SLAM-Vermessung mit Handheld-LiDAR
Schnell, ohne Drohnen-Genehmigung, mit hoher Punktdichte: Handheld-Systeme erfassen Indoor-Räume, dichte Vegetation, Gräben und schmale Trassen dort, wo eine Drohne nicht oder nicht effizient eingesetzt werden kann. Was die Methode kann, wo ihre Grenzen liegen, wann sie sich lohnt und welche Datenformate Sie erhalten.
SLAM steht für Simultaneous Localization and Mapping. Der Algorithmus stammt aus der Robotik der 1980er Jahre und beschreibt das Prinzip, mit dem ein bewegter Sensor gleichzeitig seine eigene Position bestimmt und eine Karte der Umgebung aufbaut. In der Vermessungspraxis trifft man SLAM heute vor allem als Handheld-LiDAR-System: ein tragbares Gerät, das LiDAR-Sensor, IMU, GNSS und mehrere RGB-Kameras kombiniert. Aufgenommen wird fußläufig, ausgewertet wird in der Hersteller-Software, das Ergebnis ist eine dichte, kolorierte 3D-Punktwolke.
Für viele Aufgaben in der Vermessung ist SLAM die schnellere und unkompliziertere Alternative zur Drohne. Es entfallen Aufstiegsfreigaben, Flugplanung und die Diskussion mit der Bezirksregierung. Das Gerät ist nach drei Minuten Initialisierung einsatzbereit, die Live-Vorschau zeigt während der Begehung, was bereits aufgenommen ist. Drinnen funktioniert SLAM ohnehin, wo Drohnen nicht infrage kommen, draußen ergänzt es Drohnenbefliegungen unter Vegetation, in Gräben oder an Stellen, die der Sensor aus der Luft nicht sieht.
Dieser Beitrag erklärt, wo SLAM in der Vermessung sinnvoll ist, wie ein Handheld-System aufgebaut ist, wie sich die Methode gegen Drohne und terrestrischen Laserscanner abgrenzt, welche Punktdichten realistisch sind und worauf es bei der Beauftragung ankommt. Über das Verzeichnis von passpunkt.de finden Sie Fachbüros, die SLAM-Aufnahmen bundesweit anbieten.
SLAM-Handheld-LiDAR ist die richtige Wahl für kleine Flächen unter einem Hektar, Indoor-Aufmaße, Aufnahmen unter Vegetation, Gräben, Trassen und schmale Bereiche. Die Punktdichte erreicht häufig über 10.000 Punkte pro Quadratmeter, eine Aufstiegsfreigabe entfällt. Drohnen bleiben effizienter bei großen offenen Flächen, terrestrische Laserscanner bleiben das Mittel der Wahl, wenn millimetergenaue Stationsmessungen gefordert sind.
Wo SLAM-LiDAR in der Vermessung eingesetzt wird.
Vier typische Aufgaben aus der Praxis. SLAM zeigt seine Stärken überall dort, wo eine Drohne nicht hinkommt, der Aufwand für eine Aufstiegsfreigabe in keinem Verhältnis zum Projekt steht oder die Punktdichte über dem liegt, was aus der Luft erreichbar ist.
Indoor-Aufmaße und Bestandspläne
Gebäude, Treppenhäuser, Industriehallen, Tunnel. Drinnen funktionieren weder GNSS noch Drohne zuverlässig. Das Handheld-System läuft fußläufig durch das Objekt und liefert eine vollständige 3D-Punktwolke als Grundlage für CAD-Schnitte, BIM-Modelle und Bestandspläne.
Aufnahmen unter Vegetation
Im dichten Wald liegt die Person am Boden mit etwa einem Meter pro Sekunde unterwegs, die Objekte sind nahe. Punktdichten über 10.000 Punkte pro Quadratmeter sind möglich, deutlich mehr als bei Drohnen-LiDAR aus größerer Höhe. Sinnvoll für Forstwege, Bestandsaufnahmen, Renaturierungs-Dokumentation.
Trassen, Gräben, Zuwegungen
Zuwegungen zu Windkraftanlagen und Strommasten, offene Versorgungsgräben, schmale Linieninfrastruktur. Eine Trassenbegehung ist in wenigen Minuten erfasst, im Schnittbild lassen sich Maße direkt abgreifen. Drohne wäre hier ineffizient und braucht Aufstiegsfreigabe.
Volumen von Haufwerken und Bauflächen
Kies, Schotter, Aushub, Mineralien-Halden auf kleinem Lagerplatz. Praxiswerte zeigen rund 8.900 Punkte pro Quadratmeter bei normaler Begehung. Für die Volumenermittlung und Querprofile reicht die Genauigkeit eines GNSS-gestützten Handheld-Systems in den meisten Fällen aus.
Weitere typische Einsätze sind Aufnahmen rund um Gleisanlagen und Bahnhöfe für Querprofile und Umfeld-Dokumentation, Indoor-Aufmaße in Bestandsobjekten vor Sanierung, sowie die Ergänzung einer Drohnenbefliegung an Stellen, an denen der Sensor aus der Luft nicht alles sieht.
Sensor, Algorithmus, Aufnahme.
Ein modernes Handheld-LiDAR-System ist ein Sensor-Verbund. Die einzelnen Komponenten arbeiten gleichzeitig, der SLAM-Algorithmus rechnet sie zu einer konsistenten 3D-Punktwolke zusammen.
LiDAR-Sensor
Ein rotierender Laserscanner. Bei vielen aktuellen Systemen rotiert die Sensoreinheit um 360 Grad, das effektive Sichtfeld liegt typisch bei 270 Grad. Die aufnehmende Person bleibt durch diese Geometrie aus der Punktwolke ausgespart, das Gerät erfasst die Umgebung um den Aufnehmer herum, ohne ihn selbst abzubilden.
IMU und SLAM-Algorithmus
Die IMU (Inertial Measurement Unit) liefert Beschleunigungs- und Drehraten in hoher Frequenz. Der SLAM-Algorithmus verschneidet IMU-Daten mit den Laserscans und rechnet daraus die Trajektorie des Geräts. Aus Trajektorie und Einzelscans wird die konsistente Gesamt-Punktwolke. Das ist die Kernleistung von SLAM: Position und Karte gleichzeitig, ohne externe Vermarkungen.
GNSS und RTK
Außen liefert ein integriertes GNSS-Modul die globale Position. Bei aktiven Systemen wird die RTK-Information live angezeigt und die Aufnahme so georeferenziert. Indoor entfällt das, dort läuft die Aufnahme in einem lokalen Koordinatensystem. Der Anwender kann frei wählen, ob die Lieferung lokal oder geodätisch referenziert erfolgt.
RGB-Kameras und Live-Vorschau
Drei integrierte RGB-Kameras nehmen während der Begehung kontinuierlich Fotos auf. Diese werden später zur Kolorierung der Punktwolke verwendet. Eine Live-Ansicht zeigt während der Aufnahme die entstehende Punktwolke, den Status des Geräts und die GNSS-Information. Der Aufnehmer sieht direkt, ob alle gewünschten Bereiche erfasst sind.
Die Initialisierung dauert rund drei Minuten, danach ist das Gerät einsatzbereit. Längere Begehungen werden mit Schultergurt durchgeführt, damit die Aufnehmer-Hand frei bleibt. Eine Begehung mit etwa einem Meter pro Sekunde liefert in der Regel die beste Balance aus Punktdichte, Stabilität des SLAM und Wirtschaftlichkeit.
Was SLAM in der Praxis liefert.
Die Punktdichte hängt von Geschwindigkeit, Abstand zum Objekt, Sensor-Konfiguration und Vegetation ab. Die Tabelle zeigt typische Größenordnungen aus Praxis-Aufnahmen, keine Herstellerzusagen.
| Szenario | Punktdichte typisch | Eignung der Daten |
|---|---|---|
| Haufwerk-Aufnahme, freie Sicht | ~ 8.900 Pkt/m² | Volumen, Querprofile, Bestand |
| Wald, Bestand mit Bewuchs | > 10.000 Pkt/m² | Geländemodell unter Vegetation, Forstplanung |
| Indoor, Bestandsobjekt | je nach Begehung sehr hoch | Bestandsplan, BIM-Modell, Schnitte |
| Trasse, schnelle Begehung | moderat, je nach Tempo | Längsprofil, Querprofil, Volumen |
| Drohnen-LiDAR (Vergleich aus Luft) | deutlich geringer | große Flächen, Übersicht |
| Terrestrischer Laserscanner (TLS) | sehr hoch, stationär | mm-genaue Bauwerksaufnahme |
| Hoheitliche Vermessung (Grenzen) | amtliche Toleranz | ÖbVI erforderlich, weder SLAM noch Drohne |
Welches Verfahren passt zu welcher Aufgabe.
| Aspekt | SLAM-Handheld-LiDAR | Drohnenvermessung | Terrestrischer Laserscanner |
|---|---|---|---|
| Effiziente Flächengröße | kleine bis mittlere Flächen | große offene Flächen | einzelne Standorte, Bauwerk |
| Erfassung 50 ha | unwirtschaftlich | etwa 60 Min | nicht vorgesehen |
| Indoor | ja | eingeschränkt | ja, sehr genau |
| Aufstiegsfreigabe nötig | nein | ja, EU 2019/947 | nein |
| Punktdichte | sehr hoch | moderat | extrem hoch |
| Perspektive | aus Bodensicht | aus der Luft | stationär, aus Stativhöhe |
| Vegetations-Durchdringung | seitlich gut | nur per LiDAR von oben | seitlich, je nach Standpunkt |
| Aufbau und Vorbereitung | etwa 3 Min | Flugplanung, Genehmigung | Standort-Aufbau pro Position |
| Bedienung | kurze Einweisung möglich | Drohnenführerschein, Erfahrung | Vermesser-Erfahrung nötig |
| mm-Genauigkeit für Bauwerk | nein | nein | ja |
| Hoheitliche Aufgaben | nein | nein | nein, ÖbVI erforderlich |
Vom Erstgespräch bis zur Datenlieferung.
Der typische Ablauf einer SLAM-Vermessung in fünf Schritten.
Aufgabe klären
Was soll erfasst werden, mit welcher Zielgenauigkeit, in welchem Koordinatensystem. Indoor oder Außen, Volumen oder Bestandsplan, lokal oder geodätisch referenziert.
Vorbereitung vor Ort
Initialisierung des Handheld-Systems, etwa drei Minuten. Wenn nötig Kontrollpunkte setzen oder GNSS-Referenz für die globale Lagerung anlegen.
Begehung
Aufnehmer geht das Gebiet ab, Tempo etwa ein Meter pro Sekunde. Der Sensor rotiert um 360 Grad mit 270 Grad Sichtfeld, die Live-Vorschau zeigt den Aufnahmestatus.
Auswertung
Datensatz wird in der Hersteller-Software prozessiert. SLAM rechnet Trajektorie und Punktwolke zusammen, RGB-Kameras kolorieren, optional folgt Klassifikation und Bereinigung.
Übergabe
Lieferung als Punktwolke (LAS, LAZ, E57, PLY) und auf Anfrage als CAD-Schnitte, BIM-Modell oder Volumenbericht mit Querprofilen.
Was Sie nach der Auswertung erhalten.
Standard-Lieferung einer SLAM-Aufnahme. Welche Formate sinnvoll sind, hängt von Ihrer Software-Umgebung und der Weiterverarbeitung ab. Die Lieferformate werden vorab abgestimmt.
Punktwolke
Branchen-Standard für 3D-Punktwolken aus LiDAR. Klassifizierbar, komprimiert (LAZ), einlesbar in CloudCompare, RealityCapture, Civil 3D, ReCap, jeder gängigen Punktwolken-Software.
Universelles Scan-Format
Offener Standard für Punktwolken aus Laserscanning. Speichert zusätzlich Bilder und Sensor-Metadaten, üblich bei Indoor-Aufnahmen und beim Datenaustausch zwischen verschiedenen Scanner-Welten.
Kolorierte Punktwolke und Textformate
PLY für farbige Punktwolken aus den RGB-Kameras. XYZ und PTS als unkomprimierte Textformate für einfachen Austausch und manuelle Auswertung.
CAD-Schnitte und Bestandsplan
Aus der Punktwolke abgeleitete 2D- und 3D-Linien. Querprofile, Längsschnitte, Bestandszeichnungen. Direkter Import in AutoCAD, BricsCAD, MicroStation.
BIM-Modell
Auf Anfrage. Aus der SLAM-Punktwolke wird ein bauteilkonformes BIM-Modell für Bestandsobjekte abgeleitet. Standard für die Übergabe an Hochbau-Architekten und TGA-Planer.
Bericht mit Querprofilen
Auswertungs-Dokumentation mit Schnitten, Höhenprofilen, Volumen-Angaben und Hinweisen zur erreichten Punktdichte. Üblich für Volumenbilanzen und Zuwegungs-Aufmaße.
Sechs Punkte, die vorab geklärt sein sollten.
Was Auftraggeber vor einer SLAM-Aufnahme sinnvollerweise mit dem Fachbüro abklären.
- Aufgabe und Datenprodukt definieren Indoor-Bestandsplan, Volumen eines Haufwerks, Zuwegungs-Aufmaß oder Wald-Bestandsmodell. Aus der Aufgabe ergeben sich Begehungs-Strategie, Auswertungstiefe und Lieferformat.
- Koordinatensystem festlegen Reicht eine lokale Lagerung (frei wählbarer Nullpunkt am Objekt), oder muss die Aufnahme in ETRS89 mit UTM-Abbildung und DHHN2016 georeferenziert werden? Globale Lagerung erfordert GNSS-Stützung oder eingemessene Kontrollpunkte.
- Zugang und Hausrecht klären Auch ohne Aufstiegsfreigabe muss das Betreten vereinbart sein. Bei Industrieobjekten Sicherheitseinweisung, bei Bahnflächen Sperrpausen, bei Privatgrundstücken Zustimmung einholen.
- Punktdichte und Genauigkeit absprechen Gehgeschwindigkeit und Abstand zum Objekt steuern die Punktdichte. Für ein BIM-Bestandsmodell wird langsamer und systematischer begangen als für eine schnelle Volumenkontrolle. Im Angebot konkret festhalten.
- Lieferformate vorab spezifizieren LAS, LAZ, E57, PLY für die Punktwolke, DXF und DWG für CAD-Schnitte, IFC für BIM, PDF für den Bericht. Maschinensteuerungs-Formate sind bei SLAM unüblich, hier ist Drohnen-Photogrammetrie meist passender.
- Grenzen einer SLAM-Aufnahme einkalkulieren Hochpräzise Stationsmessungen (Bauwerk, Maschinenrahmen, mm-Toleranz) bleiben Aufgabe eines terrestrischen Laserscanners. Hoheitliche Aufgaben (Grenzen, amtlicher Lageplan) sind ÖbVI-Aufgabe und liegen außerhalb von SLAM.
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Wer SLAM einsetzt, kombiniert die Methode oft mit angrenzenden Verfahren oder steht vor verwandten Fragen.
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Wenn die Aufgabe größer wird, Vegetation aus der Luft durchdrungen werden muss oder Handheld an seine Reichweiten-Grenzen kommt.
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Wenn millimetergenaue Stationsmessungen gefordert sind, etwa für Bauwerksaufnahmen, Maschinenrahmen oder denkmalgeschützte Objekte.
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Anbieter ansehenWorauf sich das Verfahren stützt.
SLAM mit Handheld-LiDAR ist ein bodengebundenes Verfahren und damit deutlich freier als jede Drohnenbefliegung. Drei Quellen, die in der Praxis trotzdem relevant sind und die jeder Auftraggeber einmal im Original gesehen haben sollte.
DSGVO und Personenbezug
Sichtbare Personen, Kennzeichen, Hausnummern oder einsehbare Innenräume können personenbezogene Daten sein. Vor einer Aufnahme im öffentlichen Raum oder in Betrieben wird Datenschutz und Hausrecht abgestimmt, gegebenenfalls werden Daten anschließend bereinigt.
BfDI InformationSAPOS
Amtlicher Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessungsbehörden. Liefert die Korrekturdaten für RTK-Stützung in der globalen Lagerung von SLAM-Aufnahmen.
SAPOS-PortalHoheitliche Vermessung
Grenzfeststellungen, amtliche Lagepläne und andere hoheitliche Aufgaben sind Öffentlich bestellten Vermessungsingenieuren (ÖbVI) vorbehalten. SLAM-Aufmaße liefern unterstützende Bestandsdaten, ersetzen aber keine ÖbVI-Tätigkeit.
BDVI · Bund der ÖbVIGlossar.
Zwölf Begriffe, die in jedem SLAM-Vermessungsangebot vorkommen, knapp erklärt.
- SLAM
- Simultaneous Localization and Mapping. Algorithmus aus der Robotik, der einem bewegten Sensor erlaubt, gleichzeitig die eigene Position zu bestimmen und eine Karte der Umgebung aufzubauen.
- Handheld-LiDAR
- Mobiles Laserscan-System, das in der Hand oder mit Schultergurt geführt wird. Kombiniert LiDAR-Sensor, IMU, GNSS und meist mehrere RGB-Kameras zur Kolorierung.
- IMU
- Inertial Measurement Unit, inertiale Messeinheit. Liefert Beschleunigungs- und Drehraten, stützt zwischen GNSS-Updates die Trajektorie eines Mobile-Mapping-Systems.
- Mobile Mapping
- Sammelbegriff für Vermessungsverfahren mit bewegtem Sensor. Handheld-SLAM, Rucksack-Systeme, Backpack-Mapping oder fahrzeuggestützte Mapping-Plattformen fallen darunter.
- Punktwolke
- 3D-Datensatz aus Millionen Einzelpunkten mit Lage, Höhe und meist RGB-Werten. Ergebnis einer LiDAR-Aufnahme. Dateiformat typisch LAS, LAZ oder E57.
- Trajektorie
- Aufgezeichneter Bewegungspfad des Sensors während der Aufnahme. Grundlage dafür, jeden Einzelpunkt korrekt in der Punktwolke zu verorten.
- Kolorierung
- Einfärbung der Punktwolke mit RGB-Werten aus den integrierten Kameras. Erleichtert die Interpretation und das Wiedererkennen von Objekten.
- GNSS
- Globales Navigationssatellitensystem. Sammelbegriff für GPS, GLONASS, Galileo und BeiDou. Liefert die globale Position für die Georeferenzierung.
- RTK
- Real-Time Kinematic. GNSS-Korrekturverfahren für Echtzeit-Positionierung mit Zentimeter-Genauigkeit. Bei SLAM über Korrekturdienste oder lokale Basisstation.
- ETRS89/UTM
- Standard-Koordinatensystem für amtliche Geodaten in Deutschland. Standard zur Übergabe von Vermessungsdaten an Behörden und CAD-Systeme.
- DHHN2016
- Deutsches Haupthöhennetz 2016. Amtliches Höhensystem in Deutschland. Höhen aus SLAM-Aufnahmen werden für die globale Lagerung in DHHN2016 referenziert.
- ÖbVI
- Öffentlich bestellter Vermessungsingenieur. Hoheitliche Vermessungsaufgaben wie Grenzfeststellungen und amtliche Lagepläne sind ÖbVI vorbehalten, SLAM-Aufmaße fallen nicht darunter.
Anfrage stellen. passpunkt vermittelt an passende Fachbüros.
Ob Indoor-Bestand, Trassen-Aufmaß, Volumenbilanz oder Wald-Aufnahme: Welches Handheld-System, welche Begehungs-Strategie und welches Lieferformat zu Ihrem Projekt passen, hängt von Aufgabe, Gebietsgröße und Genauigkeitsanforderung ab. Schildern Sie Ihr Projekt, passpunkt prüft Ihre Anfrage und schlägt passende Anbieter aus dem Verzeichnis vor.
SLAM-Vermessung: FAQ.
Antworten auf die Fragen, die vor einer Beauftragung am häufigsten gestellt werden.
SLAM steht für Simultaneous Localization and Mapping. Der Algorithmus stammt aus der Robotik der 1980er Jahre und ermöglicht es einem mobilen Sensor, gleichzeitig seine eigene Position zu bestimmen und eine Karte der Umgebung zu erstellen. In der Vermessung werden SLAM-Systeme typisch als Handheld-Geräte mit LiDAR-Sensor, IMU und integrierten RGB-Kameras eingesetzt. Die Aufnahme erfolgt fußläufig, das Ergebnis ist eine dichte, kolorierte 3D-Punktwolke.
SLAM lohnt sich bei kleinen Flächen unter einem Hektar, bei Indoor-Aufnahmen, in Flugverbotszonen, bei dichter Vegetation und überall dort, wo eine Drohne nicht alles erfasst. Drohnen bleiben effizienter bei großen offenen Flächen, etwa 50 Hektar lassen sich per Drohne in rund 60 Minuten erfassen, eine fußläufige Begehung wäre hier unwirtschaftlich. Häufig sinnvoll ist eine Kombination beider Methoden, Drohne von oben, SLAM für Detail- und Verschattungsbereiche.
Nein. Für die SLAM-Aufnahme mit einem Handheld-System fällt keine Aufstiegsfreigabe der Bundesnetzagentur oder Bezirksregierung an, weil das Gerät bodengebunden geführt wird. Hausrecht, Datenschutz und Betretungsrechte müssen weiterhin geklärt sein, der eigentliche Genehmigungsaufwand entfällt aber. Das macht SLAM gerade bei spontanen oder eng terminierten Aufnahmen attraktiv.
Die Punktdichte hängt von Geschwindigkeit, Abstand zum Objekt und Sensor-Konfiguration ab. In der Praxis werden bei normaler Begehung mit etwa einem Meter pro Sekunde häufig rund 8.900 Punkte pro Quadratmeter erreicht, in Wald-Aufnahmen je nach Begebenheit über 10.000 Punkte pro Quadratmeter. Drohnen-LiDAR liegt aus größerer Höhe und bei höherer Geschwindigkeit deutlich darunter. Genaue Werte gibt das Fachbüro im Erstgespräch projektabhängig an.
SLAM-Handheld-Systeme sind keine hochpräzisen Geräte für millimetergenaue Anwendungen wie amtliche Gleisvermessung oder Maschinenmontage. Für Volumenermittlung, Bestandsplanung, Querprofile, Indoor-Aufmaß und die Dokumentation von Umgebungsbedingungen ist die Genauigkeit ausreichend. Wenn millimetergenaue Stationsmessungen gefordert sind, bleibt der terrestrische Laserscanner das richtige Werkzeug. Die konkrete Zielgenauigkeit klärt das Fachbüro im Erstgespräch projektabhängig.
Typische Einsatzbereiche sind Zuwegungen zu Windkraftanlagen und Strommasten, Gräben mit Versorgungsleitungen, Volumenberechnung von Haufwerken, Indoor-Aufmaße von Gebäuden, Vermessung unter dichter Vegetation, Aufnahmen rund um Gleisanlagen und Bahnhöfe sowie die Ergänzung von Drohnendaten dort, wo aus der Luft Bereiche verdeckt oder nicht erreichbar sind.
Die Punktwolke wird typisch als LAS oder LAZ ausgegeben, branchenüblich sind außerdem E57, PLY und unkomprimierte Textformate wie XYZ oder PTS. Für die Weiterverarbeitung sind CAD-Schnitte (DXF, DWG), 3D-Modelle (IFC für BIM) und PDF-Berichte mit Querprofilen oder Volumen üblich. Die Lieferformate werden vorab mit dem Fachbüro abgestimmt.
Ja. Sie können wählen, ob die Aufnahme in einem lokalen Koordinatensystem oder referenziert auf ein globales geodätisches System geliefert wird, in Deutschland typisch ETRS89 mit UTM-Abbildung und DHHN2016 als Höhensystem. Für die globale Lagerung werden GNSS-Stützpunkte oder eingemessene Kontrollpunkte mitgeführt. Indoor entfällt die globale Lagerung üblicherweise, dort wird lokal aufgenommen.
Die reine Datenerfassung ist schnell. Initialisierung des Geräts dauert etwa drei Minuten, anschließend kann direkt aufgenommen werden. Ein Graben mit Versorgungsleitungen ist in rund drei Minuten erfasst, längere Begehungen werden mit Schultergurt durchgeführt. Die spätere Auswertung in der Hersteller-Software hängt von Datenmenge und Auswertungstiefe ab und wird im Angebot konkret beziffert.
Die Kosten richten sich nach Aufgabe, Gebietsgröße, Genauigkeitsanforderung und Auswertungstiefe. Eine Indoor-Aufnahme mit Bestandsplan-Übergabe wird anders kalkuliert als eine Trassen-Begehung mit GNSS-Referenzierung. Die konkrete Einordnung erfolgt im Erstgespräch mit dem vermittelten Fachbüro. Allgemeine Preisrahmen finden Sie im Kosten-Beitrag.

