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Der Bund gibt als Zieljahr 2045 für treibhausgasneutrale Wärme vor. Drei Viertel der Kommunen setzen ambitioniertere Ziele und streben 2040 Klimaneutralität an. Sieben Prozent wollen diese Zielmarke bereits im Jahr 2035 erreichen. Wärmenetze decken nach Angaben der Pläne aktuell einen Anteil des Wärmebedarfs von durchschnittlich neun Prozent. Dieser soll auf 37 Prozent steigen.

Die Möglichkeiten der Bundesländer, die Wärmewende voranzutreiben, variieren stark und hängen von geografischen, geologischen und sozioökonomischen Bedingungen ab. Biomasse hat den größten Anteil an erneuerbarer Fernwärme, weshalb Länder mit viel Landwirtschaft und Waldflächen vorne liegen. Bayern erzeugte 2022 mit 5,4 Milliarden Kilowattstunden bundesweit die meiste Fernwärme aus Erneuerbaren Energien, gestützt durch große Geothermie-Kapazitäten (385 von 408 Megawatt deutschlandweit), was anteilig 33,7 Prozent ausmacht. Dahinter folgen Baden-Württemberg (27,2 Prozent) und Rheinland-Pfalz (26,7 Prozent).

Die Wärmepumpe war 2024 das beliebteste Heizsystem im Neubau – mit den höchsten Quoten in Sachsen-Anhalt (83 Prozent) und im Saarland (82 Prozent). In den Stadtstaaten Hamburg, Berlin und Bremen liegt der Wert unter 50 Prozent, da in den urbanen Strukturen mit vielen Mehrfamilienhäusern und hoher Wärmeverbrauchsdichte eher auf Fernwärme gesetzt wird. Den Bestand mitgerechnet, ist die Zahl der Wärmepumpen im Verhältnis zur Bevölkerung in Rheinland-Pfalz am höchsten.

Zur Publikation

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www.bezreg-koeln.nrw.de

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https://attendee.gotowebinar.com/register/3607193537258371158

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Digitaler Zwilling
In einem nächsten Schritt werden die Echtzeitdaten mithilfe künstlicher Intelligenz ausgewertet. Auf dieser Grundlage wird ein lokales Frühwarnsystem entstehen, das insbesondere die Feuerwehr und weitere Bereiche der Verwaltung unterstützt. Ziel ist es, bei drohenden Hochwasserereignissen schneller reagieren und präventive Maßnahmen einleiten zu können. „Mithilfe eines KI-gestützten Hochwasser-Frühwarnsystem ist es der Feuerwehr möglich, Maßnahmen zu ergreifen, noch bevor die ersten Notrufe eingehen. Die Sicherheit der Bürgerinnen und Bürger soll dadurch weiter gesteigert werden“, erklärt Dennis Pingel, Leiter der Feuerwehr und des Rettungsdienstes der Stadt Arnsberg.

Handeln vor erstem Notruf

Noch steht das System am Anfang: Die künstliche Intelligenz muss zunächst mit den neuen Daten trainiert werden. Im Laufe des kommenden Jahres wird das Frühwarnsystem einsatzbereit sein. Doch schon jetzt leisten die Messwerte einen wertvollen Beitrag, indem sie das Verständnis der hydrologischen Zusammenhänge im Stadtgebiet verbessern und eine genauere Beobachtung aktueller Entwicklungen ermöglichen.

Genauere Beobachtung

Die Bürgerinnen und Bürger können künftig direkt von den Erkenntnissen profitieren: Die Echtzeitdaten werden veröffentlicht und sind dann über das Klimadashboard Arnsberg unter www.arnsberg.de/klimadashboard einsehbar.
Die Stadt Arnsberg leistet damit einen Beitrag zu dem strategischen Ziel 2 des Themenfelds „Klima und Energie“ (Anpassungen an die Folgen des Klimawandels) der Arnsberger Nachhaltigkeitsstrategie und den SDGs 9, Industrie, Innovation und Infrastruktur, 11, nachhaltige Städte und Gemeinden, sowie SDG 13, Maßnahmen zum Klimaschutz.
www.arnsberg.de/klimadashboard

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Übersicht über den GlobalBuildingAtlas-Datensatz der TU München, bestehend aus globalen Gebäudepolygonen (GBA.Polygon), Gebäudehöhenkarte (GBA.Height) und LoD1-Modellen (GBA.LoD1). Der obere Abschnitt zeigt die Datensatzstatistiken nach Kontinent, einschließlich der Anzahl der Gebäude, der Gesamtgebäudefläche und des Gesamtgebäudevolumens. Der mittlere Abschnitt zeigt die globale Verteilung des Gebäudevolumens, berechnet über 480×480 Meter große Gitterzellen. Der untere Abschnitt bietet einen genaueren Blick auf die Gebäudevolumenverteilung in 10 repräsentativen Städten. Quelle: TU München/Google Maps

Mit dem GlobalBuildingAtlas hat eine Forschungsgruppe der Technischen Universität München (TUM) erstmals eine hochauflösende 3D-Karte aller Gebäude weltweit erstellt. Die frei zugänglichen Daten ermöglichen präzisere Modelle für Urbanisierung, Infrastruktur und Katastrophenmanagement. Das Forschungsteam wird von Prof. Xiaoxiang Zhu, Inhaberin des Lehrstuhls für Datenwissenschaft in der Erdbeobachtung an der TUM, geleitet. Das Projekt ist per ERC-Starting Grant gefördert.

Der GlobalBuildingAtlas umfasst mit 2,75 Milliarden Gebäudemodellen alle Bauwerke, von denen Satellitenbilder aus dem Jahr 2019 vorliegen. Er ist die umfangreichste Sammlung dieser Art. Zum Vergleich: Die bislang größte Datenbank zählt 1,7 Milliarden Gebäude. Die 3D-Modelle besitzen eine 3×3-Meter-Auflösung.
Zudem wurden 97 Prozent (2,68 Milliarden) aller Gebäude als sogenannte LoD1-3D-Modelle hinterlegt. LoD1-3D-Modelle (Level of Detail 1) sind vereinfachte dreidimensionale Darstellungen von Gebäuden, die die Grundform und Höhe jedes Gebäudes wiedergeben. Diese sind zwar gröber, lassen sich aber dadurch auch in großer Zahl in Computermodelle integrieren. Sie sollen eine Grundlage für Analysen von Stadtstrukturen, Volumenberechnungen und Infrastrukturplanung bilden. In vergleichbaren Datenbanken fehlen vor allem Gebäude-Daten aus Regionen in Afrika, Südamerika und besonders aus ländlichen Gebieten.

Neuer globaler Indikator für Wohnraum

„3D-Gebäudeinformationen liefern ein deutlich genaueres Bild von Urbanisierung und Armut als klassische 2D-Karten“, erklärt Prof. Zhu. „Durch das 3D-Modell wird nicht nur die Fläche, sondern auch das Volumen des Gebäudes ersichtlich. Dadurch lassen sich viel präzisere Schlüsse über die Wohnverhältnisse ziehen. Wir führen damit einen neuen globalen Indikator ein: das Gebäudevolumen pro Kopf, also die gesamte Gebäudemasse im Verhältnis zur Bevölkerung – ein Maß für Wohnraum und Infrastruktur, das soziale und wirtschaftliche Unterschiede sichtbar macht. Dieser Indikator unterstützt die Umsetzung nachhaltiger Stadtentwicklung und hilft, Städte inklusiver und widerstandsfähiger zu gestalten.“

Offene Daten für globale Herausforderungen

Zugleich sollen die Daten Modelle zu Themen wie Energiebedarf und CO₂-Emissionen verbessern und die Planung grüner Infrastruktur unterstützen. Auch bei der Katastrophenvorsorge sollen sich Risiken schneller bewerten lassen.
Die Daten stoßen bereits auf großes Interesse: So prüft nach Angaben des TUM das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) den Einsatz des GlobalBuildingAtlas im Rahmen der „Internationalen Charter: Space and Major Disasters“.Alle Daten und der gesamte Code sind frei verfügbar über GitHub und mediaTUM, den Medien- und Publikationsserver der TUM.
https://github.com/zhu-xlab/GlobalBuildingAtlas
https://mediatum.ub.tum.de/1782307

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Die Stadt Arnsberg im Sauerland ist bekannterweise der Wohnort von Bundeskanzler Friedrich Merz. Aber sie ist natürlich viel mehr. Bei manchen Experten gilt sie beispielsweise auch als (heimliche) Waldhauptstadt Deutschlands. Nicht nur aufgrund der Lage in der waldreichen Region, sondern auch historisch gesehen. Bereits im Jahr 1368 gab es dort ein bis dato historisch einmaliges Wald-Ereignis: Der damalige Fürst Gottfried IV. blieb kinderlos und schenkte seinen Forstbesitz den Bürger:innen Neheims, heute ein Ortsteil der Stadt Arnsberg). Noch heute gibt es zum Gedenken dort das jährlich stattfindende Donatorenfest.

Dashboard des Waldmonitor Arnsberg – entwickelt durch RSS. Hier finden sich flurstücksscharfe Fachinformationen zum Wald bis auf Ebene von Einzelbäumen. Bild: Remote Sensing Solutions GmbH (RSS)

Es ist deshalb kein Zufall, dass Arnsberg den ersten kommunalen Waldmonitor in Deutschland erstellt hat. Und wer genauer hinschaut, stellt fest, dass dies auch eines der interessantesten Projekte hierzulande ist, was fachliche Fragestellungen aus den Bereichen Fernerkundung, GIS und 3D-Modellierung darstellt.
Die auch als Digitaler Waldzwilling bezeichnete Lösung erlaubt es, die Entwicklung des Zustandes von Laub- und Nadelbäumen in Bezug auf ihre Vitalität und ihren Wassergehalt zu überwachen, die Waldbiomasse und den darin gespeicherten Kohlenstoff zu schätzen und die Schadflächen der letzten Jahre zu quantifizieren. Der Waldmonitor Arnsberg ist ein Projekt des Smart City Modellprojekts „5 für Südwestfalen“. Initiiert wurde er von der Stadt Arnsberg, entwickelt von der Firma Remote Sensing Solutions GmbH und wissenschaftlich begleitet von der Naturwald Akademie aus Lübeck.

Satellitendaten als Basis
Der Waldmonitor bietet nun erstmals alle Informationen flurstückspezifisch an, wodurch mittels Klicks in der interaktiven Karte alle Statistiken pro Flurstück angezeigt werden können.
Eine Schlüsselfunktion übernimmt die Fernerkundung und dort vor allem das europäische Copernicus-Programm, über das die Daten der Sentinel-Satelliten-Missionen kostenfrei zur Verfügung gestellt werden. „Die Daten sind so leistungsfähig, dass selbst kleinere Kommunen davon profitieren können“, sagt Dr. Jonas Franke, Geschäftsführer der Remote Sensing Solutions (RSS) GmbH.
In Arnsberg werden sogar neue Denkansätze für die Forstwirtschaft verfolgt. Haben bisherige Waldmonitoring-Konzepte eher vom Kleinen ins Große geschätzt, geht man in der Fernerkundung anderes herum vor: Vom Großen ins Kleine. Arnsberg ist demnach auch ein Prüfstein für die Frage, wie die Fernerkundung auch kleineren Gebietskörperschaften helfen kann.
Sentinel-Daten sind also ein sogenannter Enabler des Projekts. Sie liefern „alle paar Tage einen flächendeckenden Datensatz“, sagt Franke und beschreibt damit wesentliche Vorteile der Satellitendaten: große Flächen homogen in schnell wiederkehrenden Zyklen erfassen – und das bei Copernicus sogar kostenfrei. In Arnsberg sind im Wesentlichen Daten aus der Sentinel-2-Konstellation im Einsatz, die optische Daten inklusive Infrarotanteil beinhalten. Obwohl bei anderen forstwirtschaftlichen Forschungen auch Sentinel-Daten der Konstellationen 1 und 3 genutzt werden.

Das Schloss Arnsberg aus dem 11. Jahrhundert war eine der Keimzellen der Stadt Arnsberg. Quelle: Foto: Alaska / stock.adobe.com

Einzelbäume erkennen und schätzen
Mit den Sentinel-Daten allein lassen sich jedoch keine Einzelbäume bestimmen. Hier kommen sehr hoch aufgelöste Luftbilder ins Spiel, die genau dies ermöglichen. Mit ihnen können sogar Baumhöhen berechnet werden (in Arnsberg nutzt man dafür amtliche, digitale Gelände- und Oberflächenmodelle (DGM)), um daraus dann Baumhöhen und in der Folge sogar Volumenbestimmungen des Waldes zu berechnen.
Die Satellitendaten ermöglichen wiederum ein ausgeklügeltes Schätzverfahren, um aus den per Luftbild gewonnenen Detaildaten valide Flächendaten zu gewinnen. RSS arbeitet dabei eng mit der Naturwald Akademie in Lübeck zusammen, der eine Art Think-Tank in Deutschland darstellt und eng in dem Arnsberger Projekt mitgearbeitet hat. So entstehen moderne, modellgestützte Biomassebestimmungen sowie Schätzungen des in der Waldbiomasse gebundenen Kohlenstoffs. „Wir haben eine operationelle Monitoring-Plattform mit sehr innovativen Tools aufgebaut, die beliebig auf andere Kommunen übertragbar ist“, so Franke.
Die Stadt Arnsberg hat so etwa auch Kohlenstoffsenken modelliert, etwa vor dem Hintergrund der LULUCF-Verordnung für Treibhausgasemissionen. Aber es war auch klar, dass der Digitale Zwilling nicht nur ein Thema für die Fachöffentlichkeit ist. Im Sauerland ist „der Wald“ Wirtschaftsraum, Erholungsraum, touristischer Playground und Teil der regionalen Identität auf einmal. Was nach dem Dürre-Schock der späten 2010er Jahre auf besonders fruchtbaren Boden fiel. Der Digitale Zwilling Wald dient demnach dazu, die Menschen für neue Visionen der regionalen Entwicklung zu sensibilisieren und mitzunehmen – eine Art Data-driven-Democracy.
Folglich ist die Visualisierung des Digitalen Waldes ein besonderes Thema, es galt eine intuitive und für jede Interessenslage geeignete Darstellung zu ermöglichen. RSS hat dafür das entsprechende Dashboard entwickelt, das Übersichtlichkeit und Fachlichkeit zugleich unterstützt. „Die Themen UX und UI waren sehr wichtig in dem Projekt“, sagt Franke.

Weltweite Erfahrungen
RSS ist im Bereich Fernerkundung schon seit 25 Jahren aktiv und unterstützt weltweit Projekte und Unternehmen mit Lösungen im Bereich Umweltmonitoring. Mit der Entwicklung VerifAId, bietet RSS auch Plattformen an, mit denen man global Klimaschutzprojekte überwachen sowie automatisch Abholzung von Wäldern im Rahmen der Europäischen Entwaldungsverordnung erkennen kann. In vielen internationalen Projekten werden unter anderem innovative und praxisrelevante Lösungen in den Bereichen des Ausbaus erneuerbarer Energien, Renaturierung von Mooren und im Bereich Gesundheit entwickelt. Arnsberg ist eines der ersten Projekte auf kommunaler Ebene. Die kostenlose Verfügbarkeit der Copernicus-Daten war dafür ein Türöffner. Es galt aber, mehrere Schwellen zu überwinden, vor allem in der an traditionelle Methoden gewöhnten Forstwirtschaft. „Die Kosten, die Verfügbarkeit der Daten oder Know-how Barrieren, waren früher eine Ursache für ein zögerliches Interesse an der Fernerkundung“, sagt Franke.

Dashboard des Arnsberger Waldmonitorings. Viel Wert wurde dabei auf UX und UI gelegt, schließlich gibt es viele Nutzer mit sehr unterschiedlichen Erfahrungshintergründen. Bild: Remote Sensing Solutions GmbH (RSS)

Von 2D zu 3D
Im Dashboard des Digitalen Waldzwillings sind derzeit nur 2D-Daten sichtbar, die Arnsberger:innen arbeiten aber schon am nächsten Schritt. Nämlich an der Verbindung mit dem städtischen Zwilling und damit auch an 3D. Aktuell generieren die Projektmitarbeiter:innen ein 3D-Mesh des Waldes, um ihn integrieren zu können. In Kombination entsteht nochmals neuer Nutzen. „Wir denken schon sehr weit, beispielsweise ist der Waldboden auch für Starkregensimulationen der Stadt wichtig, weil die Speicherfähigkeit des Bodens auch ein entscheidender Eingangsparameter für Simulationen ist und so Wirkung auf Geo- und Klimarisiken für Siedlung, Gebäude und Gewerbe hat“, so Sebastian Witte, Referatsleiter für nachhaltige Entwicklung in Arnsberg, der auch das Projekt Digitaler Zwilling mit verantwortet hat.
www.arnsberg.digital
www.remote-sensing-solutions.com

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Quelle: LHS Stuttgart/MLP + DKFS

Einzelbilder des Flugs über den Entwurf der Wilhelmsbrücke innerhalb des Digitalen Zwillings. Hier am Beispiel des späteren Gewinnerentwurfs. LHS Stuttgart/MLP + DKFS

Wie in vielen deutsche Städten liegt auch in Stuttgart in den Brücken eine große städtebauliche Herausforderung. Die Stadt am Neckar hat viele alte und zum Teil auch marode Überquerungen über den als Bundeswasserstrasse klassifizierten Fluss. Als verbindende Elemente prägen sie die Identität einer Stadt, in der Automobilregion sind sie auch ein Feld hitziger politischer Diskussionen und Konfliktfelder, schließlich soll die neue Wilhelmsbrücke eine Fußgänger- und Fahrradbrücke bleiben. Vor diesem Hintergrund entschied man sich in der Stadt, die Mittel der Digitalisierung optimal einzusetzen, und das auf möglichst vielen Ebenen. Es galt, nicht nur einen fairen, effizienten und schnellen Wettbewerb zu entwickeln, sondern auch Verwaltung und Planung zu beschleunigen und auch eine exzellente Ingenieursleistung zu stimulieren.
Ein Steilpass also auch für das städtische Tiefbauamt, der auch prompt angenommen wurde. „Die Idee, den bisher auf den althergebrachten Gipsmodellen basierten Ausschreibe- und Wettbewerbsprozess durchgängig zu digitalisieren, fiel sofort auf fruchtbaren Boden“, sagt Silvia Deist, Leiterin des Sachgebiets Geodaten und BIM innerhalb des Tiefbauamtes der Stadt.

Für den Digitalen Zwilling wurde der Detaillierungsgrad in dem Gebiet rund um die Brücke per spezieller Datenaufnahme verdichtet und erweitert, etwa mit einer Modellierung von Bäumen, Straßenbeleuchtung, Oberleitungsmasten und Ampelanlagen. Quelle: Landeshauptstadt Stuttgart

Brücke mit Symbolwert
An der Stelle der traditionsreichen Wilhelmsbrücke wurde schon 1835 eine Verbindung zwischen Altstadt und Neckarvorstadt (Bad Cannstatt) gebaut. Nach mehreren Umbauten und Umwidmungen entstand das aktuelle Bauwerk im Jahr 1946 in der damals schon nicht mehr topaktuellen, genieteten Stahlbauweise. 2023 entschied man sich für einen Neubau und gleichzeitig dafür, einen möglichst vollumfänglichen BIM-Prozess zu implementieren.
Während Entwurf und ingenieurstechnische Planung von Brücken schon digitalisiert sind, sieht es bei der Integration von GIS und BIM noch anders aus. Hier steht die Verbindung der Planungs- und Verwaltungsbereiche im Vordergrund, weshalb es in ganz Deutschland noch viel Optimierungspotenzial gibt. Gefragt sind integrierte Ansätze, bei denen die Themen wie Stadtbild, Architektur, multimodaler Verkehr (auch die Binnenschifffahrt), Bürokratie, Klima und manches andere zusammenkommt. Die Wilhelmsbrücke ist daher auch ein Prüfstein für die Integration von BIM und GIS. Diese wird zwar schon lange und viel diskutiert, die Praxis beginnt aber gerade erst bestehende Lösungen in die Umsetzung zu bringen. Dabei wird von der städtischen Verwaltung auch allgemein eine stärkere abteilungsübergreifende Zusammenarbeit erwartet.

Viele Ebenen der Nutzung
Dies wurde in Stuttgart bravourös gemeistert. Der Realisierungswettbewerb sah zwölf Einreichungen vor. Dass BIM bei Brücken ingenieurstechnisch längst weit verbreitet und erprobt ist, merkte man allein daran, dass alle zwölf Wettbewerber keinerlei Probleme hatten, ihre Modelle ins Stadtmodell zu integrieren. Gefordert war ein Modell nach dem Standard IFC 4.3. Die hochgeladenen Modelle waren entweder bereits georeferenziert oder konnten im eingesetzten Planungsmodul (PlexMap Planer) von den Ingenieur:innen/Architekt:innen manuell platziert werden. „Im Rahmen der Ausschreibung kamen so gut wie keine Rückfragen zum technischen Prozess“, beschreibt Frederik Hilling, Geschäftsführer von Geoplex.
Was auch daran liegt, dass die PlexMap-Plattform des Unternehmens barrierefrei funktionierte. Die IFC-Daten der Brücke konnten also verlustfrei in den urbanen digitalen Zwilling integriert werden. Dafür bietet PlexMap eine breite Palette an Möglichkeiten, die „teilweise sogar über das hinausgeht, was derzeit noch in vielen Projekten an der Stelle gefordert ist“, so Hilling. Das Stadtmessungsamt, wo PlexMap bereits seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzt wird, hatte dem Tiefbauamt die Lösung empfohlen, was sich im Nachhinein bewährte. „PlexMap eignet sich auch sehr gut für unseren Anwendungsfall“, resümiert Deist.
Stuttgart darf daher als Leuchtturmprojekt gelten. Ausschreibungen und Wettbewerbe im Bereich Brücken werden von vielen Bauherren der Öffentlichen Hand zwar bereits digital ausgeschrieben, in der Branche ist allerdings bekannt, dass in den wenigsten Fällen dann auch ein durchgehend digitaler Prozess folgt.
Interessant ist auch das Management des Wettbewerbs und die digitale Präsentation der Entwürfe im Digitalen Zwilling. Geoplex kreierte dafür einen 3D-Rundflug über die jeweiligen Brücken, der für alle Teilnehmenden gleich war. Die entsprechenden Filme wurden dann im Rahmen der Präsentationen gezeigt. Wobei Stuttgart im Nachhinein gesehen sogar zu defensiv kalkuliert hatte. „Das Interesse war so groß, dass in vielen Situationen individuelle Sichten und Visualisierungen gewünscht wurden, die konnten allerdings nicht ausgeführt werden, weil die nötige IT-Infrastruktur vor Ort noch fehlte. Das werden wir beim nächsten Mal sicher anders machen und den Interessenten mehr Platz geben für individuelle Erklärungen, detailliierte Erörterungen oder schlicht ein spielerisches Erleben des neuen Bauwerks“, so Deist. Dafür spielen auch moderne digitale Displays oder interaktive Bildschirme eine große Rolle, also die Nachfolger des analogen Gipsmodells.
Um die Entscheidungsgrundlage für die Jury zu anonymisieren, bekam jeder Wettbewerbsteilnehmende nach Abgabe der Planung eine von PlexMap automatisch erstellte Chiffre-Nummer, die in den Ausschreibungsunterlagen vermerkt wurde. Der Gewinner hatte, so weiß man inzwischen, die „Tarnzahl“ 1011. So entstand ein fairer Wettbewerb, der nicht nur regelkonform war, sondern auch objektiv den besten Entwurf würdigte.
Auch die für ein solches Projekt notwendige Datenintegration wurde erfolgreich umgesetzt. Der Digitale Fachzwilling „Wilhelmsbrücke“ baute auf den Daten des Stadtmessungsamtes (Geobasiszwilling) auf, es wurden jedoch noch weit mehr projektspezifische und detailliertere Daten integriert. Dazu wurden beispielsweise Drohnen- und Spezialbefliegungen durch das Team im Sachgebiet von Silvia Deist durchgeführt. Zum Beispiel wurden so Bäume in Höhe und Kronendurchmesser originalgetreu abgebildet, was nicht nur für den ästhetischen Gesamteindruck der Brückenarchitektur und die visuelle Qualität bei der Juryentscheidung wichtig war, sondern auch für objektive Bewertungen von Sichtachsen. „Es ist sehr wichtig zu wissen, wie sich die Brücken aus verschiedenen Perspektiven in die Umgebung integrieren“, so Deist.
Alle Daten wurden in das Gauß-Krüger-Koordinatensystem transformiert, das im Tiefbauamt der Landeshauptstadt Stuttgart für alle Planungen genutzt wird. Auch Leitungsdaten aus dem Untergrund wurden beispielsweise berücksichtigt. So kann der Digitale Fachzwilling auch für den Abriss der alten Brücke genutzt werden.

Abschied vom Gipsmodell
„Die Wettbewerbe können nun komplett neu gedacht werden“, so Deist. Die frühere Nutzung der Gipsmodelle ist nicht nur einfach altmodisch, er ist auch wirtschaftlich kritisch. Das Bauen und Erstellen von Negativen, die Vervielfältigung, die Einpflege von Änderungen, der logistische Aufwand von Transport, Aufbau und Lagerung erfordern viel Personal, Raum, Rohstoffe und eben auch finanzielle Ressourcen.
Gewonnen hat die Arbeitsgemeinschaft bestehend aus den Architekturbüro Mayr, Ludescher und Partner, Beratende Ingenieure (Stuttgart) und der DKFS (Aachen) mit einer Deckbrücke aus zwei Stahlhohlkastenquerschnitten.
Jürgen Mutz, Amtsleiter des Tiefbauamts und erster Betriebsleiter der Stadtentwässerung Stuttgart, war selbst Teil der Jury und freute sich über die Entscheidung: „Wir hatten einen starken Wettbewerb mit tollen Beiträgen. Die Entwürfe der Preisträger haben eine hervorragende Qualität. Mit der Jury des Preisgerichts sind wir durch konstruktive Diskussionen zügig und einstimmig zu einer Lösung gekommen. Wir werden so schnell wie möglich in die Planung einsteigen, um eine neue Wilhelmsbrücke in Bad Cannstatt zu bauen.“
Auch Prof. Dr.-Ing. Stephan Engelsmann, Vorsitzender des Preisgerichts, war begeistert: „Das Tiefbauamt Stuttgart hat mit dem Wettbewerb für die Wilhelmsbrücke in Bad Cannstatt Vorbildfunktion übernommen. Die mit Preisen ausgezeichneten Arbeiten der entwerfenden Ingenieure stellen herausragende Beiträge zu Stadt- und Infrastrukturplanung dar.“
Gelobt wurde der Preisträger auch für die Einbindung des Bauwerks in das geografische Umfeld. Prof. Christa Reicher, Gestaltungsbeirätin der Landeshauptstadt Stuttgart, hob „sowohl das Brückenbauwerk selbst als auch die gestalterische Qualität des Neckarufers“ hervor, die der Entwurf hochwertig vollziehe. Auch auf ästhetischer Seite also ein gelungener Brückenschlag zwischen CAD und GIS. „Das gesamte Projekt hat sehr gut funktioniert“, sagt Deist. Die Stadt will das innovative Vorgehen daher weiter ausbauen.
www.stuttgart.de
www.geoplex.de

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Die Einzelbaumerkennung auf Basis von Luftbildern gehört für EFTAS zu den Standards bei der KI-gestützten Bilddatenauswertung.
Foto: EFTAS

Grünflächen in Städten haben wichtige Funktionen. Sie kühlen die Umgebung, speichern Regenwasser, fördern die Artenvielfalt und tragen erheblich zur Lebensqualität bei. Gleichzeitig verursachen sie Pflegekosten, denn Rasenflächen, Böschungen oder Parkanlagen müssen regelmäßig gemäht oder kontrolliert werden. Wer diese Flächen effizient bewirtschaften will, braucht eine verlässliche Datengrundlage. Genau hier setzt die EFTAS GmbH aus Münster an. Mit Fernerkundung, künstlicher Intelligenz und photogrammetrischen Methoden werden kommunale Grünflächen digital erfasst und klassifiziert.

Vom Orthophoto zum 3D-Stadtgrün
Der typische Workflow eines Grünflächenkatasterprojekts beginnt bei EFTAS mit der Eingangskontrolle der Bildflugdaten und der Aero-
triangulation, die die geometrische Genauigkeit der Luftbilder sicherstellt. Darauf folgt die Erstellung eines Orthophotomosaiks, das als visuelle Grundlage dient. Die eigentliche Erfassung erfolgt in der 3D-Stereoumgebung. Dabei werden Punkt-, Linien- und Flächenobjekte von Einzelbäumen über Rasenflächen bis zu versiegelten Wegen lagerichtig aufgenommen.
Wo Luftbilder an ihre Grenzen stoßen, unterstützt künstliche Intelligenz die Auswertung. KI-Modelle erkennen Baumkronen, klassifizieren Vegetationshöhenmodelle und liefern zusätzliche Strukturen. „Wir setzen auf eine Kombination aus maschineller Auswertung und fachlicher Prüfung“, erklärt Joachim Peyker, von EFTAS. „Alle Ergebnisse werden im Vier-Augen-Prinzip geprüft, ergänzt um automatisierte Plausibilitäts- und Geometriechecks und, falls nötig, Feldvergleiche“, so der Projektleiter.

Bei der photogrammetrischen Erfassung kommunaler Grünflächen sind Luftbilder nicht immer ausreichend, so dass Wege, Spielgeräte oder Sitzbänke unter dichten Baumkronen oft unsichtbar bleiben. Um solche verborgenen Strukturen zuverlässig zu kartieren, sind Feldvergleiche nötig, die bisher meist mit klassischer oder modernster Vermessungstechnik wie Real-Time Kinematik Basisstationen (RTK) oder tragbaren Laserscannern durchgeführt werden.
EFTAS setzt inzwischen auch die Nahbereichsphotogrammetrie ein. Dabei filmen Mitarbeitende mit einer smartphonebasierten 3D-Scanner-App und einem Gimbal gezielt Bereiche, in denen Luftbilder keine eindeutige Sicht bieten, etwa unter Baumkronen. Aus diesen Videosequenzen berechnet eine Cloud-Software ein texturiertes 3D-Modell, das anschließend georeferenziert und im GIS ausgewertet wird. „Wir können die Lage von Objekten in sichttoten Räumen bestimmen und das ganz ohne teures Messequipment“, zeigt Joachim Peyker die Vorteile des Verfahrens auf, das in Münster erprobt wurde und bereits in verschiedenen Projekten zum Einsatz kommt. „Damit sparen Kommunen Zeit und Geld.“
Die Nahbereichsphotogrammetrie ergänzt die klassische Luftbildauswertung und liefert überall dort, wo Vegetation Strukturen verdeckt, den nötigen „Röntgenblick“. Die Genauigkeit hängt von der Verfügbarkeit natürlicher Passpunkte abseits der störenden Baumkronen ab und erreicht eine Größenordnung von ein bis drei Bildpixeln.

Quelle: EFTAS

Durch Nutzung der terrestrischen Nahbereichsphotogrammetrie werden Details wie Wege, Spielgeräte oder Sitzbänke auch unter den Bäumen sichtbar.
Quelle: EFTAS

Von Cop4ALL zum Digitalen Zwilling
Neben der detaillierten Erfassung einzelner Grünflächen arbeitet EFTAS auch auf übergeordneter Ebene an der Analyse von Landbedeckungen. Mit Cop4ALL steht eine bundesweite Lösung bereit, die Landbedeckungen in 15 Klassen – von Versiegelung bis Vegetation – automatisiert klassifiziert und so eine konsistente Datenbasis für kommunale Berichterstattung und Klimaanalysen liefert. Auf dieser Grundlage wurde der Ansatz im Projekt „DigiTal Zwilling 4D“ der Stadt Wuppertal gezielt weiterentwickelt und in KI-gestützten Prozessen Einzelbäume erfasst und klassifiziert. „Wir haben Cop4ALL um Deep-Learning-Verfahren ergänzt, um einerseits die räumliche Auflösung bis zum einzelnen Baum zu erhöhen, andererseits diesen spezifischer beschreiben zu können“, erklärt Dr. Sönke Müller, Projektleiter bei EFTAS.
Die in Cop4ALL enthaltene Unterscheidung in Laub- und Nadelbäume wird weiter bis zur Baumart bzw. Baumartengruppe spezifiziert. „Künftig wollen wir auch Vitalitätsindikatoren aus Sentinel-Daten einbinden, etwa zur Einschätzung von Trockenstress.“ So entsteht ein Baumkataster mit deutlich mehr als 1 Mio. Einzelbäumen, das nicht nur Bestände abbildet, sondern auch ökologische und planerische Analysen ermöglicht.
Digitale Basis für das Stadtgrün von morgen
Mit der Kombination aus Fernerkundung, KI und Nahbereichsphotogrammetrie hat EFTAS einen integrierten Ansatz geschaffen, der Grünflächenmanagement präziser und effizienter macht. Die Verfahren lassen sich flexibel skalieren von kleineren Katasterprojekten bis zu digitalen Zwillingen ganzer Städte. „Wir liefern Kommunen Daten, die wirklich nutzbar sind“, fasst Sönke Müller zusammen. „Sie können damit beispielsweise baumartenspezifische Pflegeeinsätze deutlich einfacher planen, Vitalität nahezu in Echtzeit monitoren oder kleinräumige Klimaanalysen durchführen.“ So liefert EFTAS die entscheidenden Geodaten für das Stadtgrün der Zukunft als Grundlage für nachhaltige Planung, effiziente Pflege und klimaresiliente Städte.
www.eftas.de

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Beispiel für eine Erfassung von Einzel-Baumdaten mit dem terrestrischen 3D-Laserscanner VZ-600i. Die Daten wurden in nur 24 Minuten aufgenommen. Quelle: RIEGL

Der terrestrische 3D Laserscanner RIEGL VZ-600i ermöglicht es beispielsweise, in 25 Minuten eine Fläche von etwa 4000 m² zu erfassen. Die aufgezeichnete Punktwolke wird anschließend mit dem LIS TreeAnalyzer-Software-Plugin in der RIEGL-Software analysiert. Anwender:innen erhalten dann sehr schnell, neben Brusthöhendurchmesser oder der Baumhöhe, jedes einzelnen Baumes auf dieser Fläche auch Daten zum Volumen des Waldes. „Die Objektivität und Präzision dieser Methode ermöglicht vollständig wiederholbare Messungen auf derselben Fläche“, sagt Riegl-Forstexperte Bernhard Groiss.

Flexible Möglichkeiten
Mit dem integrierten Plugin bietet RIEGL hier ein Komplettpaket speziell für forstwirtschaftliche Einsätze. Neben terrestrischen Systemen wie dem VZ-600i hat RIEGL aber auch LiDAR Systeme für die luftgestützte Datenerfassung im Angebot. Flugzeuge, ausgestattet mit RIEGL VQ-Serie Laserscanning-Systemen, werden für großflächige Waldinventuren eingesetzt. Sie ermöglichen die schnelle Erfassung von Daten über ausgedehnte Gebiete und liefern Messwerte für die Biomasseabschätzung, die Baumhöhen- und Oberflächenmodellierung.
Drohnen-basierte Systeme mit geringem Gewicht, wie die RIEGL VUX-Serie, eignen sich für die luftgestützte Datenerfassung mittelgroßer Gebiete und im schwer zugänglichen Gelände. NFB-Scanning (Nadir/Forward/ Backward Scanning) und eine hohe Scanrate ermöglichen die detailgenaue Erfassung vertikaler Strukturen. „Das ist ideal für die Waldinventur“, sagt Groiss.

Vorteile des Waveform-Processings für Forstanwendungen
Alle RIEGL-Sensoren zeichnen die vollständige Wellenform jedes Laserimpulses auf und analysieren sie (RIEGL Waveform-Processing). Dies ermöglicht die Extraktion mehrerer Echos und damit eine präzise Charakterisierung komplexer Waldstrukturen – von der Höhe und Dichte des Kronendachs bis hin zu Unterholzschichten und bodennahen Strukturen, die unter der Vegetation verborgen sind. Dadurch erhalten Forstfachleute ein dreidimensionales Verständnis des Ökosystems und nicht nur ein oberflächliches Modell wie bei einfacheren Aufnahme-Systemen.
Durch die Kombination von luftgestützten und terrestrischen Scanverfahren bietet RIEGL ein umfassendes Set unterschiedlicher Sensoren für die moderne Forstwirtschaft. Die daraus resultierenden multiskalaren Datensätze verbessern die Entscheidungsfindung, erhöhen die Genauigkeit der Bestandsaufnahmen und unterstützen innovative Forschung im Bereich der Walddynamik und der Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen.
www.riegl.com

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Die Kunst der vermessungstechnischen Überwachung technischer Bauwerke liegt nicht nur in der Verwendung der besten Sensorik, sondern vor allem im richtigen Messkonzept und der daraus folgenden, bestmöglichen Interpretation der Daten. In der heutigen Zeit gilt dies mehr denn je, denn bei Sensoren gibt es eine dynamische Entwicklung. Infrastrukturmanagement wird immer stärker digitalisiert und holt den Abstand, den es zur „Digitalen Fabrik“ im deutschen Maschinen- und Anlagenbau zweifelsohne noch gibt, mit Siebenmeilenstiefeln auf. Entscheidend bei der Digitalisierung des Monitorings ist daher, das passende Gesamtkonzept für das jeweilige Projekt zu finden.

Bahnverkehr in Hochgeschwindigkeit (KI-Bild). Die Ausbau- und Neubaustrecke Karlsruhe-Basel bringt auch höchste Anforderungen an die Vermessung.
Quelle: Foto: stock.adobe.com

Der Tunnel Rastatt
Ein herausragendes Beispiel hierfür ist der Eisenbahntunnel Rastatt, ein „Meilenstein“ für den Aus- beziehungsweise Neubau der Strecke Karlsruhe–Basel. Herausragend deshalb, weil der Tunnel nicht nur das Stadtgebiet und einen Fluss unterquert, sondern auch in einem geologisch anspruchsvollen Gebiet liegt: der Oberheinischen Tiefebene, die Teil einer größeren Grabenbruchzone darstellt und für die kleinere, dafür aber viele seismische Aktivitäten normal sind. In der Summe hat auch dieser Sachverhalt dazu geführt, dass bei der Bautätigkeit des Tunnel Rastatts die Überwachung eine äußerst anspruchsvolle Aufgabe ist, schließlich gilt es Senkungen (und Hebungen) bei Hochgeschwindigkeitsstrecken der DB AG während der Bauphase (geplante Fertigstellung 2026) tunlichst genau zu beobachten.
Der gesellschaftliche Druck für den Bahnausbau ist groß, der geologische an dieser Stelle aber kaum geringer. In der Folge wurde beim Tunnel Rastatt in den letzten Jahren auch technologisch alle Register gezogen.

Das Messverfahren
Gefordert war seitens der Deutschen Bahn ein Messkonzept, das eine sehr genaue Beobachtung von Bewegungen des Tunnels in der Bauphase erfordert, vor allem bei den Injektionen in den baulichen Untergrund zwecks Stabilisierung des Bauwerks.
Der Schlüssel dazu sind die Fugen zwischen den Tübbingen, bei denen es galt, deren verhalten hochgenau und in sehr enger Taktung (quasi Echtzeit) zu überwachen (und natürlich in wirtschaftlich vertretbarem Rahmen). Vor allem ging es dabei um die sogenannten Relativbewegungen zwischen benachbahrten Längsfugen. Je nach Belastungssituation und anderen Faktoren kann die Konvergenz in Teilabschnitten sehr unterschiedlich ausfallen – es kann aber auch größere, geologisch bedingte Senkungen geben. Daher waren die Bewegungswerte in 3D so wichtig. Verjüngt sich die Fuge beispielsweise, beult sie sich aus oder biegt sie sich: Die Einzelwerte sind entscheidend, um das gesamte Bewegungs- bzw. Deformationsverhalten des Bauwerks aus den Messwerten „herauszulesen“.

Die Aufgabe
Den Zuschlag für diese nicht nur vermessungstechnisch anspruchsvolle Aufgabe bekam das Unternehmen TABERG Ingenieure, das bereits seit Beginn des Projektes Tunnel Rastatt für die Beweissicherung und für sämtliche Immissionsmessungen der Baustelle verantwortlich war. Dazu zählen zum Beispiel auch Schall und Erschütterung, aber auch Bodenbewegungen, die in dem Fall konkret Auswirkungen auf umliegende Bauwerke und Privathäuser haben können. Daher hat das Unternehmen schon seit Jahren auch vermessungstechnische Arbeiten an der Oberfläche durchgeführt. In der Folge kam auch der Auftrag für die Entwicklung des neuen, erweiterten Messkonzepts.
„Das Know-how im Bereich Monitoring spielte eine wichtige Rolle“, so Martin Schwall, Inhaber der TABERG ISB GmbH & Co. KG und unter anderem bekannt für seine überregional unternehmerischen Aktivitäten im Bereich der Vermessung mit der IngenieurTeam GEO GmbH (siehe Beitrag BG Ausgabe Nr. 1/2024, Seite 30f.).
TABERG konnte mit einem Messkonzept überzeugen, das einerseits die neuesten am Markt befindlichen Technologien für die Messung von Fugen, Rissen und kleinen Bauteilbewegungen berücksichtigte und hat auf dieser Basis ein Mess- und Überwachungskonzept entwickelt, das den Projektanforderungen standhielt.

Ingeneurtechnisch durchdachte Anordnung der Sensoren an den Fugen zwischen den Tübbingen. Damit gewinnt man tiefe Insights in das Bewegungsverhalten des Tunnels.
Foto: TABERG ISB GmbH & Co. KG

Während der Sensor von SuessCo Bewegungen an der Fuge im Nanometerbereich messen kann, gibt es auch noch ergänzende Absolutwertmessungn via Tachymeter.
Foto: TABERG ISB GmbH & Co. KG

Sensorik und Messkonzept
Bei den Sensoren musste die Wahl auf die neue Sensorgeneration der Firma SuessCo Sensors aus Österreich (siehe Beitrag ) fallen, die genau diese Anforderungen als Innovation auf dem Sensormarkt bereits unterstützen kann. Die installierten Sensoren messen zweimal pro Minute (bis in den Nanometer-Bereich), nach fünf Messungen (2,5 Minuten) werden die Ergebnisse gesammelt übertragen. Dies geschieht über ein im Tunnel installiertes Mobilfunknetz.
Die geforderte Einsatzzeit pro Batterie (50 Tage) unterschritt die Möglichkeiten des Sensors (bis zu 10 Jahre) um ein Vielfaches. Die Darstellung der Werte geschieht in einem Online-Dashboard, wobei die Grenzwerte für die Benachrichtigungen nach umfangreicher Abstimmung mit allen betroffenen Experten der jeweiligen Personen definiert wurden. Für Absolutwertmessungen wurde zudem ein per Tachymeter präzise vermessenes Festpunktfeld angelegt.
Bei der Interpretation der Daten galt es, stark interdisziplinär zu denken, verschiedene Fachaufgaben miteinander zu verknüpfen und teamorientiert zusammenzuarbeiten, quer über alle Fachrichtungen. Geophysik, Bauphysik, Bauteilekenntnisse (die Tübbinge werden im BIM-orientierten Verfahren implementiert) und weitreichende Erfahrungen beim Bau von Tunneln spielten wichtige Rollen, die auf unterschiedlichste Akteure verteilt waren.
Das Projekt lief sehr erfolgreich und wir konnten ein maßgeschneidertes Messkonzept entwickeln, das dem neuesten Stand des Echtzeitmonitorings entspricht und gleichzeitig auch schnell und kostenschonend installiert werden konnte“, so Mohammed Ismail (leitender Projektingenieur bei TABERG ISB).
www.deutschebahn.de
www.taberg-isb.de

Der Beitrag Tunnel Rastatt unter genauester Beobachtung erschien zuerst auf Business Geomatics.

Donnerstag-Nachmittag in Baden-Württemberg: ein verkehrsreiches Wochenende steht an, doch die Infrastruktur droht zu streiken. Konkret steht eine Brücke im Verdacht, der Belastung nicht standzuhalten. Fachleute, Verkehrsexperten und Politiker diskutieren. Ist der Verdacht technisch begründet? Muss man ihn ernst nehmen? Soll man sie gleich sperren? Die Risikoeinschätzung läuft auf Hochtouren. Dort wo Gefahr ist, gibt es auch Rettung, wusste schon der schwäbische Dichter Friedrich Hölderin. Beim Vermessungsspezialisten nicht weit entfernt gibt es eine neue Überwachungslösung, die ist schnell, hochgenau und Plug & Pay installierbar. Also Freitag morgens zum Vermessungs-Shop fahren, zur Mittagszeit die neue Technik installieren und ein schnelles, aber hoch verlässliches Insight gewinnen: Die Brücke hat nur auf Temperaturschwankungen reagiert und hält der Verkehrsbelastung stand. Also Rettung: Der Verkehr konnte noch Freitagabend freigegeben werden.
Das Besondere bei dieser Geschichte: Sie ist nicht frei erfunden. Sie ist echt (beziehungsweise sehr ähnlich). Sie könnte jedenfalls theoretisch derzeit fast überall auf der Welt (außer in China natürlich) passieren. Denn alle Länder besonders der westlichen Welt haben ähnliche Probleme mit ihren Brücken. In den 1960er und 1970er Jahren vielerorts in Betrieb genommenen kommen sie in die Jahre – und waren damals beileibe nicht für das massive Verkehrsaufkommen der vergangenen Jahrzehnte ausgelegt.

Fiktiver Messschrieb für die Bewegung von Infrastruktur (wie Brücken) im Bereich von Mikrometern. SuessCo Sensors nutzt dafür die passende Metapher des Pulsschlags.

Hintergrund der Firma SuessCo
Entscheidender Hauptakteur der Geschichte ist das österreichische Unternehmen SuessCo Sensors GmbH, das seit nunmehr 8 Jahren allerlei interessante Neuentwicklungen im, grob gesagt, IOT-Umfeld, getätigt hat und seit vier Jahren eine Technologie auf den Markt gebracht hat, die eine Miniaturisierung von 3D- und 6D-Sensorik sowie Kommunikationstechnologie darstellt, extrem klein ist, sehr energieeffizient, hochgenau und auch noch Plug & Play installierbar. Kein Wunder, dass die sogenannte erfinderische Höhe so offensichtlich ist, dass das Unternehmen die Patentanmeldung für Europa und die USA(!) schon erfolgreich gemeistert hat.
Hauptgegenstand der Messungen sind zwar „nur“ Risse, Fugen und Brückenlager, das hat es aber in sich. Es gibt zwar schon viele Sensoren dieser Art auf dem Markt, aber nicht in 3D bzw. 6D (mit Rotation), der Genauigkeit in allen Dimensionen und der integrierten Kommunikationstechnik. Das von außen kleine, geradezu aufreizend unscheinbare Objekt benötigt lediglich LTE-M oder in besonderen Empfangs-Situationen wie etwa dem Tunnelbau WiFi, um seine Daten an eine zentrale Auswertungssoftware zu senden. Aufgrund der hohen Energieeffizienz überlebt das Objekt bis zu zehn Jahre autonom am Einsatzort, es kann aber auch am (PV-)Netz versorgt werden (was meist nicht nötig ist). Über eine simple Batterieklappe kann die Einsatzzeit nahezu beliebig verlängert werden, falls die notwendigen Batterietypen auch noch in 70 Jahren verfügbar sind (Vorsicht Ironie).
Die Sensorik – auch die ist für die erfinderische Höhe groß und nicht-trivial, wie es beim Patentverfahren so schön heißt – hat ihren Anteil. Sie basiert auf Magnetfeldsensoren, die nicht nur wenig Energie verbrauchen, sondern auch Messwerte im Bereich von rund 50 Mikrometern(!) liefern. „Das wird derzeit zwar selbst im Brückenmotoring noch nicht gefordert, aber wer weiß, wofür es noch genutzt werden kann“, sagt Ernst Windhör, Co-Gründer der Firma. Ursprünglich stammt die Technik aus dem Bereich von Bremstechnik im Automobilbereich, besser gesagt aus den ABS-Entwicklungen, wo kleinste Deformationen und Messgrößen eine entscheidende Rolle spielen.
Bei der Suche nach neuen Anwendungsfeldern für die Technik stießen die Wiener, deren Technischer Co-Gründer Professor Dieter Süss ist, eine weltweite Koryphäe auf dem Gebiet der mathematischen Modellierung von magnetischen Materialien. Kurz: Der Physiker ist vor allem für den wissenschaftlichen Sensor-Teil zuständig.

Einer von vielen Anwendungsfällen sind Brücken, hier zum Beispiel für die Erfassung kleinster Bewegungen bei Lagern (Beton, Stahl und mitunter hochelastische Baustoffe). Quelle: SuessCo Sensors GmbH

Booster für Ingenieursvermessung
Damit sorgt die Technik für neue Erkenntnisgewinne von Ingenieuren, die das Verhalten von Infrastruktur aller Art hinsichtlich ihrer Bewegung supergenau messen können. „Man kann sehr gut sehen, ob eine Bewegungs-Anomalie ursächlich auf eine mechanische oder thermische Belastung zurückgeht“, sagt Windhör. Was abstrakt klingen mag, beschreibt exakt einen der Vorteile (wie in Baden-Württemberg erlebt). Beispiele dieser Art gibt es bereits viele. Bei einer Brücke in Ostösterreich fand die SuessCo-Technologie beispielsweise heraus, dass das aufkommende Brückenproblem gar nicht vom Strömungsdruck des akuten Hochwassers herrührte, sondern von großen Temperaturschwankungen. Damit überrascht man selbst so manchen Fachmann.
Ein weiterer Clou: Es ist sogar kostengünstig. „Als wir anfingen, uns speziell mit Brückenmonitoring zu beschäftigen, dachte ich intuitiv, das sieht aus wie ein Patient auf der Intensivstation: große Mengen an Sensoren und Kabeln suggerierten ein solches Bild, dass nicht nur auf großen Leiden des Patienten hindeutet, sondern unter betriebswirtschaftlicher Sicht auch auf hohe Kosten“, so Windhör, der unter anderem studierter Betriebswirt ist. Der Start-Up-Ehrgeiz war also geweckt und wenig später stellte sich prompt der Erfolg ein. Der aktuelle Trend geht auch dahin. Anstatt alle Brücken auf einmal neu bauen zu müssen, fragt man eher nach validem Monitoring, um die Nutzungsdauer zu verlängern. Die Hamburger Köhlbrandbrücke mit den beim Bund aufgehängten Forschungsprojekt „Digitaler Zwilling“ lässt grüßen.
Die Liste der schon umgesetzten Projekte ist bereits lang. Sie reichen von der schnellsten Achterbahn der Welt in Abu Dhabi bis hin zu den derzeit modernsten und spektakulärsten Brücken wie der Friesenbrücke. Experten wissen: die Brücke ist drehbar und in der Höhenlage verstellbar, da sie einen Kreuzungspunkt von Wasserstraße und ICE-Trasse kreuzt. Noch ambitionierter geht kaum.
Beim Start-up zählt aber nicht nur die Spitze des technologisch Machbaren, sondern auch die Breite, also die Skalierbarkeit. Hier stehen besonders Brücken und Tunnel im Fokus (siehe die Rastatt-Geschichte rechts). In Mexiko wird derzeit eine Brücke für die Verkehrsbelastung der WM-Zeit im Sommer getestet.

Metapher des Pulsschlags der Brücke
Aktuell gibt es auch die erste Anbahnung für ein Projekt rund um alpine Gefahren. Hier sucht man auch nach immer genaueren, autonomen und einfach installierbaren Sensoren und will lernen, das komplexe Feld zu verstehen. Oder anders gesagt: Man muss lernen, denn das Georisiko ist gigantisch. Bei den Brücken stehen Risse und Fugen im Fokus, aber nicht nur. Viele Anwendungen befassen sich auch mit dem Verhalten der Brückenlager, die aus magnetischen Materialien (Stahl) etc. oder modernen Polymeren bestehen, deren langfristige Elastizität entscheidend ist und bisher nur „manuell“ überwacht werden konnten. Dafür hat heutzutage niemand mehr Zeit, Geld und Personal. „Wir liefern den Pulsschlag der Brücke“, sagt Windhör, sich wohl bewusst, dass dies nur eine Metapher ist. Die aber sitzt! Genauso wie die Frage nach dem „Kilometerstand“ der Brücke, „die jeder Brücken-Experte sofort versteht, aber sich mit der Antwort noch sehr schwertut“, berichtet Windhör von typischen Gesprächssituationen bei Projektanbahnungen.
SuessCo ist klar, dass es mit dem Infrastruktur- und Geomonitoring auf einem Gebiet unterwegs ist, das die Chancen der Digitalisierung noch bei weitem nicht ausschöpft. Hier ist nicht nur Disruption gefragt, sondern vor allem Zusammenarbeit. Die SuessCo-Technologie kann in verschiedenen Projekten verschiedene Rollen einnehmen. Zum Beispiel arbeitet die im österreichischen St-Pölten ansässige Firma auch mit AUGMENTERRA GmbH, die auf satellitenbasierte inSAR-Technologie spezialisiert sind. Damit kann man langfristige Erdbewegungen erkennen, wie sie etwa bei Absenkungen durch Steinkohlebergbau auftauchen und auch für Infrastruktur relevant sein können. Hier kann die SuessCo-Technologie zur Validierung oder Ergänzung der Messmethoden eingesetzt werden – oder umgekehrt, je nach Anwendungsfall.

www.suessco.com

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