Innenraumaufnahme und Modellierung der Bethlehemkirche mit einem 3D Lasermesssystem

Die Bethlehemkirche in Hannover Linden wurde im Jahr 1906 eingeweiht, dem Innenraum der Kirche steht in nächster Zeit ein umfassende Renovierung bevor.
In diesem Zusammenhang wurde im Rahmen der Masterarbeit der Innenraum der Kirche mittels der Methode des terrestrischen Laserscannings erfasst sowie ein 3D Modell erstellt. Die Arbeit wurde unter der Betreuung des Instituts für Kartographie und Geoinformatik in Zusammenarbeit mit dem Niedersächsischen Landesamt für Denkmalpflege sowie der Gemeinde der Bethlehemkirche durchgeführt.

Im Vordergrund der Arbeit stand neben der Datenerfassung die Erstellung eines dreidimensionalen CAD-Modells des Kircheninnenraumes. Das Modell kann mit unterschiedlichen Texturen versehen werden, welche die Kirche mit verschiedenen Varianten der Wandbemalung zeigen. Exemplarisch wurde eine Visualisierung in zwei Varianten durchgeführt (vgl. Abbildung 1).

Im Rahmen der Arbeit wurde der Innenraum der Kirche nahezu komplett von 18 Standpunkten aus (ca. 30 Mio. Punkte) mit einem Riegl Scanner LMS Z360i des Instituts für Kartographie und Geoinformatik erfasst.
Zusätzlich wurde der Altarraum mit dem einem Leica Scanner HDS-4500 des Geodätischen Instituts aufgenommen.
In der Masterarbeit werden die Merkmale und Funktionsweise der Geräte sowie Techniken zur Datenfusion und Datenbearbeitung umfassend beschrieben.
Eine Verknüpfung der Messdaten beider Scanner erfolgte über Passpunkte sowie über einen Iterative-Closest-Point Algorithmus, welcher Punktwolken über eine Minimierung der Punktabstände zueinander ausrichtet.

Die Modellierung erfolgte überwiegend mit dem Programm AutoCAD von Autodesk in Kombination mit dem Plugin CloudWorx von Leica.
Das Plugin ermöglicht die Darstellung der Messdaten in AutoCAD. Eine Modellierung des Bauwerks erfolgt anhand der dargestellten Punktwolke mit AutoCAD Werkzeugen. Die Punktwolke liefert also das dreidimensionale Aufmaß und ermöglicht somit die Erstellung eines CAD-Plans, der den Grundriss korrekt wiedergibt (vgl. Abbildung 2).
Außerdem wurde in der Arbeit das Programm Geomagic Studio eingesetzt, mit dem für die Modellierung von Freiformflächen eine Triangulation der Messdaten durchgeführt werden kann. Für die Visualisierung des fertigen Modells und für das Aufbringen von Texturen wurde das Programm SketchUp von Google verwendet.