Drohnentechnik mit axxiv Workstations


Topografische Aufnahmen mit Drohnen - Mit axxiv Workstations Rechenzeiten massiv verkürzt

Die Osterwalder Lehmann Ingenieure und Geometer AG (kurz OLIG) beschäftigt sich mit Vermessungen, Geoinformatik, Planung, Baupolizei und Tiefbau. OLIG hat sich unter anderem auf die Generierung von Luftbildern und Verarbeitung von Laserscanning-Daten spezialisiert. Mit der ursprünglichen Hardware-Lösung dauerten die Rechenarbeitszeiten für die Weiterverarbeitung der Bilddaten schnell mal eine Woche. Nach der Umstellung auf eine neue axxiv Workstation konnte die Verarbeitungszeit der Bilder wesentlich verkürzt werden.
Nach zweieinhalb Monaten im Einsatz haben wir bei Erich Widmer, Fachbereichsleiter Vermessung / Geoinformatik bei OLIG, nachgefragt, wie er mit der axxiv Workstation zufrieden ist. Seine Erfahrungen hat er in einem Interview mit uns geteilt.

Zum Erfahrungsbericht
Als Anbieter für amtliche, Bau- sowie Ingenieursvermessungen arbeitet OLIG unter anderem mit Drohnen und Laserscannern. Mit ihrer Drohne «eBee» befliegen sie in kurzer Zeit grossflächige Gebiete und generieren Luftaufnahmen mit hoher Auflösung. Die so entstehenden enormen Bilddatenmengen dienen als Grundlage für die Berechnung von Orthofotos oder Geländemodellen. Sie werden dafür mit der Drohnen-Mapping Software Pix4D weiterverarbeitet.

Für Baudokumentationen, Grundrisse und Fassadenpläne kommt ein 3D-Laserscanner zur hochauflösenden Bilderfassung zum Einsatz. Diese Bilddaten verarbeitet OLIG mit der 3D Scanning- und Modellierungs-Software Trimble RealWorks.

Die bisherige Hardware-Lösung bestand aus einer Dell Precision 5820 Workstation mit einem Intel Xeon W-2145 CPU @ 3.7 GHz und 32 GB RAM sowie einer Nvidia Quatro P5000 Grafikkarte.

Die Problemstellung

Die Rechenzeiten für die Umwandlung der Drohnen-Aufnahmen in eine 3D-Map betrugen mit der bisherigen Workstation schnell mal eine Woche. Zu lange für das Team von OLIG, das die internen Prozesse effizienter abhandeln und damit die Produktionszeiten der zu erstellenden 3D-Maps, Pläne, Modelle, Grundrisse etc. beschleunigen wollte.

Deswegen wandte sich OLIG mit der Frage ans axxiv Team, ob eines der axxiv Workstation Modelle geeignet sei, um die Rechenzeiten massiv zu verkürzen.

Wie ist axxiv die Herausforderung angegangen?

Um zu evaluieren, ob für die Bedürfnisse von OLIG überhaupt eine neue Workstation nötig ist, überprüften die Workstation-Spezialisten des axxiv Teams als erstes, ob der Kunde auf seiner damaligen Dell Workstation die korrekten Konfigurationseinstellungen vorgenommen hatte. Unter anderem kann nämlich mit dem Auslagern der Berechnungen der Software Pix4D auf die Grafikkarte massiv an Rechenzeit gespart werden. Die Konfigurationen waren korrekt eingestellt, folglich musste für eine schnellere Rechenleistung die Workstation ersetzt werden.

Für die Evaluation dieser neuen, perfekt auf die Anforderungen des Kunden abgestimmten axxiv Workstation, setzte sich das axxiv Team mit dem Softwarehersteller Pix4D in Verbindung. So wurden die optimal zur Software passende Hardware gemeinsam mit dem Hersteller eruiert, in der axxiv Workstation verbaut und anschliessend getestet.

Wie die Software Pix4D die Hardware fordert

Die Software Pix4D arbeitet stark parallelisiert und nutzt die Vorteile von Multi-Core-CPUs (Verteilung der Rechenschritte auf mehrere Kerne) und GPU-Cuda-Verarbeitung (Plattform von NVIDIA um Berechnungen auf die GPU auszulagern). Pix4D berechnet Bilddaten in drei Schritten. Bei jedem Schritt wird die Hardware anders gefordert. So wird im ersten Berechnungsschritt hauptsächlich der Prozessor und die Grafikkarte beansprucht, im zweiten Schritt der Prozessor und der Arbeitsspeicher, während im letzten Berechnungsschritt der Systemspeicher eine wichtige Rolle spielt.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen, ergaben sich für das axxiv Team folgende Anforderungen an die Hardware der neuen axxiv Workstation für OLIG:

• Eine CPU mit möglichst vielen Kernen und möglichst hoher Taktfrequenz
• Grosser und schneller Arbeitsspeicher
• Eine schnelle SSD
• Eine Grafikkarte die parallel rechnen kann (Cuda-Verarbeitung unterstützt)

Spezifikationen der auf die Bürfnisse von OLIG abgestimmten axxiv Workstation

KomponentenVerbaute HardwareBesonderheiten
CPUIntel Core i9 7980XE 2.6 GHz- 36 Threads (18 Hardware Kerne und 18 virtuelle Kerne) ermöglichen das parallele Ausführen der Software-Berechnungen.
- Für eine noch bessere Leistung wurde die CPU von den axxiv Technikern übertaktet.
- Für eine noch bessere Kühlleistung ersetzten die axxiv Techniker die Original-Wärmeleitpaste er CPU mit der Conductonaut-Wärmeleitpaste von Thermal Grizzly. Die Paste ist aus Flüssigmetall und erzielt durch ein spezielles Mischverhältnis einen besonders hohen Wärmeleitwert. Die Temperaturen fallen beachtlich. Dadurch ist nebst höheren Taktraten auch eine leisere Kühlung der Workstation möglich.
CPU LüfterNoctua NH-D15- Aufgrund der übertakteten CPU ist ein extrem guter Lüfter essentiell.
NetzteilSeasonic PRIME Ultra 1000 Platinum
GrafikASUS ROG-STRIX-GTX1080Ti, 11GB- Unterstützt Cuda-Verarbeitung
RAMKingston 2 x HyperX Fury DDR4 3200MHz 64GB
SSDSamsung 2 x NVMe SSD 960 Pro 1TB- Viel und schneller Speicher damit umfangreiche Datenmengen schnell gespeichert und wieder aufgerufen werden können.
Die axxiv VICTUR AX29910 Workstation mit diversen Spezialkomponenten bietet OLIG nun uneingeschränkte Rechenpower für die grossen Workloads.


Das Ergebnis

Mitte Juni 2018 traf die auf Pix4D sowie Trimble RealWorks optimierte axxiv Workstation bei OLIG ein. Bereits nach dem ersten Testlauf über Nacht war der Kunde begeistert. Die rechenintensiven Teile seien nun sehr viel schneller, was die nachfolgenden Zahlen des Kunden belegen.


Berechnungsschritt 1 von Pix4D

Vorher 4.22.33 Stunden, jetzt 1.19.21 Stunden - Berechnung ca. dreieinhalb mal schneller mit der axxiv Workstation

Berechnungsschritt 2 von Pix4D

vorher 12 Stunden, jetzt 1 Stunde - Berechnungen 12 mal schneller mit der axxiv Workstation

Bei den nicht rechenintensiven Teilen bleibt die Rechenzeit erwartungsgemäss in etwa gleich. Der Grund dafür: Bei diesen Rechenschritten werden die Vorteile von Multi-Core-CPUs (Verteilung der Rechenschritte auf mehrere Kerne) und GPU-Cuda-Verarbeitung (Plattform von NVIDIA um Berechnungen auf die GPU auszulagern) von der Software Pix4D nicht genutzt.


Lückenlose Funktionalität garantiert

Im Schadenfall oder falls Fragen zur axxiv Workstation auftauchen, kann sich das Team von OLIG an das axxiv Service-Center in Root wenden. Drei Jahre Bring-In-Garantie sind bei den axxiv Workstations Standard. Auch Garantieerweiterungen wie z.B. «Vor-Ort-Service innerhalb des folgenden Werktages» sind möglich.

Integrator

IT-Abteilung der Osterwalder Lehmann Ingenieure und Geometer AG

Sie interessieren sich für eine passgenau auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittene Workstation? Wir beraten Sie gerne. Wenden Sie sich im Live-Chat, unter Telefon +41 41 785 11 12 oder per E-Mail an unsere axxiv Experten.