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Punktwolke oder Laserscan: was Sie brauchen
Photogrammetrie, fliegendes LiDAR oder terrestrischer Laserscan: Genauigkeit, Vegetation, Innenräume, Datenmenge. Auch dort ehrlich, wo wir nicht passen.
Veröffentlicht am · 7 Min. Lesezeit · von Markus Linke
«Punktwolke» ist kein Verfahren, sondern die Beschreibung eines Ergebnisses: sehr viele Punkte mit Koordinaten, oft mit Farbe, meist als LAS- oder LAZ-Datei. Dieselbe Datei kann aus Fotos, aus einem fliegenden Laser oder aus einem Scanner auf dem Stativ stammen. Die drei sind nicht austauschbar, und die Verwechslung ist teuer, weil sie erst am Ende auffällt.
Dieser Beitrag sortiert die drei Wege, nennt für jeden das, was er wirklich kann, und sagt auch, wann wir der falsche Anbieter sind. Die Verfahrensdetails der Photogrammetrie stehen unter Photogrammetrie; hier geht es um die Wahl davor.

Drei Wege zur selben Datei
Photogrammetrie aus Drohnenbildern. Die Drohne fliegt ein Raster und fotografiert stark überlappend. Die Software findet dieselben Bildmerkmale auf mehreren Aufnahmen wieder und berechnet daraus Kamerapositionen und Geometrie. Es wird nichts gemessen, es wird gerechnet. Ergebnis ist eine eingefärbte Punktwolke, daraus Oberflächen- und Geländemodell, Mesh und Orthofoto. Das ist unser Verfahren.
Fliegendes LiDAR. Ein Lasersensor am Fluggerät sendet Pulse und misst deren Laufzeit. Jeder Puls kann mehrere Rückmeldungen liefern, etwa eine von der Baumkrone und eine vom Boden darunter. Die Position kommt aus GNSS und Trägheitsplattform, die Farbe nur, wenn zusätzlich eine Kamera mitfliegt. Als Grössenordnung nennt DJI für die Zenmuse L2 laut Herstellerangaben 5 cm horizontal und 4 cm vertikal aus 150 m Höhe, bis zu fünf Rückmeldungen pro Puls und bis zu 1'200'000 Punkte pro Sekunde. Wir besitzen dieses oder ein vergleichbares Gerät nicht.
Terrestrischer Laserscan. Ein Scanner steht auf einem Stativ und tastet die Umgebung ab. Weil er von einem Punkt aus arbeitet, entstehen Schatten hinter jedem Objekt, weshalb mehrere Standpunkte nötig sind, die anschliessend zueinander registriert werden. Die Reichweite ist begrenzt, die Genauigkeit dafür sehr hoch: Leica nennt für den RTC360 im Datenblatt 1.9 mm auf 10 m, 2.9 mm auf 20 m und 5.3 mm auf 40 m, jeweils auf einem Konfidenzniveau von 68 Prozent und bei 89 Prozent Rückstrahlung. Auch dieses Gerät besitzen wir nicht.
Beide Herstellerangaben sind Laborwerte unter günstigen Bedingungen. Sie taugen für den Grössenvergleich zwischen den Verfahren, nicht als Zusage für Ihr Projekt.
Der Vergleich in einer Tabelle
| Kriterium | Photogrammetrie (Drohne) | LiDAR (fliegend) | Laserscan (terrestrisch) | |---|---|---|---| | Messprinzip | Rechnung aus überlappenden Fotos | Laufzeitmessung aus der Luft | Laufzeitmessung vom Stativ | | Genauigkeitsklasse | Zentimeter | Zentimeter bis Dezimeter | Millimeter im Nahbereich | | Farbe | kommt mit den Fotos | nur mit zusätzlicher Kamera | nur mit zusätzlicher Kamera | | Vegetation | nur die sichtbare Oberfläche | mehrere Rückmeldungen, Boden durch Lücken | keine Hilfe bei Bewuchs von oben | | Innenräume | nein | nein | ja, das ist die Domäne | | Licht | Tageslicht nötig, gleichmässig | unabhängig vom Licht | unabhängig vom Licht | | Flächenleistung | sehr hoch, Hektaren pro Flug | hoch | niedrig, Standpunkt für Standpunkt | | Relative Kosten | am tiefsten | hoch | hoch | | Typischer Einsatz | Gelände, Baustelle, Deponie, Dach, Schadenfall | Wald, Korridore, Leitungen | Gebäudebestand, BIM, Industrieanlage |
Wo Photogrammetrie gewinnt
Fläche und Tempo. Eine offene Fläche von mehreren Hektaren ist in wenigen Minuten reiner Flugzeit erfasst, und der Datensatz enthält alles auf einmal: Punktwolke, Höhenmodelle, Mesh und Orthofoto aus derselben Befliegung. Die Farbe ist dabei kein Zusatz, sondern Nebenprodukt, und sie ist der Grund, warum ein Orthofoto überhaupt lesbar ist.
Für Volumen ist die Zentimeterebene der Oberfläche selten der begrenzende Faktor. Der grössere Fehlerterm ist die angenommene Basisfläche unter dem Material: Wo der Boden unter einem Haufwerk liegt, weiss auch die beste Georeferenzierung nicht, und eine falsch angenommene Sohle geht ungedämpft ins Ergebnis. Dazu kommt, dass die Höhe erst mit eingemessenen Passpunkten belastbar wird und der Beleg erst durch Kontrollpunkte entsteht, die bewusst nicht in die Rechnung eingehen. Warum die Basis die entscheidende Frage ist, steht unter Volumenberechnung.
Typische Aufgaben, bei denen der Flug die richtige Wahl ist: Baustellenfortschritt, Deponien und Kiesgruben, landwirtschaftliche Flächen, Dachflächen von oben, Schadenaufnahmen im Freien, Bestandsdokumentation von Aussenanlagen.
Wo fliegendes LiDAR gewinnt
Überall dort, wo Bewuchs die Sicht versperrt. Mehrfach-Rückmeldungen pro Puls machen es möglich, unter der Kronenschicht ein Geländemodell zu erhalten. Ebenso bei schmalen Objekten wie Freileitungen, Masten und Geländern, die auf Fotos vor unruhigem Hintergrund kaum rekonstruierbar sind, und bei schwachem Licht.
Ein praktischer Hinweis, der oft einen ganzen Auftrag erspart: Für grobe Geländefragen in der Schweiz gibt es das Höhenmodell swissSURFACE3D von swisstopo. Es beruht auf flugzeuggestütztem Laserscanning, swisstopo nennt dafür eine Lagegenauigkeit von rund 20 cm und eine Höhengenauigkeit von rund 10 cm bei einem Sigma sowie eine Punktdichte von mindestens 15 Punkten pro Quadratmeter. Wenn Ihnen dieses Mass genügt, brauchen Sie keinen Flug. Wenn Sie den aktuellen Zustand oder Zentimeter brauchen, genügt es nicht, denn das Modell wird nur etappenweise nachgeführt.
Wo der terrestrische Laserscan gewinnt, und wir aussteigen
Das ist der ehrliche Kern dieses Beitrags. In den folgenden Fällen ist ein Flug die falsche Antwort, egal wie gut er ausgeführt wird:
- Innenräume und alles ohne GNSS-Empfang. Treppenhäuser, Keller, Hallen, Schächte. Eine Drohne hat dort weder Position noch Platz.
- Bestandsaufnahme im Millimeterbereich. Wenn aus der Wolke ein Bestandsplan oder ein BIM-Modell mit Bauteilanschlüssen entstehen soll, ist der Zentimeter zu grob.
- Untersichten und Verdeckungen. Decken, Balkonuntersichten, Rohrleitungen in Industrieanlagen, Bereiche unter Vordächern: Was von oben nicht sichtbar ist, existiert im Flugdatensatz nicht.
- Enge Anlagen mit vielen Schatten. Dort, wo jedes Objekt hinter sich einen Schatten wirft, ist der Standpunktwechsel am Boden das richtige Werkzeug.
- Denkmalpflegerische Details. Profile, Gesimse, Steinfugen und Schadensbilder im Detail verlangen Nahbereichsgenauigkeit.
Wir besitzen keinen Laserscanner und kein LiDAR. Wenn Ihre Aufgabe in dieser Liste steht, sind wir nicht der richtige Anbieter, und Sie erfahren das vor dem Flug statt danach. Einen bestimmten Anbieter empfehlen wir nicht, weil wir dafür keine geprüfte Partnerschaft haben.
Woran Sie erkennen, dass Sie einen Laserscan brauchen
Vier Fragen genügen meistens:
- Muss innen gemessen werden?
- Braucht das Ergebnis Millimeter statt Zentimeter?
- Ist das Objekt von oben ganz oder teilweise verdeckt?
- Verlangt die Auftraggeberin ausdrücklich ein BIM-fähiges Modell?
Zweimal «ja» bedeutet in der Praxis: Laserscan. Einmal «ja» ist ein Gespräch wert, weil sich die Aufgabe manchmal teilen lässt.
Was Sie einen Scanning-Anbieter fragen sollten
Nützliche Fragen sind: Auf welche Distanz gilt die genannte Genauigkeit, und auf welchem Konfidenzniveau? Wie viele Standpunkte sind vorgesehen und wie werden sie zueinander registriert? Wird das Ergebnis georeferenziert, und wenn ja, in welchem Bezugsrahmen? In welchem Format wird geliefert, etwa E57, LAS oder RCP? Und wer erstellt aus der Wolke das Modell, denn die Modellierung ist der grössere Aufwand, nicht das Scannen.
Diese Fragen sind auch der beste Filter gegen Werbesprache. «Millimetergenau» ohne Bezugsdistanz und ohne Konfidenzniveau ist keine Angabe, sondern ein Gefühl.
Was sich kombinieren lässt
Die Verfahren schliessen einander nicht aus. Der Regelfall bei Umbauten sieht so aus: Gelände, Dach und Aussenhülle kommen aus dem Flug, Innenräume und die kritischen Anschlüsse aus dem Scan, beides wird in dasselbe Landeskoordinatensystem gebracht. Das funktioniert, weil beide Ergebnisse georeferenzierte Punktwolken sind, und es ist meist günstiger, als das gesamte Objekt terrestrisch zu scannen.

Was Sie von uns bekommen
Aus einem Vermessungsflug liefern wir die klassifizierte Punktwolke als LAS oder LAZ, getrennt in Boden und Nicht-Boden, dazu Oberflächen- und Geländemodell, Orthofoto, texturiertes Mesh und den Verarbeitungsbericht. Georeferenziert wird im schweizerischen Bezugsrahmen LV95. Was davon in einem Auftrag enthalten ist und wie der Ablauf aussieht, steht auf der Seite Drohnenvermessung.
Und wenn die Antwort auf Ihre Frage ein Laserscan ist, ist das ebenfalls ein brauchbares Ergebnis dieses Gesprächs.
Häufige Fragen
- Ist eine Punktwolke aus Fotos dasselbe wie eine aus einem Laserscan?
- Das Ergebnis sieht ähnlich aus und liegt oft im selben Dateiformat vor, entstanden ist es aber völlig anders. Photogrammetrie rechnet die Geometrie aus überlappenden Fotos; kein Sensor misst dabei eine Distanz, dafür kommt die Farbe zwangsläufig mit. Ein Laserscanner misst die Distanz direkt über die Laufzeit eines Lichtpulses und liefert Farbe nur, wenn eine Kamera mitläuft. Daraus folgt fast alles Weitere: Fotos brauchen Licht und Textur und zeigen nur die sichtbare Oberfläche, der Laser findet Lücken im Bewuchs und misst auch im Dunkeln.
- Wie genau ist eine Drohnen-Punktwolke im Vergleich zu einem terrestrischen Laserscan?
- Mit RTK und ohne Passpunkte erwarten wir in der Lage 2 bis 5 cm, für die Höhe braucht es Passpunkte; die Bodenauflösung liegt typischerweise bei einem bis drei Zentimetern. Ein terrestrischer Scanner arbeitet eine Grössenordnung feiner: Leica gibt für den RTC360 laut Datenblatt eine 3D-Punktgenauigkeit von 1.9 mm auf 10 m und 5.3 mm auf 40 m an, bei einem Konfidenzniveau von 68 Prozent. Für Gelände, Baustellen, Deponien und Dächer ist der Zentimeter das passende Mass; für Bauteilanschlüsse und Bestandspläne im Millimeterbereich ist er es nicht.
- Sieht ein Laserscan durch Vegetation, Photogrammetrie aber nicht?
- Fast, aber nicht ganz. Ein Laserpuls sieht nicht durch Blätter hindurch, er findet Lücken dazwischen und liefert mehrere Rückmeldungen pro Schuss, sodass neben der Krone auch der Boden erfasst wird. Genau darauf baut swisstopo das Höhenmodell swissSURFACE3D auf und modelliert damit Waldstrassen und Wasserläufe unter der Vegetation. Photogrammetrie sieht dagegen nur, was fotografiert wurde: Unter geschlossenem Laub bleibt der Boden unsichtbar, bei lockerem Bewuchs hilft die Bodenklassifikation.
- Bieten Sie Laserscanning an?
- Nein. Wir besitzen weder einen LiDAR-Sensor noch einen terrestrischen Laserscanner und arbeiten ausschliesslich photogrammetrisch. Wenn Ihre Aufgabe einen Laserscan verlangt, also Innenräume, Bestandsaufnahme im Millimeterbereich für BIM, Wald unter geschlossenem Laub oder enge Industrieanlagen, dann sagen wir Ihnen das vor dem Flug und nicht danach. Für alles, was von oben sichtbar ist, ist Photogrammetrie der schnellere Weg.