien voneinander abweichen. Ob dies tatsächlich ein Baumangel, eine zulässige Toleranz, ein temporärer Bauzustand oder eine geplante Änderung ist, muss weiterhin fachlich bewertet werden.
Bei Mängeln ist die Dokumentation besonders wichtig. Wo können Drohnen hier unterstützen und wo braucht es weiterhin das geschulte Auge des Bauleiters?
Die Drohne ist hervorragend darin, Zustände objektiv, wiederholbar und großflächig zu dokumentieren. Sie kann außerdem Bereiche zugänglich machen, die ansonsten nur mit Gerüst, Hubsteiger oder zusätzlichem Aufwand betrachtet werden könnten. Aber eine Kamera versteht zunächst nicht, warum etwas ein Mangel ist. Der erfahrene Bauleiter erkennt Zusammenhänge, bewertet Ausführungsqualitäten und kennt die planerischen Vorgaben. Deshalb sehe ich die Drohne nicht als Ersatz für den Bauleiter, sondern als zusätzliches digitales Werkzeug, das ihm eine wesentlich bessere Informationsgrundlage liefert.
Wie verändert sich die Baustellenkontrolle, wenn nicht nur einzelne Fotos, sondern regelmäßig aktualisierte 3D-Daten zur Verfügung stehen?
Das ist aus meiner Sicht ein großer Schritt. Einzelne Fotos zeigen immer einen Ausschnitt und müssen später wieder einem Ort und einem Zeitpunkt zugeordnet werden. Bei regelmäßig aktualisierten 3D-Daten entsteht dagegen eine Art digitales Bautagebuch im Raum. Ich kann nachvollziehen, wie sich ein Bereich entwickelt hat, verschiedene Zeitpunkte vergleichen und später auf Situationen zurückblicken, die heute vielleicht noch gar nicht relevant erscheinen. Das verändert die Dokumentation grundlegend: Wir dokumentieren nicht mehr nur einzelne Ereignisse, sondern zunehmend den Zustand der gesamten Baustelle.
Sie verbinden Drohnen mit Vermessung, 3D-Scanning und BIM. Was bringt diese Kombination konkret für ein laufendes Bauprojekt?
Jede Technologie hat ihre Stärke. Die Drohne ist sehr effizient für größere und von oben sichtbare Bereiche. Ein terrestrischer oder mobiler 3D-Scan kann wiederum Bereiche erfassen, die aus der Luft nicht oder nur schlecht sichtbar sind. Vermessung sorgt für den räumlichen Bezug und BIM liefert uns den digitalen Soll-Zustand. Der große Nutzen entsteht deshalb aus meiner Sicht nicht durch ein einzelnes Gerät, sondern durch die Verknüpfung dieser Datenquellen. Wenn Planungsmodell, Vermessung und tatsächlicher Baustellenzustand im gleichen räumlichen Kontext betrachtet werden können, hat die Bauleitung eine wesentlich bessere Entscheidungsgrundlage.
Wie genau müssen die Daten sein, damit sie nicht nur der Dokumentation dienen, sondern tatsächlich für Vermessung und Baukontrolle genutzt werden können?
Das lässt sich nicht mit einem pauschalen Genauigkeitswert beantworten. Die erforderliche Genauigkeit hängt immer von der Aufgabe ab. Für eine reine Fortschrittsdokumentation können andere Anforderungen gelten als für Mengenberechnungen oder vermessungstechnische Kontrollen. Entscheidend ist deshalb, die Genauigkeitsanforderung bereits vor der Aufnahme festzulegen und anschließend nachzuweisen. Für anspruchsvollere Vermessungsaufgaben spielen deshalb beispielsweise präzise Georeferenzierung, RTK/PPK-Verfahren sowie geeignete Kontroll- oder Passpunkte eine wichtige Rolle. Nicht die maximal mögliche Genauigkeit ist das Ziel, sondern die für die konkrete Aufgabe nachweislich erforderliche Genauigkeit.
Gibt es Baustellen, bei denen Sie vom Einsatz einer Drohne eher abraten würden, weil der Aufwand den Nutzen übersteigt?
Natürlich. Bei sehr kleinen Baustellen oder wenn ausschließlich Innenräume relevant sind, kann ein Drohnenflug wenig Mehrwert bieten. Gleiches gilt, wenn regulatorische oder örtliche Rahmenbedingungen einen unverhältnismäßig hohen Aufwand verursachen. Die Drohne sollte kein Selbstzweck sein. Wir schauen deshalb immer zuerst auf die Aufgabe und wählen danach die Technologie. Manchmal ist eine Drohne ideal, manchmal ein 3D-Scanner, manchmal ein GNSS-Empfänger in Kombination mit einem Smartphone.
Was unterschätzen Unternehmen häufig, wenn sie Drohnen erstmals in ihre Baustellendokumentation integrieren wollen?
Häufig steht zunächst die Drohne im Mittelpunkt. Dabei ist das Fluggerät nur ein Teil des Prozesses. Entscheidend ist, was anschließend mit den Daten passiert: Wo werden sie gespeichert? Wie werden sie einem Projekt und Zeitpunkt zugeordnet? Wer darf darauf zugreifen? Wie werden sie mit Vermessungs- oder BIM-Daten verbunden? Und wie findet ein Bauleiter sechs Monate später eine bestimmte Information wieder? Die eigentliche Herausforderung liegt deshalb häufig weniger im Fliegen als im durchgängigen Datenprozess.
Wie verändert sich die Rolle des Bauleiters, wenn immer mehr Informationen über die Baustelle digital und aus der Distanz verfügbar sind?
Der Bauleiter wird dadurch aus meiner Sicht nicht weniger wichtig, sondern kann seine Erfahrung gezielter einsetzen. Heute wird noch viel Zeit für Informationsbeschaffung benötigt: hinfahren, nachsehen, fotografieren, zurückgehen, Informationen suchen und unterschiedliche Unterlagen vergleichen. Wenn diese Informationen digital verfügbar und räumlich miteinander verbunden sind, kann sich der Bauleiter stärker auf Bewertung, Koordination und Entscheidungen konzentrieren. Die Technologie ersetzt also nicht die Erfahrung des Menschen. Sie reduziert den Aufwand, den der Mensch betreiben muss, um an die richtige Information zu kommen.
Neben der Technik gibt es auch Fragen zu Genehmigungen, Datenschutz und Flugbetrieb. Was muss ein Bauunternehmen vor dem ersten Einsatz klären?
Drohnenbetrieb auf Baustellen muss professionell geplant werden. Dazu gehören zunächst die luftfahrtrechtliche Einordnung des konkreten Betriebs, die Registrierung des Betreibers, die Qualifikation des Fernpiloten sowie mögliche geografische Flugbeschränkungen und standortbezogene Anforderungen.
Nach dem europäischen Regelwerk richtet sich die regulatorische Kategorie nach dem Risiko des konkreten Betriebs. Operationen außerhalb der Grenzen der “Open Category” fallen in die »Specific Category«. Dort kann eine Betriebsgenehmigung erforderlich sein, sofern der Betrieb nicht beispielsweise über ein Standardszenario oder entsprechende Betreiberrechte abgedeckt ist.
Daneben müssen Unternehmen Datenschutz und Persönlichkeitsrechte berücksichtigen, insbesondere wenn Personen, Nachbargrundstücke oder öffentlich zugängliche Bereiche aufgenommen werden. Für mich gehört deshalb zu einem professionellen Drohnenprozess neben Technik und Flugplanung immer auch ein klares Betriebs-, Sicherheits- und Datenkonzept.
Blick nach vorn: Welche Aufgabe auf der Baustelle wird die Drohne aus Ihrer Sicht als Nächstes übernehmen, die heute noch überwiegend von Menschen erledigt wird?
Ich glaube, der nächste große Schritt ist nicht eine einzelne neue Aufgabe, sondern die Automatisierung der wiederkehrenden Baustellenerfassung. Heute lautet der Prozess häufig noch: Jemand entscheidet, dass eine Aufnahme benötigt wird, plant einen Flug, fliegt, überträgt die Daten und wertet sie anschließend aus.
Die Perspektive geht aus meiner Sicht dahin, dass Baustellen regelmäßig nach definierten Prozessen digital erfasst werden und die Systeme Veränderungen automatisch herausarbeiten. Der Bauleiter bekommt dann nicht mehr Tausende Bilder oder Millionen Messpunkte präsentiert, sondern beispielsweise den Hinweis: »An dieser Stelle stimmt der aktuelle Bauzustand nicht mit dem erwarteten Zustand überein. Bitte prüfen.« Genau dort wird es spannend: Die Drohne wird vom fliegenden Fotoapparat zum automatisierten Sensor der digitalen Baustelle.
