Tief unter den Apenninen in Mittelitalien gehören die Frasassi-Höhlen zu den erstaunlichsten Naturwundern Europas. Diese riesigen unterirdischen Räume wurden über Millionen von Jahren vom Wasser geformt. Sie bieten einen besonderen Einblick in die Geschichte der Erde. Dank neuer 3D-LiDAR-Scantechnologie können Fachleute diese Höhlen nun mit unglaublicher Genauigkeit erfassen und schützen.

Bei einem aktuellen Feldeinsatz leitete Riccardo Gosetti, CEO von ROGO Technologies, ein Projekt zur Vermessung eines Teils der Frasassi-Höhlen mit dem FJD Trion S2, einem kompakten, tragbaren, SLAM-basierten 3D-LiDAR-Scanner. Um geologisches Fachwissen in den Prozess einzubringen, lud er Fabrizio Bendia, einen Geologen der School of Science and Technology an der Universität Camerino, ein, an der Dokumentation und Interpretation des Standorts mitzuwirken.

Die geologische Geschichte der Frasassi-Höhlen

Die Geschichte der Frasassi-Höhlen begann vor etwa 200 Millionen Jahren. Damals war dieser Ort ein warmes, flaches Meer, ähnlich wie ein tropischer Strand. Über lange Zeit bildete sich am Boden dieses Meeres eine Gesteinsart namens Kalkstein. Dann hoben starke Kräfte tief unter der Erde den Meeresboden über viele Millionen Jahre an. So entstanden langsam die Apenninen. Vor etwa 2 Millionen Jahren tauchte dieses gesamte Gebiet schließlich aus dem Meer auf.

Sobald das Land den Elementen ausgesetzt war, begann es sich zu verändern. Wasser, Wetter und ein besonderer Prozess namens Karst (bei dem Wasser weiche Gesteine wie Kalkstein langsam auflöst) wirkten zusammen. Über lange Zeit formten diese Kräfte erstaunliche Tunnel, Hallen und Felsformationen unter der Erde. Eine der beeindruckendsten ist die Sala delle Candeline, berühmt für ihre hoch aufragenden Stalagmiten und ihren kathedralenartigen Raum.

Vermessung der Höhlen mit FJD SLAM-LiDAR-Technologie

Um die komplexen Formen dieser Höhle zu kartieren, verwendete das Team den Trion S2 Scanner von FJD Trion. Durch den Einsatz der SLAM-Technologie (Simultaneous Localization and Mapping) kartiert dieser spezielle Scanner und weiß gleichzeitig, wo er sich befindet. Er ist für die Kartierung an Orten gemacht, an denen GPS nicht funktioniert, wie Höhlen, Minen und Tunneln. Zu den wichtigsten Merkmalen des FJD Trion S2 gehören: 

• 120 Meter Reichweite
• 320.000 Punkte pro Sekunde Erfassungsrate
• ±1,2 cm Genauigkeit
• Zwei integrierte 12-MP-Kameras zur Verbesserung des SLAM-Trackings mithilfe visueller Hinweise

Im Gegensatz zu herkömmlichen Scannern, die auf einem Stativ stehen, ermöglicht der SLAM-basierte FJD Trion S2 Scanner die Kartierung in Echtzeit, während man sich durch den Bereich bewegt. Das bedeutete, dass das Team die Zielbereiche der Höhle in einem Durchgang scannen konnte, selbst an engen und unebenen Stellen, ohne zusätzliche Marker oder Referenzsysteme zu benötigen.

Effizienz im Feld und Umweltsicherheit

Die Kartierung empfindlicher Naturorte wie der Frasassi-Höhlen erfordert Werkzeuge, die nicht nur präzise sind, sondern auch die Umwelt nicht stören. Der FJD Trion S2 ist leicht und handgeführt, sodass das Team empfindliche Formationen sicher scannen konnte, ohne große Ausrüstung aufzubauen oder die Oberflächen physisch zu berühren.

Da SLAM schnelles, kontinuierliches Scannen ermöglicht, verbrachte das Team weniger Zeit unter Tage. Trotzdem erstellte es sehr detaillierte 3D-Karten (Punktwolkendaten). Das ist ein großer Vorteil bei der Arbeit an dunklen oder feuchten Orten, wie sie in Höhlen und speläologischen Stätten häufig vorkommen.

Von der Punktwolke zum digitalen Zwilling: Verarbeitet in FJD Trion Model

Nach dem Scannen der Höhle importierte das Team alle gesammelten Daten in das FJD Trion Model . Dabei handelt es sich um eine spezielle Software für die Arbeit mit 3D-Scandaten, die perfekt mit dem Trion S2 Scanner zusammenarbeitet. Sie können Trion Model auf einem Computer, iPadOS- oder Android-Gerät verwenden, und es bietet verschiedene Werkzeuge für viele Arten von Aufgaben. Mit Trion Model konnte das Team:

• Die 3D-Punktwolke in Echtzeit visualisieren und prüfen
• Querschnitte und Höhenprofile der Höhlen extrahieren
• Räumliche Distanzen und Volumen innerhalb der Höhlen messen
• Standardisierte Dateien (LAS, PLY, E57 usw.) für Zusammenarbeit und Archivierung exportieren

Diese Software spielt eine entscheidende Rolle dabei, rohe Scandaten in aussagekräftige Ergebnisse für Dokumentation, Analyse und Langzeitüberwachung in der Forschung zu den Frasassi-Höhlen umzuwandeln.

Forschung und Zusammenarbeit verbessern

Mit den verarbeiteten 3D-Scandaten erstellte das Team einen digitalen Zwilling des gescannten Teils der Höhle. Dies ist ein sehr detailliertes 3D-Modell, das geteilt werden kann und die Höhle genau so zeigt, wie sie jetzt ist. Dieses digitale Modell kann verwendet werden für:

• Überwachung geologischer Veränderungen im Laufe der Zeit
• Akademische Zusammenarbeit mit Forschern und Institutionen weltweit
• Öffentlichkeitsarbeit durch virtuelle Touren oder Lehrvideos.

Wie Bendia hervorhob, ermöglichen Werkzeuge wie dieses, kleine Veränderungen in der Struktur der Höhle zu erkennen und allen zu helfen, besser zu verstehen, wie Höhlen entstehen – und das alles, ohne den Ort physisch zu berühren oder zu stören.

Bringen Sie Ihre Vermessung mit FJD Tech auf ein neues Niveau

Das erfolgreiche Kartierungsprojekt in den Frasassi-Höhlen in Italien beweist, dass FJD Trion wirklich einen enormen Unterschied bei der Kartierung der Welt um uns herum macht. Durch den Einsatz sowohl des FJD Trion S2 LiDAR-Scanners als auch der FJD Trion Model-Software bietet FJD Trion eine Komplettlösung vom Scannen bis zur Datenverarbeitung. Dies hilft Vermessern, selbst die komplexesten Orte einfach und präzise zu erfassen, zu verarbeiten und zu untersuchen. Ob Sie unter Tage, in Wäldern oder auf Baustellen arbeiten, die Komplettlösung von FJD Trion bietet unglaubliche Flexibilität und Genauigkeit.

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