St. Martin wird digi­tal: Wie ein digi­ta­ler Zwil­ling die Geschich­te der Kir­che offen­bart

Die Kir­che St. Martin auf Kirch­bühl bei Sem­pach steht seit rund tau­send Jah­ren an ihrem Platz mit Blick auf den Sem­pa­cher­see. Als eines der weni­gen mit­tel­al­ter­li­chen Bau­wer­ke der Inner­schweiz, das sei­nen ursprüng­li­chen Cha­rak­ter über die Jahr­hun­der­te bewah­ren konn­te, ist sie ein wert­vol­les kul­tur­hi­sto­ri­sches Denk­mal. Nun hat die­ses beson­de­re Kul­tur­gut einen digi­ta­len Zwil­ling (digi­tal twin) erhal­ten.

Hoch­mo­der­ne Ver­mes­sungs­tech­nik im Ein­satz

Der Neu­en­kir­cher ETH-Dok­to­rand Mathi­as Häcki führ­te die Ver­mes­sung der Kir­che mit modern­ster Tech­no­lo­gie durch. Er ver­wen­de­te einen Laser­scan­ner, der 2 Mil­lio­nen Punk­te pro Sekun­de mit einer Genau­ig­keit von 1,9mm bei 10 Metern Distanz erfasst. Für die voll­stän­di­ge Erfas­sung der Kir­che waren 228 Scan­stand­or­te nötig. Die­se Tech­nik wur­de durch ein Ver­fah­ren namens Pho­to­gram­me­trie ergänzt.

Der Sem­pa­cher Foto­graf Mar­co Sie­ber unter­stütz­te das Pro­jekt mit hoch­auf­lö­sen­den Bil­dern des Innen­raums. Zusätz­lich fer­tig­te Häcki mit einer Droh­ne meh­re­re tau­send Auf­nah­men aus 30 und 60 Metern Höhe an. «Der Laser­scan­ner lie­fert ein Gerüst, die Pho­to­gram­me­trie legt sich dann wie ein Man­tel dar­über und ergänzt die Ober­flä­che. Damit erhal­ten wir eine Rekon­struk­ti­on der Kir­che in sehr hoher Auf­lö­sung», beschreibt Häcki das Ver­fah­ren gegen­über der «Sem­pa­cher Woche» (voll­stän­di­ge Arti­kel s. unten).

Vom Punkt­wol­ken­mo­dell zum digi­ta­len Zwil­ling

Aus den Mil­lio­nen von Mess­punk­ten ent­steht zunächst eine drei­di­men­sio­na­le Punkt­wol­ke, die ein voll­stän­di­ges Abbild der Kir­che dar­stellt. Die­se wird dann in ein 3D-Modell über­setzt, bei dem die ein­zel­nen Bau­tei­le iden­ti­fi­ziert und model­liert wer­den. Im letz­ten Schritt wer­den die Bau­tei­le mit Infor­ma­tio­nen ange­rei­chert – etwa zu deren Alter, Mate­ria­li­tät und Bau­ge­schich­te.

Der so ent­stan­de­ne digi­ta­le Zwil­ling ist weit mehr als nur ein 3D-Modell. Er bil­det eine drei­di­men­sio­na­le Daten­bank, die das Bau­werk und den aktu­el­len Wis­sens­stand reprä­sen­tiert. Durch die inte­grier­ten Infor­ma­tio­nen las­sen sich die Bau­tei­le nach ver­schie­de­nen Kri­te­ri­en fil­tern und dar­stel­len – zum Bei­spiel kön­nen die ver­schie­de­nen Bau­pha­sen der Kir­che farb­lich her­vor­ge­ho­ben wer­den.

Viel­fäl­ti­ge Anwen­dungs­mög­lich­kei­ten

Für die 2022 gegrün­de­te Stif­tung Pro Kirch­bühl, die sich für den Erhalt und die Ver­mitt­lung die­ses Kul­tur­guts ein­setzt, eröff­nen sich durch den digi­ta­len Zwil­ling inter­es­san­te Mög­lich­kei­ten.

«In erster Linie geht es dar­um, den aktu­el­len Zustand der Kir­che, ins­be­son­de­re der Sec­co­ma­le­rei­en, fest­zu­hal­ten. Das hilft uns zu sehen, wo es Män­gel und Schä­den gibt», erklärt Alex­an­der Lieb, Prä­si­dent der Stif­tung, gegen­über der «Sem­pa­cher Woche». Für die Denk­mal­pfle­ge und mög­li­che Restau­rie­rungs­ar­bei­ten bie­te die digi­ta­le Kar­tie­rung zudem wert­vol­le Daten.

Auch für die kul­tur­hi­sto­ri­sche Ver­mitt­lung ist das 3D-Modell ein wert­vol­les Instru­ment. «Nicht nur die Wand­ma­le­rei­en, son­dern auch die histo­ri­schen Bau­pha­sen kön­nen durch das digi­ta­le Abbild ver­mit­telt und dar­ge­stellt wer­den», betont Lieb.

For­schung und Bau­ge­schich­te

Durch die Kom­bi­na­ti­on von histo­ri­scher Bau­for­schung und moder­ner Ver­mes­sungs­tech­nik ent­steht ein wert­vol­les Werk­zeug zur Doku­men­ta­ti­on, Erfor­schung und Erhal­tung die­ses bedeu­ten­den Kul­tur­guts.

Der digi­ta­le Zwil­ling der Kir­che St. Martin sichert nicht nur den aktu­el­len Zustand für die Nach­welt, son­dern bie­tet auch eine soli­de Grund­la­ge für zukünf­ti­ge Reno­va­ti­ons­ar­bei­ten und trägt so zum lang­fri­sti­gen Erhalt die­ses wert­vol­len Denk­mals bei.