Vermessung per Handy im Vergleich zu einer Totalstation
Wie genau kann eine App auf einem Handy sein? Selbst wenn man einen LiDAR-Sensor und ein RTK-Gerät hat, kann sie wirklich mit einer Totalstation mithalten?
Rami Tamimi ist professioneller Vermesser und Geodäsie-Ingenieur mit mehr als zehn Jahren Erfahrung. Wir haben ihm genau diese Frage gestellt und er hat die PIX4Dcatch-App auf seinem Handy für uns getestet. Schauen wir also, ob PIX4Dcatch als Vermessungstool gegen eine Totalstation gewinnen kann.
Rami unternimmt einen umfassenden Praxistest mit einer traditionellen Leica TS 16 Totalstation inklusive GNSS-Empfänger, was als Goldstandard in der Vermessung gilt. Danach vergleicht er die Ergebnisse mit der Vermessungs-App PIX4Dcatch auf seinem iPhone 17 Pro.
Das Experiment ist in drei Phasen unterteilt:
- Zuerst scannt er das Gebäude mit seinem iPhone 17 Pro.
- Danach bestimmt er die exakten Referenzwerte mit der traditionellen Leica TS 16 Totalstation.
- Am Ende scannt er das Gebäude nochmals mit seinem iPhone, aber diesmal in Kombination mit einem Bad Elf Flex Mini RTK-Empfänger.
Die Referenzwerte werden in einem Datensatz mit den Werten der Vermessungs-App, sowohl mit als auch ohne RTK-Empfänger, in AutoCAD Civil 3D verglichen. Ramis Praxistest zeigt, wie sehr sich die Vermessungstechnologien in den letzten Jahren weiterentwickelt haben und was das für Firmen bedeutet, die mit topografischen Daten arbeiten.
Professionelle Vermessungsdaten mit dem iPhone 17 Pro LiDAR-Scanner
Zuerst wollte Rami herausfinden, ob man überhaupt einen RTK-Empfänger braucht oder ob der LiDAR-Scanner des iPhone 17 Pro alleine reicht. Dafür hat er einfach beide Varianten miteinander verglichen.
Vermessung mit dem iPhone 17 Pro (ohne RTK-Empfänger)
Den ersten Scan vom Gebäude hat Rami mit dem iPhone und dem internen GNSS ohne RTK-Empfänger durchgeführt.
Vermessung mit einer Totalstation
Rami hat die Referenzwerte mit einer Totalstation und einem Prismenstab aufgenommen. Die Totalstation nahm die Datenpunkte auf, während Rami sich um das Gebäude bewegte. Dieser Datensatz bildete die Basis, an der sich alle anderen Sensoren messen lassen mussten.
Obwohl eine Totalstation die zuverlässigste Option für einen professionellen Vermesser ist, kostet sie auch viel Geld, Zeit und Wissen. Auch ein ausgebildeter Vermesser wie Rami braucht etwa 3 Stunden für die Erfassung.
Vermessung mit dem iPhone 17 Pro (mit RTK-Empfänger)
In der letzten Phase des Tests wurde das Gebäude nochmals mit dem iPhone 17 Pro inklusive eines RTK-Empfängers (Bad Elf Flex Mini) gescannt. Dadurch konnte Rami die präzise Positionierung direkt in der PIX4Dcatch-App nutzen.
Dank des Empfängers werden die georeferenzierten Daten in Echtzeit an die App übermittelt und während des Scans verwendet. Das ist ein wichtiger Schritt, um klassische Vermessungsmethoden zu ergänzen oder stellenweise sogar zu ersetzen.
Datenverarbeitung mit PIX4Dcloud und PIX4Dmatic
Nachdem alle Scans fertig waren, hat Rami die Daten in PIX4Dcloud hochgeladen, um sie in PIX4Dmatic zu verarbeiten.
PIX4Dcloud: Neben der schnellen Datenverarbeitung können Nutzer ihre Projektdaten direkt mit anderen teilen. Die Daten sind innerhalb weniger Minuten hochgeladen und bereit für die Weitergabe, was die klassische Vermessung in ein echtes Teamprojekt verwandelt. PIX4Dmatic: Rami empfiehlt, die Daten in PIX4Dmatic zu verarbeiten. Die Software bietet deutlich mehr Bearbeitungsmöglichkeiten und erlaubt dadurch eine viel tiefere Analyse als herkömmliche Tools.
Zusammen bieten PIX4Dcloud und PIX4Dmatic eine Komplettlösung für die Verarbeitung georeferenzierter und hochwertiger Scans.
Nach der Verarbeitung der zwei unterschiedlichen Datensätze (mit und ohne RTK-Empfänger) exportierte Rami diese aus PIX4Dmatic nach AutoCAD Civil 3D für den finalen Vergleich.
In AutoCAD getestete Daten:
- Orthomosaik: Eine hochauflösende 2D-Luftbildansicht
- TIN-Modell: Ein aus dem DEM generiertes Oberflächenmodell
- Objektextraktion: Die konkret aus den Scans erfassten Geometrien und Kanten
Messwerte im direkten Vergleich
1. Orthomosaik
Das Ergebnis: Im Bild oben ist zu sehen, wie exakt sich das Orthomosaik mit den Linien der Totalstation deckt. Auch wenn man sich laut Rami nicht ausschließlich auf das Orthomosaik verlassen sollte, ist das Ergebnis beeindruckend genau.
2. Oberflächenmodell
Das Ergebnis: Während die RTK-Daten mit der Totalstation übereinstimmen, weist das Modell ohne RTK einen Höhenversatz auf. Dieser Unterschied ist jedoch gleichmäßig, was zeigt, dass die relative Genauigkeit des Oberflächenmodells hoch bleibt.
Obwohl die absolute geografische Lage um rund 2 Meter vom Koordinatenreferenzsystem abweicht, ist die innere Konsistenz stabil. Das ist auch zu erwarten bei einem Scan ohne RTK-Empfänger.
Objektextraktion:
1. Objektextraktion ohne RTK: Der ultimative Test__
Das Ergebnis:
Bei einer reinen Single-GNSS-Messung (also dem herkömmlichen Smartphone-GPS ohne RTK-Empfänger) stellte Rami horizontale Abweichungen von 76 cm und Höhendifferenzen von 140 cm fest. Eine Fehlermarge in dieser Größenordnung (ca. 60 bis 120 cm) ist für Setups ohne RTK zu erwarten. Genau aus diesem Grund hat Rami das RTK-Modul dazugenommen.
2. Objektextraktion mit RTK-Empfänger
Die Vektorlinien des RTK-Geräts deckten sich nahezu perfekt mit den Daten der Totalstation. Beim Überprüfen verschiedener Messpunkte im digitalen Modell stellte Rami fest, dass die Abweichung stabil im Bereich von 2 bis 9 cm lag und teilweise sogar darunter. „Wir sehen hier sehr häufig eine Konsistenz von 1,5 cm, was wirklich erstaunlich ist“.
Kann ein iPhone eine Totalstation ersetzen?
Ohne RTK-Empfänger: Das resultierende 3D-Modell wies eine erhebliche Drift auf. Mit RTK-Empfänger: Durch die Montage des Bad Elf Flex Mini direkt am Gerät nimmt das System zentimetergenaue Daten auf.
Der Test von Rami kommt zu dem Schluss, dass der Einsatz von PIX4Dcatch auf einem iPhone 17 Pro in Verbindung mit einem RTK-Empfänger wie dem Bad Elf Mini eine Alternative zur Totalstation bei der Vermessung von Topografie und Versorgungsleitungen darstellt.
Vielen Dank an Rami Tamimi für den ausführlichen Test. Dieser Beitrag basiert auf dem englischen Video auf Ramis YouTube-Kanal, auf dem der vollständige Test zu sehen ist.
