Rekonstruktion von Notre-Dame: 3D-Vermessung als Sofortmaßnahme

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Ziel der Erfassung unter dem Titel „Operation Commando“ war es, die gesamte Kathedrale, insbesondere die am stärksten betroffenen Teile, digital zu kartieren. Dank des Engagements aller Beteiligten konnte die Messung an einem einzigen Tag fertiggestellt werden. Die außergewöhnlichen Umstände erforderten außergewöhnliche Maßnahmen: FARO hat seine Laserscanner kostenlos und schnell an AGP ausgeliehen. AGP hat über 15 Jahre viel Erfahrung mit diesen Geräten gesammelt; sie eignen sich hervorragend für die Vermessung des architektonischen Erbes.

Über 300 Farbscans mit mehr als 30 Milliarden Punkten

Bei der eintägigen Erfassung wurden mehr als 300 Farbscans mit etwa 30 bis 40 Milliarden Punkten durchgeführt. Die unzugänglichen Bereiche der Kathedrale wurden mittels Photogrammetrie mit einer Drohne kartiert.

Anhand dieser Daten werden die durch den Brand verursachten Schäden bewertet. So lässt sich zuverlässig feststellen, welche Teile am stärksten betroffen sind. Diese ersten Schritte sind für den Wiederaufbau von hoher Dringlichkeit und für die Rettung der Kathedrale unerlässlich. Die Experten von AGP arbeiten nun an der Verarbeitung dieser Datenmenge. Dazu gehören neben der Zusammenstellung und Konsolidierung der Scans zu einer vollständigen Punktwolke auch die Färbung und der Vergleich mit den bereits vorhandenen Daten.

Mit 50 Milliarden Messpunkten die genauste 3D-Kartierung von Notre-Dame

AGP hat in den vergangenen Jahren in Zusammenarbeit mit FARO mehrere 3D-Vermessungen von Notre-Dame mit Laserscanning und Photogrammetrie durchgeführt. Dank der gesammelten Daten konnte das Team Punktwolken der bei dem Brand zerstörten Gebäudeteile erzeugen: vom Dach, den Holzrahmen und vom Turm. Mit 50 Milliarden Messpunkten verfügt AGP nun über eine vollständige und hoch genaue 3D-Karte von Notre-Dame, insbesondere in Bezug auf den Holzrahmen und die Spitze, die alle Opfer der Flammen geworden sind.

Für den Holzrahmen wurden folgende Daten erhoben: 150 Scans mit Millimetergenauigkeit für insgesamt 3 bis 5 Milliarden Punkte. Die außergewöhnliche Punktdichte (ca. 1 bis 2 Punkte pro mm²) ermöglicht eine in ihrer Genauigkeit einzigartige Nachbildung der Details von Holzrahmen, Dach und Rumpf. Im Jahr 2010 unterstützte und arbeitete AGP mit Andrew Tallon bei seinem Digitalisierungsvorhaben von Notre-Dame zusammen. Diese digitale Kartierung mit Millimetergenauigkeit auf der Grundlage einer Zentimeterdichte war Teil seiner Forschung über die Baukonstruktion von Kathedralen. Dadurch waren die allgemeinen Abmessungen des Gebäudes bereits erfasst.

Einen virtuellen Gang durch die Punktwolken des Dachgestühls von Notre Dame zeigt das folgende Video.

Von der 3D-Messung zur 3D-Modellierung

Zwischen 2010 und 2013 arbeitete Laurence Stefanon von AGP zudem an einer historischen Rekonstruktion von Notre-Dame (Details im Video). Dazu erstellte sie ein 3D-Modell, das 14 verschiedene Bauphasen beinhaltet – von 1163 bis heute. Dieses 3D-Modell wurde für eine pädagogisch orientierte Veröffentlichung angefertigt. Es enthält die durchgängigen Rekonstruktionen von Notre-Dame in den verschiedenen Epochen, von ihren Ursprüngen bis in die heutige Zeit vor dem Brand. Damit steht ein unschätzbarer Datenbestand für die Rekonstruktion der Kathedrale zur Verfügung.

Das französische Unternehmen AGP besitzt eine hohe Expertise für neue Technologien zur Dokumentation des kulturellen Erbes. Die Daten, die das Team rund um Geschäftsführer Gaël Hamon bei den 3D-Messungen in Paris gewonnen hat, können mit den Bestandsdaten, die AGP bereits vor dem Brand von Notre-Dame erstellt haben, verglichen werden. Sie liefern wichtige Informationen für den Wiederaufbau und die laufende Untersuchung. Alle am Rekonstruktionsprozess Beteiligten verfügen damit über einen zuverlässigen und wertvollen Korpus an technischen Unterlagen, 3D-Messungen und Bildern.