Was bringen 3D-Messverfahren?

Das Kompetenzzentrum Forensik der Kantonspolizei St.Gallen beschäftigt sich schon seit über zehn Jahren mit der dreidimensionalen Dokumentation und Auswertung von Tat- und Ereignisorten. Die umfangreiche Ausrüstung kommt in den verschiedensten Fällen zum Einsatz.

3D-Messverfahren ermöglichen es der Forensik der Kantonspolizei St.Gallen, Tat- und Ereignisorte in kurzer Zeit in hoher Genauigkeit zu erfassen. Aus den Daten können Messdaten extrahiert und herausgelesen werden. Die Technik erlaubt es, insbesondere komplexe Tat- und Ereignisorte in kürzerer Zeit für weitere Untersuchungen freizugeben und gleichzeitig die Genauigkeit der messtechnischen Auswertung zu erhöhen. Das Kompetenzzentrum Forensik verfügt im Bereich der 3D-Aufnahmen über konventionelle 3D-Laserscanner, Handscanner mit Streifenlichtprojektion sowie fotogrammetrische Verfahren.

Ausrüstung

Laserscanner – Im Jahr 2012 wurde der erste 3D-Laserscanner angeschafft. Mittlerweile sind vier derartige Geräte im Einsatz. Diese werden von Mitarbeitenden der Abteilung Brand und Spezialfälle eingesetzt, bedient und ausgewertet. Solche Scanner kommen jährlich etwa 20 bis 30 Mal zum Einsatz.

Handscanner – Seit 2020 ist die Abteilung Brand und Spezialfälle im Besitz von 3D-Handscannern. Diese wurden ursprünglich angeschafft, um tote Personen bei unterschiedlichen Ereignissen möglichst schnell in 3D erfassen zu können. Diese Zeitersparnis, die dadurch entsteht, bringt den grossen Vorteil, dass Mitarbeitende der Gerichtsmedizin schneller Zugang zu den Leichen und somit bessere Bedingungen für die Todeszeitpunktbestimmung haben.

Die Handscanner ermöglichen es aber auch, Gesichter oder Hände von Personen einzuscannen. Die Geräte erreichen eine 3D-Auflösung mit einer Genauigkeit von bis zu 0.1 mm. Nebst den 3D-Handscannern kommen seit 2020 auch 2D-Laserscanner zum Einsatz. Diese werden eingesetzt, um im Handumdrehen einen Grundrissplan eines Tatorts zu erstellen. Die Erstellung eines Plans einer grossen Wohnung beispielsweise dauert damit maximal fünf Minuten. Für die Erstellung von Grundrissplänen von Brandobjekten wird seit kurzem ein sogenannter SLAM-Scanner eingesetzt. Dabei handelt es sich um einen 3D-Laserscanner, der Daten aufnehmen kann, während man ihn in der Hand hält und sich damit durch ein Objekt bewegt.

Fotogrammetrie – Fotogrammetrische Software ist bei der Forensik der Kantonspolizei St.Gallen seit knapp zehn Jahren im Einsatz. Sie ist in der Lage, aus Fotos, die aus unterschiedlichen Perspektiven von Objekten oder Landschaften aufgenommen wurden, eine dreidimensionale Darstellung zu erzeugen.

Einsatzgebiete

Dokumentation bei Tötungsdelikten – Die 3D-Messtechnik kommt vor allem bei Tötungsdelikten zum Einsatz und stellt dabei meist den ersten Schritt der Tatortarbeit dar. Der relevante Bereich des Ereignisorts wird mithilfe von Laserscanning möglichst unverändert und detailgetreu vermessen. Befindet sich der Tatort im Freien oder ist die Umgebung des Tatgeschehens von Bedeutung, werden die Laserscan-Daten häufig durch fotogrammetrische Drohnenaufnahmen ergänzt. Die daraus gewonnenen Daten dienen unter anderem der Erstellung präziser Planskizzen oder der dreidimensionalen Rekonstruktion des Tatablaufs. Darüber hinaus ermöglichen sie es, Tatorte im Nachhinein mit geringem Aufwand in virtueller Realität zu analysieren. Hierfür kommen verschiedene Virtual-Reality-Systeme zum Einsatz.

Ursprungsorte von Blutspritzern – Blutspritzer an Tatorten können zeigen, wo im 3D-Raum sie ihren Ursprung haben. Das funktioniert umso besser, je mehr Blutspritzer vorhanden sind. Der Auftreffwinkel der Blutstropfen wird aufgrund der Form der Blutspritzer bestimmt. Mit der eingesetzten Software kann diese Berechnung durchgeführt und die daraus resultierende Darstellung anschliessend im 3D-Raum visualisiert werden.

Personengrössenbestimmung – Die 3D-Vermessungstechnik eignet sich gut, um in zweidimensionalen Video- oder Bilddarstellungen Vermessungen durchzuführen. Insbesondere ist dies interessant, wenn die Grösse einer Täterschaft ermittelt werden soll. Dazu wird die Umgebung, in der die Täterschaft auf einem Video zu sehen ist, vor Ort vermessen (zum Beispiel ein Tankstellenshop nach einem Raubüberfall). Anschliessend kann das Videobild mit der vermessenen Umgebung kombiniert werden. Dadurch wird es möglich, die Täterschaft im Bild zu vermessen. Die Messgenauigkeit ist dabei von Kriterien wie Videoauflösung, Aufnahmewinkel, Schuhwerk der Täterschaft und vielem mehr abhängig.

Das Videobild wird mit einem 3D-Scan überlagert. Anschliessend kann anstelle der unbekannten Person eine 3D Figur eingefügt werden, deren Grösse bekannt ist. Um dieses Vorgehen zu veranschaulichen: Ziehe den Pfeil im Bild nach links!

Weitere Einsatzgebiete

Gesichtsvergleich/Händevergleich – Bei Gesichtsvergleichen mit schlecht aufgelösten Personenbildern ist es oft hilfreich, das Gesicht der zu vergleichenden Person mittels 3D-Vermessungsverfahren (Handscanner oder Fotogrammetrie) aufzunehmen. Dies hat den Vorteil gegenüber herkömmlich erstellten Vergleichsfotos, dass der Betrachtungswinkel bei der eigentlichen Vergleichsarbeit im Labor variiert werden kann. Dasselbe gilt beim Vergleich von Händen, welche öfters in selbstaufgenommenen Videos zu sehen sind.

Vermessen von Geldstapeln – Ein weiteres Einsatzgebiet für 3D-Anwendungen ist die Vermessung von Geldstapeln. Wenn Bilder von Bargeldstapeln (meist Selfies der Täterschaft mit Stapeln an Notengeld) sichergestellt werden, stellt sich oft die Frage, wie hoch der Betrag ist, der auf den Bildern zu sehen ist – natürlich immer unter dem Vorbehalt, dass es sich tatsächlich um echtes Geld handelt. Diese Fragestellung lässt sich am besten mit 3D-Software beantworten. Ein 3D-Programm erlaubt es, die Notenstapel in 3D zu rekonstruieren. Voraussetzung dafür ist, dass die Länge und Breite der Notenstapel auf den Fotos erkannt werden können. Da die Dimensionen der Banknoten bekannt sind, kann so im 3D-Raum die Stapelhöhen berechnet werden. Dadurch lässt sich die Anzahl der Noten abschätzen.

Ballistische Untersuchungen – Bei Delikten, die mit Schusswaffen begangen wurden, wird die 3D-Vermessungstechnik eingesetzt, um den Schützenstandort zu bestimmen. Voraussetzung dafür ist, dass das verwendete Projektil mindestens zwei hintereinanderliegende Punkte durchschlagen hat oder ein genügend langer Schusskanal vorliegt.

Erstellen von Plänen für die Unfalldokumentation – Vor einigen Jahren wurde die vorherige Methode für die Unfallplanerstellung durch Fotogrammetrie ersetzt. Die Fotos, welche für die Fotogrammetrie verwendet werden, stammen entweder aus bodengestützten Aufnahmen oder werden mittels Flugdrohnen aufgenommen. Es ist auch möglich, beide Aufnahmemethoden miteinander zu kombinieren. Die Software erstellt Orthofotos; also eine geometrisch korrekte, nicht verzerrte Darstellung der Unfallstelle. Der Massstab dieser Orthofotos wird mit Hilfe von Kreuzen bestimmt, welche die Frontmitarbeitenden jeweils im Abstand von zehn Metern auf die Strasse sprayen. Zusätzlich wird die Unfallstelle im Nachhinein mit einem hochpräzisen GPS-System vermessen, wodurch eine Genauigkeit der Darstellung im einstelligen Zentimeterbereich erreicht wird. Teilweise werden auch Drohnen mit einem hochpräzisen GPS-System eingesetzt.

3D Messverfahren ersetzen die polizeiliche Arbeit zwar nicht, aber sie erleichtern sie. Der stete Fortschritt der Technik macht auch in diesem Punkt nicht Halt vor der Kantonspolizei St.Gallen.

Wie die Mitarbeitenden der Kantonspolizei St.Gallen mit Vermessungstechnik arbeiten, wird in einem Film aus dem Jahr 2022 eindrücklich aufgezeigt.