Tief unter dem Apennin in Mittelitalien liegen die Frasassi-Höhlen, einige der beeindruckendsten Naturwunder Europas. Diese riesigen unterirdischen Räume wurden über Millionen von Jahren durch Wasser geformt. Sie bieten einen besonderen Einblick in die Geschichte der Erde. Dank neuer 3D-LiDAR-Scantechnologie können Experten diese Höhlen nun mit unglaublicher Genauigkeit erfassen und schützen.

Bei einer kürzlich durchgeführten Anwendung vor Ort leitete Riccardo Gosetti, CEO von ROGO Technologies, ein Projekt zur Vermessung eines Teils der Frasassi-Höhlen mit dem FJD Trion S2, einem kompakten, tragbaren 3D-LiDAR-Scanner auf SLAM-Basis. Um geologisches Fachwissen in den Prozess einzubringen, lud er Fabrizio Bendia, einen Geologen der Fakultät für Naturwissenschaften und Technologie 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 einem tropischen Strand. Über einen langen Zeitraum bildete sich am Meeresboden eine Gesteinsart namens Kalkstein. Anschließend drückten über viele Millionen Jahre hinweg starke Kräfte tief im Erdinneren den Meeresboden nach oben. So entstanden allmählich die Apenninen. Vor etwa 2 Millionen Jahren kam dieses gesamte Gebiet schließlich aus dem Meer hervor.

Sobald das Land den Elementen ausgesetzt war, begann es sich zu verändern. Wasser, Witterung und ein besonderer Prozess namens Karst (bei dem Wasser weiche Gesteine wie Kalkstein langsam auflöst) wirkten zusammen. Über lange Zeit formten diese Kräfte unterirdische Tunnel, Räume und beeindruckende Felsformationen. Eine der spektakulärsten ist die Candeline-Halle, die für ihre hohen Stalagmiten und ihren kathedralenartigen Raum bekannt ist.

Vermessung der Höhlen mit FJD SLAM-LiDAR-Technologie

Um die komplexen Formen dieser Höhle zu erfassen, nutzte das Team den Trion S2 Scanner von FJD Trion. Mithilfe der SLAM-Technologie (Simultaneous Localization and Mapping) erstellt dieser spezielle Scanner eine Karte und erkennt gleichzeitig seine eigene Position. Er wurde für die Vermessung von Orten entwickelt, an denen GPS nicht funktioniert, etwa in Höhlen, Bergwerken und Tunneln. Zu den wichtigsten Merkmalen des FJD Trion S2 gehören: 

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

Im Gegensatz zu herkömmlichen Scannern, die auf einem Stativ stehen, ermöglicht der SLAM-basierte FJD Trion S2 die Kartierung in Echtzeit, während man sich durch das Gebiet bewegt. Dadurch konnte das Team die gewünschten Höhlenbereiche in einem Durchgang erfassen, selbst an engen und unebenen Stellen, ohne zusätzliche Markierungen oder Referenzsysteme zu benötigen.

Effizienz vor Ort und Schutz der Umwelt

Die Vermessung empfindlicher Naturräume wie der Frasassi-Höhlen erfordert Werkzeuge, die nicht nur präzise sind, sondern auch die Umgebung nicht beeinträchtigen. 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 eine schnelle, kontinuierliche Vermessung ermöglicht, verbrachte das Team weniger Zeit unter Tage. Dennoch erstellte es äußerst detaillierte 3D-Karten (Punktwolkendaten). Dies ist ein großer Vorteil bei Arbeiten in dunklen oder feuchten Umgebungen, wie sie in Höhlen und speläologischen Stätten häufig vorkommen.

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

Nach dem Scannen der Höhle importierte das Team alle erfassten 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 kompatibel ist. Trion Model kann auf einem Computer, iPadOS- oder Android-Gerät verwendet werden und bietet verschiedene Werkzeuge für zahlreiche Aufgaben. Mit Trion Model konnte das Team:

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

Diese Software spielt eine entscheidende Rolle bei der Umwandlung roher Scandaten in aussagekräftige Ergebnisse für die Dokumentation, Analyse und langfristige Überwachung bei der Erforschung der Frasassi-Höhlen.

Forschung und Zusammenarbeit voranbringen

Mit den verarbeiteten 3D-Scandaten erstellte das Team einen digitalen Zwilling des gescannten Höhlenbereichs. Dabei handelt es sich um ein sehr detailliertes 3D-Modell, das geteilt werden kann und die Höhle exakt in ihrem aktuellen Zustand zeigt. Dieses digitale Modell kann verwendet werden für:

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

Wie Bendia betonte, ermöglichen solche Werkzeuge, kleinste Veränderungen in der Struktur der Höhle zu erkennen, und helfen allen dabei, besser zu verstehen, wie Höhlen entstehen – und das, ohne den Ort physisch zu berühren oder zu beeinträchtigen.

Ihre Vermessung mit FJD Tech auf ein neues Niveau bringen

Das erfolgreiche Kartierungsprojekt in den italienischen Frasassi-Höhlen beweist, dass FJD Trion bei der Kartierung der Welt um uns herum wirklich einen großen Unterschied macht. Durch den Einsatz des FJD Trion S2 LiDAR-Scanners und der FJD Trion Model-Software bietet FJD Trion eine Komplettlösung – vom Scannen bis zur Datenverarbeitung. Dies ermöglicht Vermessern, selbst die komplexesten Orte einfach und präzise zu erfassen, zu verarbeiten und zu analysieren. Ganz gleich, ob Sie unter Tage, in Wäldern oder auf Baustellen arbeiten – die Komplettlösung von FJD Trion bietet beeindruckende Flexibilität und Genauigkeit.

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