Immese Naturgewalten und eine weise Entscheidung

Auf Einladung und Vermittlung von Jigdrael Shenphen Namgyel, Sohn seiner Heiligkeit des neunten Gangteng Rinpoche, konnte Bernhard Groiss, Vertriebsingenieur für terrestrische RIEGL Laser Scanner, im Jahr 2025 erstmals LiDAR-Daten des Gangtey (Gangteng) Klosters im Himalaya-Binnenstaat Buthan aufnehmen. 

Die Bewahrung des architektonischen Erbes Bhutans war schon immer ein Wettlauf gegen die Naturgewalten. Allein zwischen 1937 und 1998 wurden im gesamten Königreich 30 Erdbeben registriert – ein eindringlicher Hinweis auf die geologische Instabilität der Region.

Ein solches verheerendes Erdbeben markierte den entscheidenden Wendepunkt: Als die Erschütterungen das alte Kloster beschädigten, wurde dem neunten Gangteng Rinpoche bewusst, wie fragil die physischen Strukturen waren, die der Gemeinschaft so am Herzen lagen. Er erkannte, dass es, um die Geschichte vor den Gefahren der Natur zu bewahren, einer Methode bedurfte, das Kloster über seine materielle Existenz aus Stein und Holz hinaus zu erhalten.

Und er verstand, dass die Nutzung modernster Werkzeuge keinen Bruch mit der Tradition darstellt, sondern einen notwendigen Schritt zu ihrem Schutz. Er vertrat die Ansicht, dass digitale Aufzeichnungen einen unveränderlichen Bauplan liefern könnten, den die Natur nicht zerstören kann. Für ihn war Bewahrung nicht nur für die Mauern des Klosters essenziell, sondern für die kollektive Seele der bhutanischen Kultur.

Die Herausforderung: Pulsierender Klosteralltag

Das Gangtey Kloster, ein wichtiges Zentrum der Nyingma-Tradition (Teil des alten Tibetanischen Buddhismus), besticht durch seine mehrstöckige, traditionell-bhutanische Architektur und reich verzierte Innenräume. Der Einsatz des Scanners ermöglichte eine präzise Aufnahme von Fassaden, Dachkonstruktionen und Innenräumen. 

Das Hauptaugenmerk lag dabei auf die Architektur des Tempels selbst, um ihn einerseits als historische Stätte digital zu erfassen und zu konservieren und andererseits um vollständige und exakte Vermessungsdaten als Grundlage für zukünftige Baumaßnahmen zu erhalten. 

Als religiöses Zentrum der Region befindet sich das Kloster sozusagen im Dauerbetrieb, eine Zeremonie reiht sich an die andere, ständig gehen Pilger ein und aus. Dass es für die Aufnahmen nicht einfach geschlossen werden konnte, gehörte mit zu den speziellen Herausforderungen des Projektes.

Zum Einsatz kam ein Setup aus dem 3D terrestrischen Laserscanner VZ-600i mit aufgesetzter Sony ILX-LR1 Kamera am Stativ. Ein Set aus mehreren Batterien gewährleistete einen Dauerbetrieb über den gesamten Tag. 

Ausgereifte Technik: Die Kameraoptionen des VZ-600i

Mittels der eingebauten und/oder aufgesetzten Fotokamera in Kombination mit dem Laserscanner wird die Einfärbung der aufgenommenen Punktwolke möglich, um eine realitätsnahe Visualisierung zu gewährleisten. So können Objekte und Oberflächen bei späterer Betrachtung und Nachbearbeitung besser identifiziert werden.

Beim RIEGL VZ-600i ist eine solche Bildaufnahme gleichzeitig mit dem Scanvorgang möglich, was nicht nur eine enorme Zeitersparnis bei einer hohen Anzahl von Scan-Positionen mit sich bringt: Gerade bei sich verändernden Umgebungen ist die synchrone Aufnahme von Laserscan und Fotokamera extrem wichtig. Würden diese Aufnahmen zeitversetzt stattfinden, könnte es unter Umständen passieren, dass sich Objekte zu den unterschiedlichen Zeitpunkten an verschiedenen Stellen befinden.

In Innenräumen bietet eine externe Kamera Vorteile gegenüber integrierten Systemen. Sie liefert bei schlechten Lichtverhältnissen eine bessere Bildqualität und erweist sich als besonders leistungsfähig, wenn Bilder gleichzeitig mit den Scandaten erfasst werden. Zudem wird sie weniger durch unterschiedliche Lichtquellen, wie beispielsweise LED-Innenleuchten, beeinträchtigt, was zu klareren und präziseren Bildern führt.

Vier intensive Tage: Datenaufnahme und Auswertung

Mit der gewählten Standardauflösung von 34mdeg oder 6mm Punktabstand auf 10m und der Bildaufnahme während des Scans, wird eine Aufnahmedauer einer einzelnen Scan-Position von unter einer Minute erzielt. Die Auflösung der Gesamtpunktwolke (zusammengesetzt aus den Einzelscans) und auch der durchschnittliche Punktabstand ist dann aufgrund des hohen Überlappungsgrades nochmals deutlich besser als die 6mm der Einzelscans.

In vier Tagen wurden so an 1121 Scan-Positionen jeweils einzelne 360°-Scans inklusive Bilder aufgenommen. Die Registrierung der einzelnen Positionen erfolgte direkt und automatisch im Scanner selbst. Bei dieser Voxel-basierten Registrierung werden die einzelnen Scans unter Verwendung von verschiedenen eingebauten Sensoren nahezu in Echtzeit zueinander ausgerichtet. Das spart enorm viel Zeit in den nachfolgenden Prozessierungsschritten.

Ein sogenannter Multi-Station-Ausgleich für das gesamte Projekt erfolgt anschließend in der Post-Processing Software RiSCAN PRO. Dieser Ausgleich sorgt dafür, dass mögliche Klaffungen eliminiert und wenn notwendig auch extern vermessene Kontrollpunkte berücksichtigt werden. 

Neben dem regen laufenden Betrieb im Kloster sorgte auch das Wetter, das an den Nachmittagen stets von den höheren Bereichen des Himalaya Gebirges frischen und ausgiebigen Niederschlag brachte, für Herausforderungen. Enge, verwinkelte Räumlichkeiten und Verbindungen über steile und enge Stufen verlangten im Ablauf gute Konstitution und Konzentration.

Ausblick und Danksagung

Für das Königreich Bhutan markiert dieser erste Laserscanning-Einsatz einen wichtigen Schritt in der Modernisierung der Kulturerbe-Dokumentation. Lokale Behörden, Denkmalpfleger und Ingenieure gewinnen dadurch eine präzise und langlebige Datengrundlage für weiterführende Planungen. 

Dieses Projekt unterstreicht aber auch das Potential eines modernen terrestrischen RIEGL Laserscanners. Der VZ-600i kombiniert Geschwindigkeit, Genauigkeit und das Zusammenwirken von unterschiedlichen Sensoren und Softwaretools und präsentiert sich als Präzisionswerkzeug, ohne das ein derartiges Vorhaben nicht umzusetzen gewesen wäre. 

Abschließend möchten wir uns für diese Möglichkeit der Datenaufnahme an einem so einzigartigen Ort bei seiner Heiligkeit, dem neunten Gangteng Rinpoche, besonders bedanken. Seine Weitsicht hat das Projekt und damit die digitale Erhaltung eine solchen Kulturerbes erst möglich gemacht.

Unser Dank gilt auch Jigdrael Shenphen Namgyel, dem Mitautor des Artikels, dessen Verbindung zum Königreich Bhutan – im speziellen zum Gangtey Kloster –uns diese Türen erst geöffnet hat und der diese unglaubliche Reise professionell organisiert und begleitet hat.