Dokumentation von Baudenkmalen* - Architektur-Vermessung

Ulrich Weferling, Leipzig
Dokumentation von Baudenkmalen *
Mehr Schein als Sein?
Zusammenfassung
Die Bauaufnahme stellt traditionell das
Werkzeug des Architekten, Archäologen
oder Denkmalpflegers dar, um
grundlegende Informationen über ein
Bauwerk zu erfassen und darzustellen.
Dabei lässt sich der Aufwand einer
computergestützten Erfassung auf
Dauer nur rechtfertigen, wenn entsprechend
verwertbare Ergebnisse für die
weitere Projektbearbeitung entstehen.
Hierfür müssen neue Konzepte diskutiert
werden, die eine Integration
moderner Aufnahmemethodik aus
Geodäsie und Photogrammetrie in den
Fachkontext der Anwendungsdisziplinen
ermöglichen. Wie lassen sich die
Verfahren adaptieren, um die gewohnten
Ergebnisse von Architekten, Archäologen
und Denkmalpflegern zu erstellen?
Sind mit den neuen Werkzeugen
auch neue Aufnahmekonzepte notwendig
– bei den Fachdisziplinen, z. B.
bei den Vermessungsexperten?
Der Beitrag soll zu diesen Fragestellungen
einleitende Denkanstöße geben,
die in dem interdisziplinär zusammengesetzten
Arbeitsgebiet in Zukunft
kontrovers diskutiert und auf das Ziel
einer optimalen Nutzung moderner
Aufnahmemethoden hin entwickelt
werden sollten.
Einleitung
Die tägliche Praxis des Einsatzes moderner
3D-Bauaufnahmeverfahren zeigt in vielen
Beispielen, dass die Methoden, Verfahren
und Instrumente überwiegend dafür
genutzt werden, um attraktive Visualisierungen
zu erzeugen. Bei vielen Projekten
*) Originalbeitrag aus „Denkmäler 3D – Erfassung,
Verwaltung, Analyse, Präsentation“, Band 23 der
VDV-Schriftenreihe „Der Vermessungsingenieur in
der Praxis“, erschienen im Juli 2004 im Verlag
Chmielorz, Wiesbaden.
200 Der Vermessungsingenieur 5/04 l Dokumentation von Baudenkmalen
ist es dabei fraglich, welcher Nutzen für die
fachliche Fragestellung, für das Sanierungs-
oder Forschungsziel tatsächlich zu
erzielen ist. Bei genauer Analyse der heutigen
Situation drängt sich ein Vergleich zu
den Anfängen der Architekturphotogrammetrie
auf: Albrecht Meydenbauer
(1844–1921) hat mit seinen Pionierarbeiten
hierzu in den Anwendungsdisziplinen
Denkmalpflege und Archäologie Unverständnis,
Skepsis und bestenfalls Toleranz
erhalten. Von Archäologen der Ausgrabungen
in Balbeck heißt es über die Arbeiten
Meydenbauers (SCHMIDT 1986): „dass es
darauf ankam, einen möglichst großen Vorrat
an Abbildungsmaterial für die Publikationen
zu gewinnen“. Die offensichtliche
methodische Qualität der Photogrammetrie
als Vermessungsverfahren stand bei
den Anwendern eindeutig nicht im Vordergrund
und kann auch heute noch längst
nicht als akzeptiert gelten.
Woran liegt es, dass die Vermessungs- und
Dokumentationsmethoden zwar beständig
weiterentwickelt werden, aber keine entsprechende
Resonanz in der Anwendung
finden? Und was ist der Grund dafür, dass
die Disziplinen im Denkmalpflegekontext
häufig über die Ergebnisse moderner Aufnahmemethodik
unzufrieden sind? Für den
Autor ist als wichtigster Grund festzustellen:
die Bauaufnahme ist noch immer nicht
„normales, tägliches“ Werkzeug der Informationserfassung.
Ihre Anwendung beschränkt
sich auf spezielle Probleme und
wird oft mit einem hohen Einsatz an Technik
und den entsprechenden Kosten
gleichgesetzt.
Für eine bessere Akzeptanz muss eine
stärkere Integration in den gesamten Projektablauf
erzielt werden, damit ihr Nutzen
nicht jedes Mal neu gerechtfertigt und
begründet werden muss.
Verfahren der Bauaufnahme
Als Grundlage für die späteren Ausführungen
zur Methodenentwicklung sollen die
Verfahren und das methodische Vorgehen
in den Anwendungsdisziplinen kurz mit den
wesentlichen Charakteristiken vorgestellt
werden.
a) Handaufmaß
Das Handaufmaß stellt immer noch das
wichtigste Aufnahmeverfahren dar.
Wesentliche Gründe sind die geringen
Kosten für Lot, Schnüre, Zollstock etc.
sowie die einfache Anwendung, in der alle
Fachdisziplinen während der Ausbildung
geschult werden, und damit die schnelle
und einfache Verfügbarkeit des Verfahrens.
Der hohe Zeitbedarf der Erfassungsmethode
ist vielfach aufgrund der fachlichen
Objektuntersuchungen sogar erwünscht.
Das Verfahren sollte jedoch auf kleine
Objektbereiche begrenzt werden und eignet
sich nicht zur Erfassung übergeordneter
Raumbezüge.
b) Entzerrung
Die Entzerrung nimmt unter den photogrammetrischen
Verfahren die zentrale
Stellung ein und hat mittlerweile ihre feste
Bedeutung in vielen Anwendungen. Eine
Entzerrung ist als Kartierungsgrundlage für
die fachbezogene Informationserfassung
das ideale Werkzeug und lässt sich wirtschaftlich
als geometrische Grundlage für
die weitergehende Auswertung einsetzen.
Das Verfahren ist überwiegend begrenzt
auf kleine Anwendungsbereiche, selten
werden komplette Objektmodellierungen
damit vorgenommen. Für einfache Anwendungen
kann es mit entsprechender Software
vom Fachanwender selbstständig
angewendet werden, hochwertige Entzerrung
sollte von photogrammetrischen Spezialfirmen
erstellt werden.
c) Tachymetrie
Die tachymetrischen Verfahren eignen sich
sowohl reflektorbasiert als auch reflektorlos
sehr gut für die Detailerfassung von
Bauwerken. Eine entsprechende Softwareunterstützung
ist selbst für den nichtgeodätisch
qualifizierten Fachanwender
durch diverse Softwareprodukte hinreichend
gegeben, so dass eine Integration in
den fachbezogenen Projektkontext gut
möglich sein sollte. Bei größeren Objekten
ist auf die Fachkenntnis geodätischer
Experten zum Aufbau des Festpunktfeldes
zurückzugreifen. Die Vergabe größerer Aufnahmeprojekte
an Dienstleister ist nicht
immer sinnvoll, da die Abtrennung vom

eigentlichen Fachkontext in vielen Fällen
eine aufwändige Überarbeitung nach sich
zieht. Hier kann die Tachymetrie nur eine
Kartierungsgrundlage für weitergehende
Auswertungen bereitstellen.
d) Laserscanning
Das Laserscanning wird als Universalwerkzeug
zur 3D-Objekterfassung propagiert.
Derzeit kann jedoch der Anspruch nur für
einfache Visualisierungs- und Präsentationszwecke
eingelöst werden. Wünschenswert
sind Entwicklungen, die das
Laserscanning als hochauflösendes Erfassungswerkzeug
kleinerer Objektbereiche
etablieren und so eine Ergänzung zu Entzerrungen
und Stereophotogrammetrie
darstellen. Eine entsprechende Dienstleistungsstruktur,
bei der Kartierungsgrundlagen
für weitergehende Fachauswertungen
bereit gestellt werden, sollte für die Zukunft
etabliert werden.
In den Fachanwendungen der Denkmalpflege
werden die Methoden zur Bauaufnahme
durch zwei wesentliche Vorgehensweisen
dominiert:
● Das Architektenaufmaß zur schnellen
und einfachen Objekterfassung, bei dem
die Bauwerke raumweise in ihrer Geometrie
erfasst und übergeordnete
Bezüge der Räume durch relative Anordnung
über die Verbindungselemente realisiert
werden. Dieses Vorgehen ist selbst
oben Bild 1: Verformungsgerechte
Bauaufnahme im Handaufmaß
links Bild 2: Grundlegende tachymetrische
Bauaufnahme
für einfache Anwendungen nicht mehr
zeitgemäß, da insbesondere die Planungssicherheit
nicht gewährleistet werden
kann. Seine Berechtigung bezieht
das Verfahren ausschließlich aus der einfachen
Handhabung und den geringen
Kosten.
● Das verformungsgerechte Handaufmaß
wurde in seiner ursprünglichen Form von
der archäologischen Bauforschung als
„Standard“ für die Aufnahme in der
Denkmalpflege festgelegt. Ihm liegt eine
analytische, objektive Auseinandersetzung
mit dem Bauwerk zugrunde, die
dazu führt, dass eine hohe Informationsdichte
zu Beginn des eigentlichen Projektes
erfasst wird. Entsprechend hoch
sind zeitlicher und finanzieller Aufwand.
Eine Abstufung im Aufwand kann durch
Anwendung sogenannter Genauigkeitsstufen
erzielt werden (ECKSTEIN 1999),
jedoch wird auch hier die Anforderung
an die Bauaufnahme zu Projektbeginn
definiert.
Aspekte der
Methodenentwicklung
Um die Akzeptanz geodätischer und
photogrammetrischer Aufnahmeverfahren
in den Anwendungsgebieten der Denkmalpflege
zu steigern, sind einige Randbedin-
gungen zu berücksichtigen, die nicht in
direktem Zusammenhang zur Methodenentwicklung
stehen, aber einen nicht unerheblichen
Einfluss auf die Wahl der
Methode ausüben können.
a) Architektur ist zweidimensional
Die Planung und Ausführung von Sanierungsprojekten
erfolgen heutzutage und in
naher Zukunft immer noch als 2D-Darstellungen
grundriss- und schnittbezogen. Eine
komplette 3D-Erfassung, 3D-Modellierung
und 3D-Planung ist für die vielen relevanten
Projektinformationen aufgrund des Aufwandes
nicht zu leisten. Eine konsequente
computergestützte Vorgehensweise, wie
sie beispielsweise heute schon durch
Anwendung vorhandener CAAD-Software
auszuführen wäre, wird in der Praxis nicht
durchgeführt. Eine Ausnahme bilden lediglich
vereinfachte 3D-Modelle für Visualisierungen
und daraus abgeleitete Systemschnitte
für übergeordnete Planungen.
b) Kosten
Wie für alle Bereiche gilt auch für die Bauaufnahme,
dass die notwendige Grundlagenermittlung
(fast) nichts kosten und die
Sanierungsprojekte nicht verzögern darf.
Maßnahmen werden aber dann als notwendig
und damit auch als finanzierbar
akzeptiert, wenn sie in direktem
Zusammenhang zur Sanierung stehen.
Eine umfassende Dokumentation wird
meist nur dann erstellt, wenn die Denkmalbehörde
dies als Genehmigungsauflage
fordert. Ausnahmen bilden auch hier die
Visualisierungen, weil sie sich ideal als
Werbeträger für das Gesamtprojekt eignen.
Aus diesen Gründen wird die Attraktivität
automatischer Verfahren bei den Bauherren
in Zukunft sicher zunehmen.
c) Bauaufnahme als zweckbezogene
Analyse des Bauwerks
Aus der Kostenproblematik lässt sich
ableiten, dass nur eine analytische, zweckbezogene
Dokumentation sinnvoll umgesetzt
werden kann. Diese ist also mit dem
entsprechenden Fachwissen auszuführen,
die Geometrieermittlung ist als Werkzeug
der Bauwerksanalyse anzusehen. Es wird
darauf hingewiesen, dass viele Projekte
ohne eine detaillierte Geometrieerfassung
abgewickelt werden, z. B. wird eine Erfassung
von Bauwerksschäden oft listenbasiert
vorgenommen. Aber: Eine fundierte
analytische Bauaufnahme muss sich
immer mehr der Konkurrenz einer „kostengünstigen
und automatischen“ erwehren.
Dokumentation von Baudenkmalen l Der Vermessungsingenieur 5/04
201

Tabelle 1: Ergebnisse und Voraussetzungen der Phase 1
Ergebnisse Voraussetzungen
erste fachbezogene Bewertung Aufgabe des Anspruches einer
des Bauwerks allumfassenden Bauaufnahme im Sinne
der archäologischen Bauforschung
Grundrisse für Planungen, Vermittlung des Planungsvorteils der
weitere Analysen tachymetrischen Aufnahme gegenüber
einem Architektenaufmaß
einfaches 3D-Modell für Entwicklung eines einfachen
Präsentationen und zur Bewertung Tachymeters für kurze Distanzen
räumlicher Zusammenhänge
Verlagerung von geodätischen
Kompetenzen in unterstützende
Software (z. B. Gerätestationierung)
abgeleitete Systemschnitte Schulung der Fachdisziplinen
Integration der Ersterfassung in ein
projektbezogenes gewerkeübergreifendes
Informationssystem
möglicher weiterer Bauaufnahmebedarf bei großen Bauwerken Einrichten eines
Grundlagennetzes durch Geodäten
d) Informationschaos
Viele am Bauwerk arbeitende Fachdisziplinen
sind auf Geometriegrundlagen angewiesen.
Die Bauwerksgeometrie ist das
Kommunikationsmedium aller Planungs-,
Sanierungs- und Forschungsbeteiligten. In
der Praxis existieren jedoch fachbezogene
Informationskonzepte, die nicht miteinander
in Beziehung stehen. Nicht selten
erstellt jedes Gewerk sein eigenes „Aufmaß“.
e) Wissen über moderne
Geometrieerfassung
Die Bauaufnahme wird in vielen bau- bzw.
denkmalbezogenen Studiengängen immer
noch im Sinn einer archäologischen Dokumentation
vermittelt. Lehrveranstaltungen
zum Themengebiet „Vermessung“ sind in
vielen Studiengängen überhaupt nicht vertreten
oder werden zunehmend verdrängt
(z. B. Architektur). Damit liegt ein Defizit
über die Potenziale moderner Aufnahmemethodik
vor, bei vielen Projektverantwortlichen
ist keine Bewertungskompetenz zur
Entscheidung über ein adäquates Verfahren
vorhanden.
Projektbegleitende Bauaufnahme
Das Anwendungsdefizit moderner Aufnahmemethoden
kann nur behoben werden,
indem die Bauaufnahme als ständiges
Arbeitswerkzeug projektbegeleitend angewendet
wird. Hierbei kommen je nach den
Projektanforderungen und dem Projektfortschritt
verschiedene Methoden zum
Einsatz.
Phase 1: Grundlegende Tachymetrie
Die erste grundlegende Erfassung erfolgt
202 Der Vermessungsingenieur 5/04 l Dokumentation von Baudenkmalen
durch den Fachplaner als analytische Bauaufnahme
mit Dokumentation der ersten
planungsrelevanten Informationen. Dabei
wird die Geometrieerfassung in geringer
Informationsdichte, aber mit hoher Genauigkeit
vorgenommen. Auf die hierbei erfassten
Geometrieelemente können alle
späteren detaillierteren Messungen bezogen
werden. Voraussetzungen und Ergebnisse
dieser 1. Phase sind in Tabelle 1
zusammengefasst. Mit dieser ersten Erfassung
von Geometrie- und Sachinformationen
stehen dem Fachplaner die übergeordneten
Informationen für alle weiteren Planungsschritte
oder wissenschaftlichen
Untersuchungen zur Verfügung. Dabei wird
es Projekte geben, in denen diese erste
Erfassung für alle weiteren Planungen ausreicht
und nicht weiter verdichtet werden
muss. Wenn aber danach eine vertiefende
Auseinandersetzung mit dem Bauwerk
notwendig wird, sind detaillierte Geometrieerfassungen
mit (ergänzenden) Verfahren
zu gewinnen.
Tabelle 2: Methoden und Voraussetzungen der Phase 2
Phase 2: Informationsverdichtung
Die weitergehende Erfassung von Detailinformationen
hoher inhaltlicher Dichte und
geometrischer Genauigkeit erfolgt nun
nach dem individuellen Forschungs- und
Planungsbedarf jeder am Bauwerk beteiligten
Fachdisziplin. Dies kann z. B. eine
komplette Objektbeschreibung in Form
eines Raumbuches oder eine maßnahmenbezogene
Bauaufnahme direkt für die Leistungsverzeichnisse
der späteren Sanierung
sein. Für viele dieser Aufgabenstellungen
lassen sich geodätische und photogrammetrische
Verfahren ideal einsetzen.
Die dabei notwendige Geometrieerfassung
kann besonders effektiv durchgeführt werden,
insbesondere weil der übergeordnete
Koordinatenbezug aus der 1. Aufnahmephase
vorhanden ist. Die Detailerfassung
kann sich auf die lokale Objekterfassung
beschränken. Dadurch wird der Aufwand
minimiert, einfache Aufnahmemethoden
können zum Einsatz kommen – und dies
mit steigender Akzeptanz bei den Anwendern.
Methoden und Voraussetzungen für
die Geometrieerfassung der Phase 2 zeigt
Tabelle 2 zusammenfassend auf.
Phase 3: Sonderanwendungen
Die ersten beiden Aufnahmephasen sollten
den Standardablauf bilden. Darüber hinaus
kann es jedoch notwendig sein, bestimmte
Aufgabenstellungen mit ergänzenden Methoden
zu lösen. Diese Gebiete sind hier
unter dem Sammelbegriff Sonderanwendungen
zusammengefasst, weil die eingesetzten
geodätischen und photogrammetrischen
Verfahren nicht auf die Bauaufnahmeproblematik
angepasst werden müssen.
Ihr Einsatz ist so speziell, dass für jedes
Objekt individuelle Lösungen gesucht werden
müssen oder so allgemein, dass die
bestehende Methodik ohne Anpassung für
Methoden
Handaufmaß
Voraussetzungen
einfache Entzerrung durch den Kompetenz zur Durchführung einfacher
Fachanwender (z. B. für Raumbuch) Entzerrungen bei den Fachanwendern
hochauflösende, hochgenaue Wissen um die Möglichkeiten
Entzerrung durch Fachfirmen komplexer, hochgenauer
(z. B. für den Restaurator) Entzerrungen und Abwicklungen
wenn nötig: Entzerrung kombiniert Entwicklung einer einfachen
mit Laserscanning Kartierungssoftware auf der Basis von
Laserscanning und photogrammetri
schen Daten
Ergänzungen durch Tachymetrie Integration in ein Informationskonzept

den angestrebten Zweck eingesetzt wird.
Dies erfolgt oft ohne großen Kostendruck,
weil nur das eingesetzte Verfahren zum
gewünschten Ziel führt. Darunter fallen
z. B. Laserscanning mit dem Ziel realitätsnaher
Visualisierungen oder Repliken,
Mehrbild- oder Stereophotogrammetrie bei
unzugänglichen Großbauwerken sowie
Setzungsmessungen für die Bauwerksüberwachung.
Fazit
Entscheidend für eine verstärkte Nutzung
der modernen Bauaufnahmemethoden ist
die grundsätzlich einfache Handhabung
aller Verfahren. Jeder Fachingenieur sollte
einfache Instrumente und leicht zu bedienende
Programme zur Hand haben, die
zukünftig so selbstverständlich eingesetzt
werden, wie heute der Zollstock aus der
Westentasche des Zimmermanns gezogen
wird.
Moderne Aufnahmeverfahren müssen
Standardwerkzeug zur fach- und zweckbezogenen
Informationserfassung werden.
Dann wird auch für komplexere Probleme
die Dienstleistung der entsprechend qualifizierten
geodätischen und photogrammetrischen
Fachingenieure in Anspruch
genommen werden. Nur durch diesen
Anzeige
176 x 45 mm
Anzeige 1/2
???????
methodenintegrierenden, projektbegleitenden
Ansatz kann für die Zukunft sichergestellt
werden, dass die Bauaufnahme nutzbringende
Ergebnisse im Sinne eines wirklichen
„Seins“ produziert und nicht nur Präsentationen
für den „schönen Schein“.
Autor
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Weferling,
Lehrgebiet Vermessungskunde,
Fachbereich Bauwesen,
HTWK Leipzig,
Karl-Liebknecht-Straße 132,
4277 Leipzig,
Tel. +49 (0)3 41 - 30 76 62 49,
weferling@fbb.htwk-leipzig.de
Dokumentation von Baudenkmalen l Der Vermessungsingenieur 5/04
203