Photogrammetrie vs. LiDAR – Welche Methode ist die richtige für Sie?

Photogrammetrie und LiDAR sind zwei führende Technologien zur 3D-Datenerfassung, jede mit einzigartigen Stärken. Photogrammetrie LiDAR – oft auch Laserradar genannt – nutzt Bilder zur Modellerstellung, während LiDAR Laserimpulse für präzise Entfernungsmessungen nutzt. Da Branchen wie Bauwesen, Vermessung und Denkmalpflege zunehmend auf 3D-Workflows setzen, ist es wichtig zu wissen, wann welche Methode am besten geeignet ist. Dieser Leitfaden vergleicht beide Ansätze und hilft Ihnen bei der Auswahl des richtigen Werkzeugs für Ihre Anforderungen.

 

 

Was ist Photogrammetrie

"Photogrammetrie ist die Wissenschaft und Technologie zur Gewinnung zuverlässiger Informationen über physikalische Objekte und die Umwelt durch den Prozess der Aufzeichnung, Messung und Interpretation fotografischer Bilder und Muster elektromagnetischer Strahlungsbilder und anderer Phänomene.

 

Es gibt viele Varianten von PhotogrammetrieEin Beispiel ist die Extraktion dreidimensionaler Messungen aus zweidimensionalen Daten (d. h. Bildern). So kann beispielsweise die Entfernung zwischen zwei Punkten, die auf einer Ebene parallel zur fotografischen Bildebene liegen, durch Messen ihrer Entfernung auf dem Bild bestimmt werden, sofern der Maßstab des Bildes bekannt ist. Ein weiteres Beispiel ist die Extraktion genauer Farbbereiche und Werte, die Größen wie Albedo, spiegelnde Reflexion, Metallizität oder Umgebungsverdeckung darstellen, aus Materialfotos zum Zwecke der physikalisch basierten Darstellung. aus Wikipedia

 

 

Was ist Lidar

Lidar (auch LIDAR, ein Akronym für „Light Detection and Ranging“ oder „Laser Imaging, Detection and Ranging“) ist ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung, bei dem ein Objekt oder eine Oberfläche mit einem Laser anvisiert und die Zeit gemessen wird, die das reflektierte Licht benötigt, um zum Empfänger zurückzukehren. Lidar kann in einer festen Richtung (z. B. vertikal) arbeiten oder in einer speziellen Kombination aus 3D-Scanning und Laserscanning mehrere Richtungen abtasten.

 

Lidar findet terrestrische, luftgestützte und mobile Anwendungen. Es wird häufig zur Erstellung hochauflösender Karten verwendet und findet Anwendung in der Vermessung, Geodäsie, Geomatik, Archäologie, Geographie, Geologie, Geomorphologie, Seismologie, Forstwirtschaft, Atmosphärenphysik, Laserführung, luftgestützter Laser-Streifenkartierung (ALSM) und Laseraltimetrie. aus Wikipedia

 

 

Photogrammetrie vs. LiDAR: Ein Vergleich

Parameter	Photogrammetrie	Allgemeines LiDAR	Eagle LiDAR-Scanner
Genauigkeit	2–5 cm unter idealen Bedingungen	1–3 cm typisch; LiDAR in Vermessungsqualität ≤1 cm möglich	2 cm @ 10 m, 3 cm @ 20 m, 5 cm @ 40 m
Scan-Geschwindigkeit	Langsamer; hängt von der Anzahl der Bilder und der Verarbeitungszeit ab	Schnell; Echtzeit-Scanning mit bis zu 1.000.000 Punkten/Sek. bei High-End-Modellen	200.000 Punkte/Sek., scannt 150 m × 150 m in <5 Min., unterstützt 20 km/h Bewegung
Scan bereich	Begrenzt durch die Höhe der Kamera und Drohne; oft 50–100 m vom Motiv entfernt	Sehr unterschiedlich: kurze Reichweite (30–70 m), lange Reichweite (bis zu mehreren hundert m)	40–70 m Radius (>10–80 % Reflektivität), 80–140 m effektive Reichweite
Scanwinkel (FOV)	Abhängig vom Kameraobjektiv; im Allgemeinen sind schmalere, überlappende Bilder erforderlich	Typischerweise 360° horizontal, 30–70° vertikal	360° horizontal, 59° vertikal
Bildgebungsverfahren	Verwendet RGB- oder multispektrale 2D-Fotografien zur Rekonstruktion von 3D-Modellen	Verwendet Laserpulse zur direkten Entfernungsmessung	Verwendet Laserlicht (905 nm, Klasse 1) plus 48-MP-Kamera für 8K-HDR-Panoramen
Unterstützung für Farbpunktwolken	Ja (aus Bildtexturen); normalerweise nachträglich abgebildet	Selten (außer in Verbindung mit einer Kamera oder multispektralen Sensoren)	Ja, unterstützt Echtfarben-Punktwolken + Panoramatexturen
Ausgabeformate	Orthofotos, texturierte Netze, DEM, Punktwolken (z. B. OBJ, GeoTIFF, PLY)	Punktwolkenformate (LAS, PLY, E57); manchmal rohe 3D-Scans	PLY, PNG+OBJ, Gaussian Splash PLY, unterstützt Roaming-Ausgaben
SLAM-Unterstützung	Nein (erfordert GPS/geogetaggte Kontrollpunkte)	Verfügbar in vielen modernen mobilen LiDAR-Systemen	Ja, mit Echtzeit-SLAM für drinnen und draußen + GPS/relative Koordinaten
Beleuchtungsabhängigkeit	Benötigt gute Beleuchtung; kann nicht im Dunkeln betrieben werden	Unabhängig von der Beleuchtung; funktioniert in dunklen, nächtlichen oder schattigen Bereichen	Funktioniert bei jedem Licht, unterstützt HDR und 3D-Aufnahme bei schwachem Licht
Gewicht	＜ 1,5 kg	1–10+ kg	1,5 kg
Akku und Laufzeit	Typischerweise 20–30 Minuten pro Drohnenflug	Dauer: 1–5 Stunden	12000mAh, 1 Stunde Betrieb, unterstützt das Laden während der Verwendung

 

 

Anwendungen der Photogrammetrie 

a) Kulturelles Erbe und Architektur

Photogrammetrie wird häufig zur Erhaltung und Dokumentation des kulturellen Erbes eingesetzt. Durch hochauflösende Bildaufnahme können Fachleute präzise 3D-Modelle historischer Gebäude, Denkmäler und Artefakte rekonstruieren. Diese Modelle unterstützen Restaurierungsarbeiten, ermöglichen virtuelle Ausstellungen und dienen als langfristige digitale Aufzeichnungen im Falle von Schäden oder Verlust. Aktuellen Studien zufolge beinhalten mittlerweile mehr als 70 % der weltweiten Projekte zur Erhaltung des kulturellen Erbes irgendeine Form von 3D-Scanning oder Photogrammetrie, was die wachsende Bedeutung für den Erhalt kultureller Kulturgüter widerspiegelt. Im Bereich der Architektur geben über 60 % der Fachleute an, photogrammetrische Modelle für die Renovierungsplanung und visuelle Analyse zu verwenden.

 

b) Bau und Immobilien

Photogrammetrie verändert Bauabläufe durch eine schnellere und präzisere Baustellenüberwachung. Drohnenbasierte Bilderfassung kann die Datenerfassungszeit vor Ort um bis zu 80 % verkürzen und ermöglicht gleichzeitig die Fortschrittsverfolgung, die Schätzung des Materialvolumens und die Überprüfung der Konformität. Vermesser und Ingenieure stellen fest, dass Photogrammetrie verbessert die Produktivität vor Ort und reduziert Nacharbeiten. Im Immobilienbereich ist bei Objekten, die mit 3D-Visualisierungen oder virtuellen Rundgängen aufgewertet wurden, eine durchschnittliche Steigerung der Online-Interaktion um bis zu 300 % zu verzeichnen, da Käufer positiver auf immersive und detaillierte Darstellungen reagieren.

 

c) Landwirtschaft und Umweltüberwachung

In der Landwirtschaft Photogrammetrie unterstützt ein effizienteres Farmmanagement durch die Bereitstellung detaillierter Bilder zur Analyse des Pflanzenzustands, der Bewässerungseffizienz und der Feldvariabilität. Untersuchungen zeigen, dass Farmen, die Luftaufnahmen verwenden, Photogrammetrie können 10–25 % höhere Erträge erzielen, da Probleme wie Schädlingsbefall oder Nährstoffstress frühzeitig erkannt werden. Im Umweltmonitoring Photogrammetrie wird verwendet, um Landnutzungsänderungen, Küstenerosion und Vegetationswachstum zu verfolgen. Es ermöglicht Forschern, Gebiete mit einer räumlichen Genauigkeit von 2–5 cm zu überwachen und zu vermessen, selbst in abgelegenen oder empfindlichen Ökosystemen.

 

d) Vermessung und Kartierung

Photogrammetrie bietet eine kostengünstige und skalierbare Methode für die Landvermessung und topografische Kartierung, insbesondere in schwer zugänglichen Gebieten. Es ermöglicht die Erstellung präziser Orthofotos, Höhenlinienkarten und digitaler Oberflächenmodelle. Im Vergleich zur traditionellen bodengebundenen Vermessung Photogrammetrie kann Projektlaufzeiten um bis zu 70 % verkürzen und dabei eine zentimetergenaue Genauigkeit gewährleisten. Die Integration mit Geographischen Informationssystemen (GIS) unterstützt Anwendungen in der Stadtplanung, der Infrastrukturentwicklung und dem Management natürlicher Ressourcen. Die weltweite Nachfrage nach photogrammetrischen Daten wächst kontinuierlich, angetrieben durch die rasante Entwicklung in den Bereichen Bauwesen, Landwirtschaft und Umweltschutz.

 

e) Forensik und Unfallrekonstruktion

Photogrammetrie wird aufgrund seiner Geschwindigkeit, Genauigkeit und der Möglichkeit, Tatorte berührungslos zu dokumentieren, zunehmend in der Forensik und der Rekonstruktion von Verkehrsunfällen eingesetzt. Es ermöglicht Ermittlern, innerhalb von Minuten 3D-Modelle von Tatorten oder Unfallstellen zu erstellen und dabei Details zu bewahren, die sich im Laufe der Zeit verändern oder verloren gehen können. Studien zeigen, dass die Verwendung Photogrammetrie kann die Ermittlungszeit vor Ort um 50–70 % verkürzen und gleichzeitig die Genauigkeit und Klarheit der Tatortdokumentation verbessern. Diese Modelle sind auch vor Gericht hilfreich, wo visuelle 3D-Beweise aussagekräftiger und leichter verständlich sind als herkömmliche Fotos oder Skizzen.

 

 

Anwendungen von LiDAR

a) Stadtkartierung und Stadtplanung

LiDAR-Technologie ist für die Stadtplanung unverzichtbar, da sie es Planern ermöglicht, die Form und Struktur von Städten detailliert zu erfassen. Mit der Eagle LiDAR Scanner Mit ultraklaren 8K-HDR-Panoramabildern und einem 48-MP-4-Kamerasystem können Profis visuell ansprechende, farbgenaue 3D-Karten erstellen, die sich ideal für Stadtmodellierung, Infrastrukturüberwachung und Smart-City-Entwicklung eignen. Die Genauigkeit des Scanners von 2 cm auf 10 Meter gewährleistet zuverlässige geometrische Messungen, die für Aufgaben wie die Planung von Versorgungsleitungen, die Bewertung von Straßenoberflächen und die Planung des öffentlichen Raums erforderlich sind. Die Möglichkeit, eine große Fläche – 150 m x 150 m in weniger als 5 Minuten – abzudecken, verbessert die Effizienz bei Großprojekten erheblich.

 

b) Verkehrsinfrastruktur und Straßenmanagement

LiDAR wird häufig in der Verkehrsinfrastruktur zur Kartierung von Autobahnen, Eisenbahnstrecken, Tunneln und Brücken eingesetzt. Der Eagle-Scanner mit einem Scanradius von 70 m und einer Bewegungserfassungsgeschwindigkeit von 20 km/h eignet sich besonders für mobiles Scannen und ist ideal für die Erfassung langer Korridore wie Straßen und Bahnstrecken. Ingenieure können diese Daten nutzen, um Verschleiß zu beurteilen, Abstände zu berechnen und Erweiterungen zu planen. Die Erfassungsmodi mit mehreren Perspektiven (Egoperspektive, Draufsicht und 45-Grad-Ansicht) ermöglichen eine effektive Dokumentation von Merkmalen aus verschiedenen Winkeln und vermitteln ein umfassendes Verständnis der Straßenumgebung. Diese Vielseitigkeit gewährleistet eine präzise Modellierung auch in schwer zugänglichen oder gefährlichen Bereichen.

 

c) Forstwirtschaft und Umweltüberwachung

In forstwirtschaftlichen und ökologischen Studien ist LiDAR aufgrund seiner Fähigkeit, die Vegetation zu durchdringen, wertvoll für die Beurteilung von Baumhöhe, Kronendichte und Biomasseverteilung. Während sich herkömmliches LiDAR ausschließlich auf die Geometrie konzentriert, geht der Eagle LiDAR Scanner noch einen Schritt weiter: Er kombiniert farbige Punktwolken und hochauflösende Bilder und bietet so neben geometrischen Daten auch einen detaillierten visuellen Kontext. Forscher können diese Daten nutzen, um den Zustand der Vegetation, Erosionsmuster und Veränderungen der Landbedeckung zu untersuchen. Dank SLAM-basierter Navigation und GPS-gestützter absoluter und relativer Positionierung kann der Eagle zudem Routen verfolgen und Umgebungen selbst in dichten Wäldern oder unwegsamem Gelände kartieren, ohne dass an jedem Punkt Satellitensignale erforderlich sind.

 

d) Gebäudemodellierung und Indoor-Mapping

LiDAR eignet sich ideal für die Erstellung präziser Building Information Models (BIM) und detaillierter Innenraumkarten komplexer Umgebungen. Der Eagle LiDAR Scanner zeichnet sich in diesem Bereich durch die SLAM-Technologie (Simultaneous Localization and Mapping) aus und erstellt 3D-Karten in Echtzeit, selbst in Umgebungen mit mehreren Stockwerken und engen Winkeln. Ob beim Scannen eines historischen Gebäudes zum Denkmalschutz oder bei der Dokumentation einer aktiven Baustelle – dank seiner kompakten Größe (1,5 kg) und der Handlichkeit lässt sich der Eagle problemlos in Innenräumen manövrieren. Die Farbtexturausgabe des Scanners und die Unterstützung mehrerer Dateiformate (wie OBJ und PLY) gewährleisten die Kompatibilität mit Architektur- und Ingenieursoftware.

 

e) Bergbau, Geologie und Geländeanalyse

Im Bergbau und in der geologischen Vermessung ermöglicht LiDAR Fachleuten die Berechnung von Volumen, die Kartierung von Gelände und die Überwachung der Hangstabilität. Der Eagle-Scanner mit seiner Punktwolkenfrequenz von 200.000 Punkten pro Sekunde und der Unterstützung von Gauß-Splash-Formaten liefert dichte, detaillierte Daten auch in unebenem Gelände. Der augensichere Laser der Klasse 1 gewährleistet einen sicheren Betrieb sowohl über als auch unter Tage. Geologen können große Minengruben oder Felsformationen schnell scannen und sich darauf verlassen, dass die resultierenden Modelle sowohl farblich als auch geometrisch präzise sind. Dies unterstützt geologische Bewertungen und Sicherheitsplanungen.

 

f) Kulturerbe und Denkmalschutz

Für die Dokumentation und Erhaltung historischer Wahrzeichen und archäologischer Stätten bietet LiDAR berührungsloses, hochpräzises Scannen. Der Eagle LiDAR Scanner optimiert dies mit lebendigen 8K-HDR-Bildern und stellt sicher, dass gescannte Modelle ihre wahre Farbe und Textur behalten, was für Archivierung, Restaurierung und virtuelle Präsentationen entscheidend ist. Da er dank SLAM ohne GPS-Verbindung auskommt, eignet er sich für Ruinen, Höhlen oder enge Gassen in Innenräumen. Der schnelle Scanvorgang sorgt dafür, dass sensible Bereiche so wenig wie möglich gestört werden. In Kombination mit Multiformat-Ausgabeoptionen stehen die Daten für Visualisierung, Analyse oder 3D-Druck bereit.

 

 

Fazit

Während Photogrammetrie starke visuelle Details liefert, zeichnet sich LiDAR durch Geschwindigkeit, Genauigkeit und Leistung in komplexen oder lichtschwachen Umgebungen aus. Fortschrittliche Tools wie der Eagle LiDAR Scanner liefern hochauflösende Bilder, SLAM-Mapping in Echtzeit und zuverlässige Ergebnisse auch ohne GPS. Für Profis, die schnelle, detaillierte und zuverlässige Daten benötigen, ist LiDAR oft die bessere Wahl.