PDF Download - allnav

PDF Download - allnav PDF Download - allnav

02.06.2013 Aufrufe

Technik&mehr Eine Publikation für Fachleute des Vermessungswesens und der Kartografie • Ausgabe 2012-3 Scannen kultureller Schätze Fjord Monitoring Überwachung gefährdeter Bergflanken in Norwegen 3D für alle Auf den Spuren von Dschingis Khan Die Suche nach dem verlorenem Grabmal

Technik&mehr<br />

Eine Publikation für Fachleute des Vermessungswesens<br />

und der Kartografie • Ausgabe 2012-3<br />

Scannen<br />

kultureller<br />

Schätze<br />

Fjord Monitoring<br />

Überwachung gefährdeter Bergflanken in Norwegen<br />

3D für alle<br />

Auf den Spuren von Dschingis Khan<br />

Die Suche nach dem verlorenem Grabmal


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Willkommen zur neusten Ausgabe der Technik&mehr!<br />

Technik&mehr<br />

Sehr geehrte Leser,<br />

Wir wünschen Ihnen viel Freude<br />

beim Lesen dieser Ausgabe der<br />

Technik&mehr. Eingebettet in<br />

unser neues Design erwarten<br />

Sie Artikel, in denen weltweite<br />

Vermessungsprojekte<br />

präsentiert werden. Jede<br />

Ausgabe der Technik&mehr soll<br />

Ihnen Neues bieten und wir<br />

hoffen, dass das neue Layout<br />

dieses Ziel zusätzlich erfüllt. Chris Gibson: Vice President<br />

In dieser Ausgabe finden Sie<br />

einige interessante Berichte: So wird ein Scanprojekt in<br />

den Vereinigten Arabischen Emiraten vorgestellt und über<br />

die Nutzung modernster Technologie bei der Suche nach<br />

Dschingis Khans verlorenem Grab in der Mongolei berichtet.<br />

Außerdem erfahren Sie mehr über die Überwachung<br />

potenzieller Bergstürze an den Fjorden Norwegens und<br />

über ein Vermessungsprojekt im sizilianischen Meer sowie<br />

an einem See in Frankreich. Lesen Sie weiterhin vom<br />

Monitoring eines Großbauprojekts am Panamakanal und<br />

von den Anwendungsmöglichkeiten in Trimble® SketchUp<br />

und über vieles mehr.<br />

Die Technik&mehr legt den Schwerpunkt auf die<br />

Vorstellung von Projekten aus der ganzen Welt, die die<br />

Leistungssteigerung mittels Trimble-Technologie deutlich<br />

machen. Wir hoffen, dass der eine oder andere Artikel neue<br />

Ideen und nützliche Informationen beinhaltet, von denen<br />

Sie und Ihr Unternehmen profitieren werden.<br />

Möchten Sie in der Technik&mehr über Ihre eigenen<br />

Projekte berichten? Schreiben Sie eine E-Mail an<br />

Survey_Stories@trimble.com und erfahren Sie mehr. Wenn<br />

Sie wollen, schreiben wir sogar den Artikel für Sie.<br />

Und jetzt viel Freude mit dieser Ausgabe der Technik&mehr.<br />

Chris Gibson<br />

• Vereinigte Arabische Emirate<br />

– Seite 2<br />

Scannen kultureller Schätze<br />

• Norwegen – Seite 6<br />

Monitoring gefährdeter<br />

Bergflanken<br />

• Mongolei – Seite 10<br />

Auf der Suche nach Dschingis<br />

Khans Grab<br />

• Frankreich – Seite 20<br />

Seevermessung in Frankreich<br />

Herausgegeben von:<br />

Trimble Engineering & Construction<br />

10355 Westmoor Drive<br />

Westminster, Colorado 80021, USA<br />

Tel.: +1-720-887-6100<br />

Fax: +1-720-887-6101<br />

E-Mail: T&M_info@trimble.com<br />

www.trimble.com<br />

Chefredakteurin: Shelly Nooner<br />

Redaktion: Lea Ann McNabb, Lindsay Renkel,<br />

Omar Soubra, Angie Vlasaty, Heather Silvestri,<br />

Eric Harris, Kelly Liberi, Susanne Preiser,<br />

Christiane Gagel, Anke Becker, Lin Lin Ho,<br />

Bai Lu, Echo Wei, Maribel Aguinaldo,<br />

Stephanie Kirtland,<br />

Technisches Marketingteam Vermessung<br />

Layout und Grafik: Tom Pipinou<br />

© 2012, Trimble Navigation Limited. Alle Rechte vorbehalten. Trimble, das Globus- und Dreieck-<br />

Logo, GeoExplorer, Juno, NetRS, RealWorks and TSC2 sind beim United States Patent and Trademark<br />

Office eingetragene Markenzeichen der Trimble Navigation Limited oder ihrer Tochtergesellschaften.<br />

4D Control, Access, CX, Floodlight, FX, GeoXH, GPScorrect, Integrity Manager, NetR5, NetR9, Survey<br />

Controller, VRS, VRS3Net und VX sind Markenzeichen der Trimble Navigation Limited oder ihrer<br />

Tochtergesellschaften. Alle anderen Markenzeichen sind Eigentum der jeweiligen Inhaber.


Technik&mehr<br />

Erweiterung eines Kanals<br />

Darstellung des neuen Kanals bei den Miraflores-Schleusen. Durch den neuen Borinquen-Damm werden der bestehende Kanal und die Schleuesenanlage<br />

(rechts) vom neuen Kanal getrennt, der eine neue Schleuse für größere Schiffe bietet.<br />

Seit Langem ist der Panamakanal als eine der bedeutendsten<br />

Leistungen von Ingenieuren anerkannt und spielt eine<br />

zentrale Rolle für den Welthandel. Der Kanal ist jedoch schon<br />

fast 100 Jahre alt, und die Schleusen und Kanäle sind für moderne<br />

Fracht- und Containerschiffe nicht passierbar. Die Panama Canal<br />

Authority (ACP) hat mehrere Projekte in Angriff genommen, um<br />

die Kanalkapazität zu erweitern. Eines der größten davon ist die<br />

dritte Schleusenanlage. Hierbei wird eine Schleusenstraße mit<br />

neuen Schleusen und Fahrrinnen gebaut, die auch für die größeren<br />

Schiffe passierbar ist.<br />

Der Projektplan erfordert, den normalen Kanalbetrieb ohne<br />

Unterbrechung fortzusetzen. Bei den Baumaßnahmen werden<br />

Hilfsbauten und Fangedämme verwendet, um die Baubereiche<br />

wasserfrei zu halten. Die neuen Schleusen und Kanäle erfordern<br />

intensive Aushub- und Erdarbeiten. Viele Bereiche erfordern<br />

eine konstante Überwachung, um Arbeiter und Ausrüstung<br />

vor abrutschendem Erdreich oder Abbrüchen an den steilen,<br />

schlammigen Böschungen zu schützen. Während die Aushub-<br />

und Bauarbeiten von Baufirmen durchgeführt werden, ist<br />

die Geodäsieabteilung der Panama Canal Authority für die<br />

Überwachung der Böschungen zuständig. Unter der Leitung von<br />

Miguel Narbona, dem Leiter der Geodäsieabteilung, führen die<br />

ACP-Messteams regelmäßige Überwachungsmessungen der<br />

Böschungen und Dämme durch.<br />

ACP platzierte vier Trimble S8 Totalstationen, um einen Kanal in der<br />

Nähe des Gaillard-Durchstichs zu überwachen. Auf der Atlantikseite<br />

wird mit einer fünften Totalstation ein Aushub in der Nähe der<br />

neuen Gatun-Schleusenanlagen überwacht. Die Instrumente<br />

sind mit einem Funkkommunikationsnetz verbunden und<br />

werden über ein Computernetzwerk mit der Trimble 4D Control-<br />

Software gesteuert. Die Totalstationen sind in Stahlkäfigen<br />

aufgestellt, die an den Baustellen auf Stahlpfosten montiert sind.<br />

Obwohl das Klima in Panama heiß und regnerisch ist, brauchen<br />

sich die Messteams keine Sorgen um den Wetterschutz<br />

der Totalstationen machen. Wesentlich wichtiger ist ihnen,<br />

die Ausrüstung geeignet zu sichern, und so wurden die<br />

Schutzeinfassungen der Instrumente so konstruiert, dass ein<br />

unberechtigter Zugriff ausgeschlossen ist. ACP führt außerdem<br />

regelmäßige Projektüberwachungen durch und verwendet hierzu<br />

eine Trimble S8 zusammen mit einer Trimble TSC2® Kontrolleinheit<br />

mit Trimble Survey Controller-Software.<br />

Die automatisch gesteuerten Instrumente überwachen insgesamt<br />

mehr als 120 Prismen und nehmen die Messungen in 6-Stunden-<br />

Intervallen auf. Narbona kann das gesamte Überwachungssystem<br />

direkt von seinem Schreibtisch aus verwalten. Von hier kann er<br />

die Messungen konfigurieren und steuern und tägliche Analysen<br />

der Messabläufe und Ergebnisse vornehmen. Mit der Funktion zur<br />

Deformationsüberwachung in der Trimble 4D Control-Software<br />

kann Narbona die Daten detailliert auswerten und gewünschte<br />

Daten in Excel exportieren, um zugehörige Diagramme und Berichte<br />

zu erstellen.<br />

Laut Narbona funktioniert das Überwachungssystem bisher<br />

ausgezeichnet und die Messergebnisse liegen regelmäßig über<br />

den Genauigkeitsanforderungen des Projekts. Wenn die<br />

Baumaßnahmen abgeschlossen sind, plant die Panama Canal<br />

Authority, integrierte optische und GNSS-Systeme von Trimble<br />

einzusetzen, um für eine permanente Überwachung der neuen<br />

Dämme und Anlagen zu sorgen.<br />

Siehe Beitrag in der Oktoberausgabe von Professional Surveyor:<br />

www.profsurv.com<br />

-1- Technik&mehr


Technik&mehr<br />

Ressourcenverwaltung<br />

auf 3D-Basis<br />

Zu Beginn dieses Jahres reiste ein Forschungsteam vom<br />

australischen Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT)<br />

nach Fujairah in den Vereinigten Arabischen Emiraten, um<br />

3D-Scans von einigen archäologischen Kulturschätzen<br />

durchzuführen. Die Daten sollen als messtechnische<br />

Ausgangsbasis für die zeitlichen Auswirkungen des<br />

Klimawandels dienen.<br />

Fujairah ist eines der sieben Emirate der Vereinigten Arabischen<br />

Emirate (VAE), und dort befindet sich die älteste Moschee<br />

des Landes, die 1446 aus Lehm und Ziegeln erbaute Al<br />

Bidyah-Moschee. Durch diese und andere archäologische<br />

Sehenswürdigkeiten ist Fujairah ein touristischer Magnet, der einen<br />

wesentlichen Teil des Einkommens der lokalen Wirtschaft generiert.<br />

Durch die negativen Auswirkungen des Klimawandels sind diese<br />

Kulturschätze bedroht. Doch das Ausmaß war bislang nicht<br />

bekannt. Der aus Fujairah stammende Doktorand Mohamed al<br />

Hassani möchte dies unter der Betreuung des außerordentlichen<br />

Professors Colin Arrowsmith, Dr. David Silcock und Lucas Holden<br />

Technik&mehr<br />

-2-<br />

von der RMIT University ändern. In seiner Dissertation untersucht<br />

er die Klimaauswirkungen und entwickelt für Fujairah und andere<br />

Regionen ein Rahmenkonzept für den Umgang damit.<br />

Reise nach Fujairah<br />

Im Januar 2012 reiste ein Team, bestehend aus al Hassani,<br />

Arrowsmith, Silcock und Holden, nach Fujairah, um eine<br />

Machbarkeitsstudie für die Dissertation durchzuführen. Sie hatten<br />

zwei Aufgabenstellungen: Erstens sollten 3D-Punktwolkendaten<br />

international signifikanter Orte als Überwachungsgrundlage und<br />

für künftige Forschungsaktivitäten aufgezeichnet werden. Zweitens<br />

sollte Personal aus den Regionen in Techniken für terrestrische<br />

Laserscans eingeführt werden. Frühere Untersuchungen hatten<br />

gezeigt, dass örtliche Fachkompetenz entscheidend für die Effizienz<br />

der Ressourcenverwaltung ist.<br />

In Zusammenarbeit mit der Behörde für Tourismus und Altertumsschätze<br />

in Fujairah bestimmte das Team fünf zentrale Orte für das<br />

Erfassen räumlicher Daten: die Al Bidyah-Moschee, die Festungen<br />

von Al Fujairah und Al Bithna, das Wadi-Wuraya-Schutzgebiet<br />

(ausgetrocknetes Flussbett) und den Al Aqah-Strand.


Scannen der Festung<br />

Im Januar ist das Wetter in Fujairah bei durchschnittlichen<br />

Tagestemperaturen von 25 °C recht mild. Doch für die angereisten<br />

Wissenschaftler der RMIT University war die Erkundungsreise<br />

laut Dr. Silcock trotzdem „wie in einem Indiana Jones-Film…<br />

und der Jugendtraum eines jeden Vermessers”. Während sich<br />

das Team mit der Bedienung der Instrumente vertraut machte,<br />

bot die Gebirgsregion eine außergewöhnliche Kulisse und auch<br />

zum Teil extreme Bedingungen. Eines der Instrumente war das<br />

institutseigene Trimble CX 3D-Scannersystem. „Wir sind froh, dass<br />

wir unsere Trimble-Ausrüstung dabei hatten“, erzählt Dr. Silcock.<br />

„Wir wussten, dass wir uns immer auf die Instrumente verlassen<br />

konnten, selbst wenn sie nach einem Sandsturm von einer<br />

Staubschicht überzogen waren.“<br />

Das Team war mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert,<br />

wobei das Fehlen von Messpunkten und einer Messinfrastruktur<br />

(z. B. genaues geodätisches GPS) noch längst nicht das größte<br />

Problem darstellte. Als Ausgleich für die fehlenden UTM-Koordinaten<br />

(WGS84) musste das Team an jedem Messort an einer Basislinie<br />

zwei Trimble Juno® GPS-Empfänger verwenden. Gleichzeitige<br />

Messungen wurden für die spätere Verarbeitung gespeichert, um<br />

das örtliche Koordinatensystem zur Georeferenzierung mit dem<br />

Datum zu verknüpfen.<br />

Das Scannen begann bei der 400 Jahre alten Festung von Al<br />

Fujairah. Hierbei handelt sich um ein Gebäude mit einem Umfang<br />

von über 140 m und Außenmauern mit einer Höhe von bis zu<br />

15 m. Um alle Außendetails zu erfassen, war es aufgrund der Größe<br />

der Festung erforderlich, den Trimble CX-Scanner mehrmals zu<br />

versetzen. Bei einem durchschnittlichen Abstand von 38 m wurde<br />

der Scanner sechsmal neu aufgestellt. Das Team arbeitete mit dem<br />

„Ziel-zu-Ziel“-Registrierungsverfahren, sodass für jede Aufstellung<br />

mindestens drei sich überschneidende Zielmarken beim Scannen<br />

erforderlich waren. Einige Zielmarken wurden vorübergehend<br />

am Gebäude angebracht, einige äußere Zielmarken wurden auf<br />

Stativen platziert, und andere Zielmarken waren auf einem Dreifuß<br />

montierte Bodenmarken.<br />

Die Trimble Access-Anwendungssoftware, installiert auf einem<br />

robusten Trimble Tablet-PC, wurde verwendet, um den Scanner<br />

zu steuern und die Punktwolkendaten aufzuzeichnen. Diese<br />

Daten (insgesamt 11.036.000 gescannte 3D-Punkte) wurden dann<br />

in Trimble RealWorks® verarbeitet. Mit der Software wurden die<br />

aufeinander folgenden Punktwolken aller Scanneraufstellungen<br />

zu einer einzigen Gesamtpunktwolke zusammengesetzt.<br />

Anschließend wurde die Punktwolke mit einem vom Messteam<br />

konfigurierten, örtlichen Koordinatensystem verknüpft, wobei<br />

feste Bodenmarken für laufende Überwachungsmessungen<br />

verwendet wurden. Mit einer Aufstellung des Scanners im Inneren<br />

der Festung wurde der Innenraum gescannt. Die aufgezeichneten<br />

Daten wurden später mit der Cloud-to-Cloud-Registrierung in<br />

Trimble RealWorks registriert.<br />

Die Kollegen von der Behörde für Tourismus und Altertumsschätze<br />

waren sehr beeindruckt, dass der Scanner Daten auch bei größerem<br />

Abstand mit Millimetergenauigkeit aufzeichnet, und baten darum,<br />

diese Genauigkeit im Projekt als Mindestnorm für kulturelle<br />

-3- Technik&mehr


Bauten festzulegen. Die Messobjekte wurden deswegen mit einer<br />

Auflösung von 1,0 cm und mit Stationierungen in durchschnittlich<br />

1 bis 1,5 Stunden gescannt. Die höheren Auflösungen ergaben<br />

verhältnismäßig lange Scanzeiten und enorme Datensätze, die zu<br />

Herausforderungen bei der Verwaltung der Datenmengen führten.<br />

Dennoch waren die Mitarbeiter der Behörde von den Ergebnissen<br />

begeistert, die auf dem Trimble Tablet in Echtzeit dargestellt<br />

wurden. (Die Begeisterung nahm sogar noch zu, nachdem die<br />

Daten in Trimble RealWorks verarbeitet und wiedergegebenen<br />

wurden). „Das einheimische Team war äußerst enthusiastisch“,<br />

erinnert sich Dr. Silcock. „Die Mitarbeiter hatten überhaupt keine<br />

Scheu bei der Bedienung der Trimble-Ausrüstung, die äußerst<br />

stabil und intuitiv zu bedienen ist.“<br />

Aufbau langfristiger Arbeitsbeziehungen<br />

Im Verlauf des Projekts sah das Team der RMIT University<br />

Möglichkeiten, den Mitarbeitern in Fujairah zu helfen, zusätzliche<br />

Kompetenzen und Instrumente zur Ressourcenverwaltung<br />

zu erwerben. Außerdem wurde die Möglichkeit gesehen,<br />

das gesamte Emirat zu kartieren und wichtige Standorte<br />

von Sehenswürdigkeiten zu erfassen und anschließend mit<br />

hochgenauen Scans und Messungen aufzuzeichnen. „Ursprünglich<br />

wollten wir lediglich 3D-Scans durchführen und das einheimische<br />

Personal in der Technologie schulen“, berichtet Dr. Silcock. „Aber aus<br />

unserer Reise entwickelte sich ein tiefer Informationsaustausch mit<br />

unseren Kollegen in Fujairah über allgemeine Aufgabenstellungen<br />

der Kartografie und Ressourcenverwaltung.“<br />

Nachdem die fünf Örtlichkeiten von Fujairah gescannt waren (mit<br />

insgesamt 23 Einzelscans), lieferte das Projekt genug Datenmaterial<br />

für mehr als ein Jahr der Verarbeitung und Analyse. Anders als<br />

gewerbliche Anbieter gab das RMIT-Team alle Daten an die örtliche<br />

Technik&mehr<br />

-4-<br />

Behörde ohne weitere Kosten für das Emirat weiter. Die Behörde<br />

von Fujairah arbeitete mit den Daten anschließend anhand der<br />

Trimble RealWorks Viewer-Software. Als das Team Seiner Hoheit,<br />

dem Kronprinzen Mohamed Bin Hamad Al Sharqi von Fujairah,<br />

den Abschlussbericht präsentierte, war dieser sowohl von den<br />

Daten als auch dem enormen Potenzial beeindruckt, die diese für<br />

Fujairah darstellen.<br />

RMIT wird höchstwahrscheinlich selbst von der Kooperation und<br />

dem Datenaustausch mit der Behörde von Fujairah profitieren,<br />

da durch diese Arbeitsbeziehung Möglichkeiten für weiteres<br />

wissenschaftliches Arbeiten und für die Entwicklung von<br />

Ausbildungs- und Schulungsangeboten von RMIT in Fujairah<br />

entstehen. Nicht zuletzt erweitert sich der internationale<br />

Aktionsradius von RMIT. In erster Linie dient diese Zusammenarbeit<br />

aber dem eigentlichen Ziel, ein Rahmenkonzept zum Messen der<br />

Auswirkungen des Klimawandels auf gefährdete archäologische<br />

Bauten in Entwicklungsregionen zu entwickeln.


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Beste Aussichten<br />

Jahr für Jahr produziert Australiens Kohleindustrie mehr als 320 Millionen Tonnen<br />

Kraftwerkkohle und Kokskohle. Bei der weltweiten Kohleproduktion steht<br />

Australien an vierter Stelle, und in der Kohlebranche des Landes sind über 31.000<br />

Menschen beschäftigt. Angesichts des permanenten Bedarfs nach Kostensenkung mit<br />

gleichzeitiger Produktionssteigerung suchen australische Kohlebergwerke ständig nach<br />

Möglichkeiten, ihre Betriebs- und Arbeitsabläufe zu rationalisieren. Während laufend<br />

neue Technologien entstehen, stammt eine der wichtigsten Neuerungen von einem<br />

Brancheninsider.<br />

Im Jahre 2006 war Matthew McCauley Bergwerksleiter im Bundesstaat New South Wales.<br />

McCauley erkannte die Wichtigkeit von Vermessungsdaten. Das Bergwerk benötigte<br />

aktuelle und präzise Informationen für tägliche Arbeitsabläufe in der Grube sowie<br />

zur Bergwerksplanung. Doch McCauleys Vermessungsressourcen waren oft bereits<br />

für Vermessungsarbeiten im Rahmen der Bergwerksproduktion vergeben, sodass es<br />

schwierig war, benötigte Daten für die technische Planung zu beschaffen. Somit waren<br />

McCauley und viele andere australische Bergwerksleiter mit einem ähnlichen Dilemma<br />

konfrontiert: Es gab deutliche Schwächen bei der Vorausplanung und Einbußen bei der<br />

langfristigen Produktivität.<br />

McCauley sah jedoch eine Chance. Er entwickelte ein Unternehmenskonzept, um für<br />

Bergwerksunternehmen Luftvermessungsdaten bereitzustellen, und gründete eine<br />

neue Firma, Atlass (Australia) Pty Ltd. Um den Anforderungen der Bergwerke gerecht<br />

zu werden, musste McCauley Vermessungsdaten bereitstellen, die aktuell, detailliert<br />

und präzise waren. McCauley besorgte sich ein Trimble Harrier-Kartierungssystem, das<br />

er in einer Cessna U206G installierte. Das Harrier-System integriert Flugmanagement,<br />

Luftbildkamera und Laserscanner mit GNSS und Trägheitssensoren. Das System beinhaltet<br />

außerdem Software zum Verarbeiten und Analysieren der Bilder und Scandaten.<br />

Als Eigentümer und Betreiber von Flugzeugen, Luftvermessungsausrüstung und<br />

Datenverarbeitungsgeräten ist Atlass verantwortlich für die gesamten Arbeitsabläufe der<br />

Aufzeichnung, Bearbeitung und Lieferung von Daten. Mit diesem System kann McCauley<br />

gewährleisten, dass seine Kunden aus dem Bergbau ihre Daten innerhalb von drei Tagen<br />

erhalten oder andernfalls nichts dafür bezahlen müssen. Diese Selbstverpflichtung<br />

kann er hauptsächlich aufgrund seines hohen Vertrauens in das Trimble Harrier-System<br />

eingehen. „Es handelt sich um ein sehr ausgereiftes System“, erklärt McCauley. „Es erfüllt<br />

alle unsere Anforderungen, und die Hardware ist extrem widerstandsfähig. Unser erstes<br />

System hat bereits 2000 Betriebsstunden hinter sich. Es ist fünf Jahre alt, und ich gehe<br />

davon aus, dass es auch in fünf Jahren noch laufen wird.“<br />

Ein Kunde von Atlass ist Xstrata Coal. Xstrata führt umfassende monatliche Vermessungen<br />

der eigenen Bergwerke durch, und durch die Zusammenarbeit mit Atlass konnte Xstrata<br />

genaue Messungen von Kohlenhalden durchführen und detaillierte Bergwerksmodelle<br />

erzeugen. Markscheider Andrew Buchan von Xstrata beschreibt, dass das Unternehmen<br />

eine verlässliche Datenumsetzung bei Luftbildvermessungen erzielt. „Wir zeichnen<br />

einige Daten auf, und es gibt so viele Möglichkeiten, was wir damit machen können.<br />

Unterm Strich ist unsere Datennutzung um das Zehnfache gestiegen“, sagt Buchan.<br />

Das Unternehmen Atlass ist schnell gewachsen. Mittlerweile arbeitet es mit Trimble<br />

Harrier 56/G3- und Harrier 68i-Systemen und drei Flugzeugen. Mit diesen Ressourcen<br />

erzielt Atlass jeden Monat mehr als 250 Flugstunden und kann einen vollen 7-Tage-<br />

Betrieb anbieten. Auch außerhalb der Bergwerksbranche besteht ein wachsender Bedarf<br />

für die Dienste von Atlass. Neue Gelegenheiten haben sich zum Beispiel in den folgenden<br />

Bereichen ergeben: Vermessungen von Stromleitungen, Städteplanung, Baukonstruktion,<br />

Küstenüberwachung, Erosionsüberwachung und Vegetationsaufnahmen.<br />

Weitere Informationen hierzu in der Aprilausgabe von „Point of Beginning“ :<br />

www.pobonline.com<br />

-5- Technik&mehr


Technik&mehr<br />

Überwachung gefährdeter<br />

Bergflanken an norwegischen Fjorden<br />

Vor über 50 Jahren verließ ein norwegischer Bauernjunge das<br />

Haus seiner Familie, das sich am Ufer eines abgelegenen<br />

Fjords befand, und erstieg einen Berghang mit 40 Prozent<br />

Steigung. An einer Bergflanke in einer Höhe von fast 853 m<br />

entdeckte er einen Riss von der Größe seiner kleinen Faust.<br />

Schnelles Vorspulen in die heutige Zeit: Dieser Riss ist jetzt mehr<br />

als 15 m breit, und die gesamte Bergflanke entwickelt sich langsam<br />

zu einem potenziellen Bergsturz.<br />

Die Entdeckung des Jungen setzte eine Kettenreaktion von<br />

Ereignissen in Gang, die zu dem ehrgeizigen Plan führten, mit<br />

moderner Forschung und Technologie ein Frühwarnsystem für<br />

den möglichen Einsturz der steilen Bergflanke zu entwickeln und<br />

bereitzustellen.<br />

Entlang der Fjorde sind Hinweise auf ältere und neuere Bergstürze<br />

klar erkennbar. Das bekannteste Bespiel ereignete sich 1934<br />

am fernen Ende desselben Fjordkomplexes. Ein Bergsturz von<br />

ungefähr der gleichen Größe wie der hier befürchtete löste eine<br />

„Tsunamiwelle“ aus, die zum Tod von 34 Ortsansässigen und zu<br />

Sachschäden von umgerechnet mehr als 10 Millionen Dollar führte.<br />

Prognose potenzieller Bergstürze<br />

Anhand wissenschaftlicher Studien früherer Bergstürze und<br />

anderer aktiver Bergsturzbereiche konnten detaillierte Modelle<br />

des Verhaltens solcher Bergflanken entwickelt werden, die zu<br />

derartigen Einstürzen führen. Laut diesen Studien würde sich<br />

die Entstehung einer wie hier beschriebenen Bergflanke zwei<br />

Wochen vor dem Einsturz signifikant beschleunigen: von den<br />

gegenwärtigen wenigen Zentimetern pro Jahr auf mehrere<br />

Zentimeter pro Tag.<br />

Technik&mehr<br />

-6-<br />

Dieser Bergsturz ist vorhersehbar und wird mit einer Breite von fast<br />

600 m und einer Länge von mehr als 1 km prognostiziert, wobei<br />

einige Bereiche fast 200 m tief sein können. Schätzungen zufolge<br />

können beim Absturz in den Fjord Riesenwellen von bis zu 90 m<br />

Höhe entstehen und die an den engen Wasserwegen gelegenen<br />

Dörfer gefährden.<br />

Allein die Größe des potenziellen Bergsturzes und die Nähe<br />

zu Ortschaften gab Anlass zu Forderungen der norwegischen<br />

Regierung und örtlicher Gemeinden, für eine möglichst lange<br />

Vorwarnzeit zu sorgen. Mit den bisherigen Methoden würden<br />

Bewegungen durch visuelle und hörbare Hinweise erst in den<br />

letzten Tagen vor einem Erdrutsch bemerkt werden. Was benötigt<br />

wurde, war ein umfassendes und genaues Überwachungssystem,<br />

das feinere Bewegungen registriert und somit eine frühere<br />

Warnung mit mehr Vorlaufzeit ermöglicht.<br />

Ein kühner Plan<br />

Die norwegische Regierung und die örtliche Frühwarnzentrale<br />

von Åkneset (Åknes)/Tafjord beauftragten die Geoüberwachungsfirma<br />

Cautus Geo AS, vor Ort geeignete Messinstrumente,<br />

ein Datenverwaltungssystem sowie das Frühwarnsystem<br />

bereitzustellen. Der Plan bestand darin, mehrere Überwachungskomponenten<br />

mit einem für diese Region neu gebauten<br />

Frühwarnsystem zu kombinieren. Der leitende Projektingenieur<br />

Lars Krangnes von Cautus Geo untersuchte die Aspekte, die<br />

bei mehrteiligen Systemen in einer solch abgelegenen, steilen<br />

Umgebung unter rauen klimatischen Bedingungen beachtet<br />

werden müssen. „Jeder Mitarbeiter und jedes Ausrüstungsteil<br />

musste mit dem Hubschrauber transportiert werden“, erinnert<br />

sich Krangnes. „Instrumente, Kraftstoff und Vorräte, selbst die


Säcke mit Beton, die für den Bau einer Kontrollstation benötigt<br />

wurden, mussten eingeflogen werden.“ Folgende Messinstrumente<br />

wurden eingesetzt: einfache Dehnungsmesser (auch „Rissmesser“<br />

genannt) zum Messen der Ausdehnung des oberen Risses, eine<br />

Trimble S8 Robotic-Totalstation, die Dutzende von Zielmarken auf<br />

der gesamten Bergflanke überwachen soll, und das Trimble NetR9<br />

GNSS-Netzwerk zum Verfolgen der Bergflankenbewegungen.<br />

Durchdachte Überwachungsinstrumente<br />

„Unsere S8 Totalstation steht hinter einem Erkerfenster im<br />

Beobachtungsgebäude über der Bergflanke“, sagt Krangnes. „Das<br />

klimatisierte Gebäude verfügt über Generatoren und wichtige<br />

Datenverarbeitungs- und Kommunikationssysteme.“<br />

Zusammen mit den Trimble S8-Totalstationen wird die Trimble<br />

4D Control-Software zum Steuern der Totalstation und zum<br />

Analysieren der von der Totalstation bereitgestellten Daten<br />

verwendet. „Die Robotic-Totalstation beobachtet im Wechsel 30<br />

Prismen über die gesamte Bergflanke und leistet in Minuten, wofür<br />

ein Messteam normalerweise Tage benötigt“, fügt Krangnes hinzu.<br />

„Die Totalstation kann feine Bewegungen registrieren, einerseits<br />

die derzeitige von mehreren Zentimetern pro Jahr als auch die<br />

erwartete von mehreren Zentimetern pro Tag, die kurz vor einem<br />

Bergsturz auftreten würde.“<br />

Das nächste wesentliche System zur Verfolgung der Bergflankenbewegung<br />

ist ein Netzwerk von GNSS-Instrumenten. Vor Ort<br />

befinden sich zehn Trimble NetR9 GNSS-Geräte, deren Positionen<br />

alle 15 Minuten, 4 Stunden und 12 Stunden mit zwei GNSS-Geräten<br />

verglichen werden, die sich auf sicherem Gelände außerhalb<br />

Überwachungsgebiets befinden. Das GNSS-Überwachungssystem<br />

kann Positionen im Sekundentakt exakt berechnen. Dies wird<br />

mit geodätischen GNSS-Antennen und GNSS-Empfängern<br />

sowie mit der Trimble 4D Control-Software umgesetzt. Die<br />

verschiedenen „Bewegungsmodule” der Software ermöglichen die<br />

Anwendung von mehreren komplexen Algorithmen auf die GNSS-<br />

Beobachtungen in Echtzeit.<br />

Das GNSS-Netzwerk ist gegenwärtig eines der wichtigsten und<br />

zuverlässigsten Beobachtungssysteme von Åknes und liefert exakte<br />

3D-Daten. „Durch die Frequenz und Genauigkeit der 3D-Ergebnisse<br />

in Verbindung mit der Robustheit und Stabilität des Netzwerks<br />

eignet sich dieses System bestens für den schwierigen Einsatzort in<br />

Åkneset“, sagt Krangnes.<br />

Andere Oberflächenüberwachungssysteme mit geringerer<br />

Präzision werden ebenfalls eingesetzt, doch zur Überwachung<br />

von unterirdischen Gegebenheiten verwendete Krangnes<br />

„Seismometer, die unter der Felsoberfläche das Ächzen und<br />

Knarzen der Felsen hören, die unter dem gigantischen Druck<br />

der Bergflanke stehen.“ Er fügt hinzu: „Wir bohrten außerdem<br />

tiefe Löcher für Dehnungsmesser und Neigungsmesser, die sich<br />

bis unter die Felsschicht erstrecken, um das darunter liegende<br />

Festgestein zu stabilisieren.“ Krangnes beschreibt die oberirdischen<br />

und unterirdischen Messausrüstungen wie folgt: „Sie können<br />

mit Überwachungsmonitoren auf einer Intensivstation im<br />

Krankenhaus verglichen werden. Jeder einzelne Monitor liefert<br />

verschiedene Werte, die zusammengenommen ein Gesamtbild<br />

vom Gesundheitszustand der Bergflanke liefern.“<br />

Handhabung des Warnsystems<br />

Stabile Kommunikationsverbindungen sind mit der Åknes/<br />

Tafjord-Frühwarnzentrale verbunden. „Auf der Grundlage von<br />

Erfahrungen mit anderen Bergstürzen und Messungen der<br />

-7- Technik&mehr


jährlichen Bewegung an diesem Messort wurde ein theoretisches<br />

Beschleunigungsdiagramm definiert“, sagt Krangnes. „Anhand<br />

dieser Zahlen wurden Alarmstufen zur Auswertung von<br />

Notfallplänen für diese Region definiert.“ Bei bestimmten Szenarien<br />

und bereits zwei Wochen vor einem prognostizierten Einsturz<br />

können entsprechende Entscheidungen getroffen werden, den<br />

Schiffsverkehr im Fjord zu unterbrechen und Warnungen an<br />

die örtlichen Einwohner auszugeben. In den letzten Tagen vor<br />

einem prognostizierten Bergsturz können in den betreffenden<br />

Gemeinden Evakuierungsmaßnahmen angeordnet werden. Selbst<br />

im schlimmsten Fall würde es eine Warnung fünf Minuten vor der<br />

Katastrophe den Einwohnern gestatten, höher liegendes Gelände<br />

oder Schutzräume aufzusuchen.<br />

Neue Instrumente zur Überwachung von Risikoquellen<br />

weltweit<br />

In anderen Teilen der Welt gibt es ähnliche Orte, wo diese<br />

Technologien bei vergleichbaren Gefährdungen angewendet<br />

werden. Einige Beispiele: Überwachung von Plattentektonik<br />

(Erdbeben) im chinesischen Sichuan und im Pazifischen<br />

Nordwesten der USA, Vulkane in Alaska und Papua, ein Tsunami-<br />

Frühwarnsystem auf küstennahen Inseln Indiens, Schlammlawinen<br />

in Neuseeland und Italien, Dämme und Brücken im US-Bundesstaat<br />

Washington und Kohletagebaugruben in Südafrika. Diese neuen<br />

Instrumente beruhen weniger auf abgeleiteten oder modellierten<br />

Ergebnissen und registrieren im Gegensatz zu früheren Systemen<br />

Technik&mehr<br />

-8-<br />

tatsächliche Bewegungen mit wesentlich höherer Genauigkeit.<br />

Mit der Verfügbarkeit von Echtzeit-Überwachungssystemen<br />

wie Trimble VRS- und Trimble VRS3Net App-Netzwerken<br />

und Trimble Integrity Manager ist es möglich, umfassende<br />

Entwicklungsprognosen und genaue Warnsysteme für örtliche<br />

geophysikalische Ereignisse zu erhalten.<br />

Das Projekt der norwegischen Fjorde ist ein großer Schritt vorwärts<br />

in der Entwicklung von Überwachungs- und Warnsystemen<br />

für Bergsturzkatastrophen und kann ggf. auch bei anderen<br />

geophysikalischen Phänomenen angewendet werden.<br />

„Dieses Projekt ist kein Pilotprojekt oder Experiment“, sagt Krangnes.<br />

„Dieses Projekt ist im Gegenteil als ein aktives Überwachungs-<br />

und Frühwarnsystem angelegt und arbeitet mit mehreren sich<br />

gegenseitig ersetzbaren Messinstrumenten. Die Redundanz soll<br />

den Erfolg absichern.“<br />

Der norwegische Minister für Kommunal- und Regionalmanagement<br />

Magnhild Meltveit Kleppa fasste die Initiative folgendermaßen<br />

zusammen: „Mit den umfassenden Überwachungs- und Sicherheitssystemen<br />

des Åknes-Tafjord-Projekts wurde für viele<br />

Menschen die Gefahr für Leib und Leben deutlich verringert.“<br />

Siehe den Sonderbeitrag in der Aprilausgabe von „American Surveyor“:<br />

www.amerisurv.com


Technik&mehr<br />

Absolut rund<br />

Durch 3D-Scans werden genaue Daten zu einem Kohlenwasserstoffspeicher in<br />

Frankreich bereitgestellt.<br />

Anlagen der Mineralölindustrie unterliegen strengen<br />

Kontrollen und Maßnahmen, um für ihre Sicherheit und den<br />

ordnungsgemäßen Betrieb zu sorgen. Dies gilt insbesondere<br />

für die riesigen Kohlenwasserstoffspeicher der TOTAL-Gruppe,<br />

einem der weltweit größten Mineralöl- und Gasunternehmen.<br />

Im Rahmen des Inspektionsprozesses führt die TOTAL-Abteilung<br />

TEC/GEO (Technologie/Vermessung) Messungen zum Bestimmen<br />

des Deformationsgrads der Tanks durch, die einen Durchmesser<br />

von 100 m und eine Höhe von 15 bis 25 m haben können. Aufgrund<br />

der Größe der Tanks und der Notwendigkeit genauer Messungen<br />

hat die TEC/GEO-Abteilung ein Testprojekt gestartet, um unter<br />

Verwendung des Trimble FX 3D-Scanners geeignete Verfahren<br />

zum Messen und Analysieren der Tankform zu entwickeln.<br />

Das primäre Ziel bestand darin, die Genauigkeit der mit dem<br />

3D-Scanner gewonnenen Messdaten auszuwerten und mit den<br />

Messdaten einer Totalstation zu vergleichen.<br />

Das Testprojekt wurde im April 2011 im französischen TOTAL-Werk<br />

in Lacq bei Speichertank T7 durchgeführt. „Neben der Vertikalität<br />

der Tankwände wollten wir genaue Daten zur Rundheit des<br />

Speichertanks gewinnen“, erklärt Arnaud Vidal, topographischer<br />

Ingenieur bei TEC/GEO. „Der Tank hat ein schwimmendes Dach,<br />

das sich je nach der Kohlenwasserstoffmenge im Tank hebt und<br />

senkt. Es ist also entscheidend, dass diese Bewegung nirgends<br />

blockiert werden kann. Das heißt, der Tank muss absolut rund und<br />

nicht oval sein.”<br />

Das Aufzeichnen der Daten nahm lediglich einen halben Tag in<br />

Anspruch. Vidals Team stellte den Trimble FX auf Bodenhöhe nur<br />

wenige Meter vom Tank auf und führte insgesamt acht Scans<br />

in voller Tankhöhe durch, um den gesamten Speichertank zu<br />

erfassen. Der Scan wurde durchgeführt, um eine Auflösung von ca.<br />

einem Punkt alle 2 cm an den Tankwänden zu erhalten.<br />

Das Team von Vidal arbeitete im Büro mit der Trimble RealWorks-<br />

Software, um die Scandurchgänge in einer einzigen Punktwolke<br />

zu registrieren. Außerdem wurden die Scanergebnisse mit Daten<br />

verglichen, die mit einer Trimble VX Spatial Station erfasst<br />

wurden, um Punkte und vertikale Profile um den Tank zu messen.<br />

Mit dem Scanner und der resultierenden Punktwolke<br />

konnten die Vermessungsingenieure von TOTAL Querschnitte<br />

und vertikale Profile an jeder Position des Tanks messen. Im<br />

Gegensatz dazu können vertikale Profile bei Messungen mit einer<br />

konventionellen Totalstation nur an wenigen Positionen um den<br />

Tank erfasst werden. „Es können Deformationen zwischen den<br />

mit der Totalstation gemessenen vertikalen Profilen vorliegen,<br />

die wir auf diese Weise übersehen würden“, erläutert Vidal. „Es<br />

ist uns wichtig, den Trimble FX einzusetzen, da er eine sehr hohe<br />

Punktdichte liefert. Dadurch können wir Elemente zwischen den<br />

vertikalen Profilen messen, die eine Totalstation auslassen würde.”<br />

Ausgehend von den Testergebnissen hat Vidal die Verwendung<br />

von Scanaufnahmen bei alten und neu gebauten Speichertanks<br />

empfohlen.<br />

Siehe Beitrag in der Juniausgabe von „Professional Surveyor“:<br />

www.profsurv.com<br />

-9- Technik&mehr


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Dr. Albert Yu-Min Lin stellt Kollegen das hochauflösende Bildmaterial der Expedition vor.<br />

Dr. Albert Yu-Min Lins Ansatz zur Archäologie ist so<br />

außergewöhnlich wie seine Methoden. Denn nicht ein<br />

einziger Grashalm wurde von ihm und seinem Team auf der<br />

Suche nach Dschingis Khans verlorenem Grabmal umgegraben.<br />

„Anders als bei üblichen archäologischen Einsätzen besteht<br />

unser Ziel nicht darin, Ausgrabungen durchzuführen“, erklärt Lin,<br />

wissenschaftlicher Forschungsassistent und „Emerging Explorer“<br />

von National Geographic am Center of Interdisciplinary Science<br />

for Art, Architecture and Archaeology der University of California in<br />

San Diego (UCSD). „Stattdessen arbeiten wir mit flächendeckender,<br />

nicht-invasiver Technologie aus der Vermessungstechnik, um<br />

unsere Expedition in Dschingis Khans Heimatland durchzuführen.“<br />

Lin reiste erstmalig 2005 in die Mongolei. Damals hatte er nur<br />

einen GPS-Handheld, eine Garnitur Wechselkleidung und viele<br />

Fragen über seine chinesische Abstammung im Gepäck. Denn<br />

seinem Großvater zufolge sollen in seiner Familie „Einflüsse“ aus<br />

dem Norden vorhanden sein. Während Lin bei einer Familie von<br />

Reitern lebte, entwickelte sich sein Interesse für Dschingis Khan –<br />

für Lin ein oft missverstandener Mensch – und mündete schließlich<br />

in einer Art Obsession.<br />

Im Jahr 2008 startete er das dreijährige Projekt „Valley of the Khans“<br />

mit dem Ziel, nicht-invasive Technologie für „Ausgrabungen“<br />

an relevanten Orten einzusetzen, ohne den Erdboden zu<br />

beeinträchtigen oder örtliche Traditionen zu stören. Ziel war es,<br />

das seit 785 Jahren bestehende Mysterium um diesen Mann und<br />

seine letzte Ruhestätte zu lösen. Die erste größere Expedition in<br />

diese Region fand im Juli 2009 statt. In den Jahren 2010 und 2011<br />

folgten zwei weitere ausgiebige Vermessungsprojekte.<br />

Bei jeder Forschungsreise ist das Team in die Verbotene Zone<br />

in der Kentii-Gebirgskette gereist, die 100 Meilen nordöstlich<br />

von Ulaanbaatar liegt. Schotterpisten können dort über Nacht<br />

Technik&mehr<br />

Auf der Suche nach<br />

Dschingis Khans Grabmal<br />

-10-<br />

weggewaschen werden, die Mücken sind riesig und die Unterkunft<br />

besteht aus einer traditionellen Jurte (rundes Holzgestell,<br />

bedeckt mit Wollfilz). Außerdem ist die Temperatur extremen<br />

Schwankungen unterworfen – in weniger als 30 Minuten kann sie<br />

sich um 30 Grad ändern.<br />

Bei jedem Besuch konnte die Suche in dem riesigen Bereich mittels<br />

der Instrumente weiter eingrenzt werden. Ein besonderer Fortschritt<br />

wurde 2010 erzielt, als das Team GPS-Koordinaten potenzieller<br />

menschengemachter Anomalien (entsprechend markiert auf<br />

den Satellitenbilddaten von örtlichen Freizeitwissenschaftlern) in<br />

Echtzeit herunterladen konnte. Der nicht-invasive Ansatz führte<br />

sie tatsächlich zu einem ihrer vielversprechendsten Studienorte.<br />

Wenn sie auf Artefakte stießen, verwendete das Team elektrische<br />

3D-Widerstandstomographie (ERT), Magnetometrie und Bodenradar<br />

(GPR), um unterirdische Merkmale zu identifizieren.<br />

Sie erkannten bald, dass auch eine genaue topographische 3D-Karte<br />

hilfreich wäre, damit sie alle ihre Ergebnisse und relevanten Orte<br />

räumlich und historisch verbinden könnten. Also besorgte sich Lin<br />

im Vorfeld der Expedition von 2011 eine Trimble VX Spatial Station,<br />

ein Präzisionsmessinstrument, das Videoaufnahme-Funktionen,<br />

3D-Scaning und die messtechnischen Möglichkeiten einer<br />

Totalstation miteinander verbindet. Sie wurde genutzt, um einen<br />

Hauptbereich abzustecken und für jedes darin gefundene Artefakt<br />

Positionsdaten aufzuzeichnen.<br />

Räumlicher Kontext<br />

Jeden Morgen packte sich Jeremiah Rushton, ein Doktorand an<br />

der UCSD und designierter „Trimble-Mann“, die Messausrüstung<br />

auf den Rücken und wanderte auf den Berghang zur 100 m x<br />

30 m großen Messstelle. Nach Einrichten eines Festpunktnetzes<br />

bewegten sich Rushton und ein anderes Teammitglied methodisch<br />

in einem Gittermuster durch das Messgebiet und zeichneten bei<br />

jedem Quadratfuß einen Punkt auf, um sicherzustellen, dass keine


Von links oben im Uhrzeigersinn: Dr. Lins Gruppe reiste durch die Mongolei auf der Suche nach dem verlorenen Grabmal. Andrew Hunyh (links) und Jeremiah Rushton<br />

(rechts) nehmen Datenpunkte identifizierter Artefakte auf. Mit dem StarCAVE-Visualisierungssystem von UCSD können sich die Teammitarbeiter in das hochauflösende<br />

Bildmaterial vertiefen.<br />

Datenlücken auftraten. Außerdem führten sie Messungen von den<br />

im Messgebiet entdeckten Objekten durch. Mit einem Trimble<br />

TSC2-Controller, auf dem Trimble Access-Anwendungssoftware<br />

installiert war, wurde das Instrument ferngesteuert und alle<br />

Daten wurden zur nächtlichen Datenverarbeitung zu einem<br />

Laptop übertragen. Damit wurden Kartierungsdaten in nahezu<br />

Echtzeit erstellt, die das Planen der Strategie für den nächsten Tag<br />

erleichterten. Das Team zeichnete an zehn aufeinander folgenden<br />

Tagen ca. 1000 Datenpunkte pro Tag auf, sofern es nicht von<br />

Gewitterstürmen überrascht wurde.<br />

„Eines Tages zog aus heiterem Himmel ein Sturm auf. Es wurde<br />

schnell so kalt und nass, dass ich mich fast übergeben musste“,<br />

erinnert sich Rushton. „Die Blitze näherten sich rasant, so dass wir<br />

schnell zusammenpacken und den Weg zurückrennen mussten,<br />

der sich bereits in einen Fluss verwandelt hatte. Wir schafften es<br />

gerade noch rechtzeitig zurück in unsere Jurte.“<br />

Der häufige Regen verlangte dem Team viel Einfallsreichtum<br />

beim Schutz der Instrumente ab. Bei der Messausrüstung wurde<br />

das Prisma des Instruments mit einer Reisschale bedeckt, die als<br />

„Schutzhelm“ vor Nässe diente. Das Trimble VX-Instrument wurde<br />

mit einem Sonnenkollektor als eine Art Vordach geschützt. Trotz<br />

der erschwerten Umgebungsverhältnisse kartierte das Team den<br />

gesamten Ort erfolgreich, darunter 200 einzelne Bäume.<br />

Lin nutzte die Vermessungstechnologie auch auf andere<br />

Weise, nämlich für das Verfolgen des GPR-Instruments in<br />

Echtzeit. Da Lin Schwierigkeiten beim Abbilden der GPR-Daten<br />

auf der Erdoberfläche hatte, schlug er vor, die automatische<br />

Drehfunktion der Spatial Station zu verwenden, um in Echtzeit eine<br />

Georeferenzierung der GPR-Messung durchzuführen.<br />

Es funktionierte. An das Prisma der Radarantennen angeschlossen,<br />

zeichnete der Trimble VX jede halbe Sekunde einen Punkt<br />

auf, während das GPR über den Erdboden geschoben wurde.<br />

Diese georeferenzierten GPR-Daten konnten dann über die<br />

topographische Karte gelegt werden, um die Ergebnisse zusätzlich<br />

um räumliche und historische Tiefe zu erweitern und die Erkundung<br />

fokussierter fortzusetzen.<br />

Eine ganz neue Sicht<br />

Nach der Rückkehr aus dem Messgebiet integrierten Lin und sein<br />

Team ihre unzähligen Datenschichten in der auf den Messungen<br />

beruhenden topographischen Karte und erstellten eine nahtlose<br />

3D-Darstellung des gesamten Forschungsgebiets. So konnten Lin<br />

und sein Team das Gebiet mit ganz neuen Augen sehen.<br />

„Anhand der topographischen Karte konnten wir sowohl die<br />

von uns studierten Anomalien auf und unter der Erdoberfläche<br />

als auch ihre Beziehungen zueinander klar erkennen“, sagt Lin.<br />

„Ebenso wichtig ist, dass die Karte unser umrissenes Studiengebiet<br />

bestätigte, aber auch neue Schwerpunktbereiche nahe legte.<br />

Ohne die genaue Karte hätten wir den Bereich nie so genau<br />

erkunden können.“<br />

Bedeuten all diese Nachweise nun, dass Lins Team das verlorene<br />

Grabmal von Dschingis Khan gefunden hat? Vorerst bleibt Lins<br />

Antwort ebenso tief vergraben wie das Grabmal selbst. Es müssen<br />

noch viele Informationen verarbeitet und viele Daten mit den<br />

mongolischen Kollegen ausgetauscht werden. Klar ist jedoch, dass<br />

Lin unabhängig vom Ergebnis keinesfalls mit einer Schaufel in der<br />

Hand zu sehen sein wird, um den mutmaßlichen Ort auszugraben.<br />

Siehe den Sonderbeitrag in der Septemberausgabe von „Point Of<br />

Beginning“: www.pobonline. com<br />

-11- Technik&mehr


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Aufnahme einer<br />

Datenflut<br />

Hochwasser überschwemmt ein Wohngebiet in Bundaberg. Durch Vorwarnungen und Evakuierungspläne konnten Verletzungen und Todesfälle vermieden werden.<br />

Der Regen im Dezember 2010 kam nicht unerwartet. Jedes<br />

Jahr folgt in Nordostaustralien auf eine sechsmonatige<br />

Trockenperiode eine längere Regenzeit, die dort einfach<br />

„The Big Wet“ (die große Nässe) genannt wird. Aber in dieser einen<br />

Saison ist die große Nässe wesentlich nasser als üblich ausgefallen.<br />

Im Staat Queensland wurde ein Dezember mit der bis dahin größten<br />

Niederschlagsmenge verzeichnet. An mehr als 100 Messstellen<br />

wurden nie dagewesene Spitzenwerte für Gesamtregenmengen<br />

gemessen. Die Regenmengen überforderten Flüsse und<br />

Entwässerungssysteme, so dass weite Gebiete wochenlang<br />

überschwemmt waren. Die Stadt Bundaberg, die an Australiens<br />

Ostküste an der Mündung des Burnett River liegt, wurde innerhalb<br />

von drei Wochen von zwei heftigen Überschwemmungen<br />

heimgesucht.<br />

Die Einwohner von Bundaberg wurden bereits nach starken<br />

Regenfällen entlang des Einzugsgebiets des Burnett River über<br />

mögliche Überschwemmungen alarmiert. Ende Dezember führte<br />

der anhaltende Regen zu einem raschen Anstieg des Flusspegels.<br />

Am 30. Dezember erreichte er einen Spitzenpegel von 7,92 m über<br />

dem australischen Höhendatum (AHD). Dieser Stand war seit 1942<br />

nicht mehr erreicht worden. Während sich die Überschwemmung<br />

näherte, wurden von Noteinsatzteams Katastrophenpläne aktiviert<br />

und hunderte Einwohner evakuiert.<br />

Die städtischen Vermessungsfachleute sahen mehr als die<br />

hereinbrechende Verwüstung. Sie begriffen die Überschwemmung<br />

als eine Gelegenheit, um Datenmaterial zu sammeln, das für<br />

Flutungsmodellierung, Hochwasserprognosen, Katastrophenschutz<br />

und Stadtplanung genutzt werden könnte. Dazu mussten Punkte<br />

mit den Spitzenpegeln sowie Datum und Uhrzeit der Spitzenstände<br />

gemessen werden.<br />

Reaktion des Regionalrats von Bundaberg<br />

Der Regionalrat von Bundaberg ist für die Vermessung, Kartierung<br />

-12-<br />

und Planung der regionalen Straßen, Entwässerungssysteme und<br />

Infrastruktur zuständig. Im Jahr 2008 beschloss er, ein permanentes<br />

geodätisches Referenznetz einzurichten, um dem Bedarf von<br />

regionalen Positionsdaten gerecht zu werden. In Kooperation mit<br />

Geosciences Australia (Australiens zuständige Behörde für die<br />

nationale Raumdateninfrastruktur) installierte der Regionalrat am<br />

Flughafen von Bundaberg eine Trimble NetR5-Referenzstation. In<br />

Verbindung mit einem auf einer Anhöhe über der Stadt aufgestellten<br />

Repeater konnte die Referenzstation RTK-Korrekturdaten für ein<br />

weites Gebiet liefern.<br />

Für die Arbeitsplanung während der Überschwemmung setzten<br />

sich die Vermessungsingenieure das Ziel, so viele Daten wie<br />

möglich entlang des Straßennetzes und der Flüsse zu sammeln. Sie<br />

benötigten eine hohe Datendichte im Stadtbereich von Bundaberg<br />

und eine gleichmäßige Abdeckung entlang des Burnett River bis<br />

zum Paradise Dam-Staudamm.<br />

Allerdings waren die Ressourcen begrenzt. Viele Mitarbeiter waren<br />

über die Weihnachtsfeiertage und Neujahr verreist, und bei den<br />

Messungen mussten mehr als 50 km² abgedeckt werden. Die Lösung<br />

bestand darin die Einwohner einzubinden. In lokalen Medien und<br />

über das Internet wurden die Einwohner der Region gebeten, die<br />

Spitzenstände der Überschwemmung auf ihren Grundstücken zu<br />

markieren. Die Bewohner platzierten entsprechende Marken für<br />

Hochwasserstände und schrieben in vielen Fällen die zugehörigen<br />

Zeiten auf Latten oder Holzpflöcke im Boden. In den Tagen<br />

nach dem größten Überschwemmungsausmaß wurden die<br />

Hochwassermarken auf allen Grundstücken gemessen und auch<br />

Indikatoren wie Überschwemmungsrückstände in Bäumen und<br />

Zäunen berücksichtigt. Die Arbeiten erfolgten in erster Linie mit<br />

zwei Trimble R8 GNSS-Empfängern unter Verwendung der RTK-<br />

Korrekturdaten der am Flughafen installierten Referenzstation. Die<br />

Daten wurden in Trimble TSC2-Kontrolleinheiten mit installierter<br />

Trimble Survey Controller-Software aufgezeichnet.


Fünf Tage nachdem die erste Überflutung unter die niedrigste<br />

Hochwassermarke von 3,5 m AHD sank, gingen weitere 300 mm<br />

an Niederschlägen auf das wassergesättigte Einzugsgebiet<br />

des Burnett River nieder. Während Bundaberg noch unter den<br />

Folgen der ersten Überschwemmung litt, wurde eine Folge weiterer<br />

Warnungen ausgegeben. Das Sammeln des Datenmaterials zur<br />

ersten Überschwemmung war durchaus wertvoll, doch Dwayne<br />

Honor, Planungsleiter beim Regionalrat von Bundaberg war klar,<br />

dass die Wasserstände für genaue Flutungsmodelle eine Zeitangabe<br />

benötigen. Folglich wandten die Messteams ihre Aufmerksamkeit<br />

der zweiten Überschwemmung zu. Anhand des Datenmaterials der<br />

ersten Überschwemmung suchten die Messteams zentrale Punkte<br />

in regelmäßigen Abständen auf, um 3D-Daten der<br />

Hochwasserstände aufzuzeichnen.<br />

Auch hier konnte auf die Unterstützung der Bevölkerung gebaut<br />

werden. Der Regionalrat bat die Anwohner zwischen Bundaberg<br />

und dem Paradise-Staudamm (100 km flussaufwärts), die sich<br />

zeitlich ändernden Wasserstände zu notieren. Außerdem wurde<br />

eine Luftvermessungsfirma damit beauftragt, flussaufwärts der<br />

Stadt die Daten des herannahenden Hochwassers zu erfassen. Der<br />

Spitzenpegel der Überschwemmung wurde in Bundaberg am 13.<br />

Januar 2011 bei 5,76 m AHD gemessen.<br />

Nach dem Hochwasser wurden zusätzlich bathymetrische<br />

Vermessungen durchgeführt, um die Land- und Luftvermessungen<br />

zu ergänzen. Ein Boot wurde mit einem SonarMite-Echolot<br />

ausgestattet, das über Bluetooth mit einer TSC2-Kontrolleinheit<br />

und einem Trimble R8 GNSS-Rover verbunden war. Ein zweiter<br />

Trimble R8 GNSS-Empfänger diente als mobile Referenzstation<br />

zum Übertragen von RTK-Korrekturdaten vom Flussufer. Die<br />

Messteams führten Messungen von ca. 113 km Flussstrecke durch<br />

und zeichneten Querschnitte mit einem Durchschnittsintervall<br />

von 200 m auf. Anhand der bathymetrischen Ergebnisse konnte<br />

der Regionalrat den Zustand des Burnett-Flussbetts nach der<br />

Überschwemmung beurteilen. Die Daten wurden außerdem<br />

in die Tuflow-Software eingegeben, die zur Entwicklung von<br />

1D/2D-Flutmodellen verwendet wird. Drei Monate später waren<br />

die Feldarbeiten abgeschlossen. Der Datensatz spielt für Berater<br />

eine äußerst wichtige Rolle bei der Kalibrierung der neuen<br />

Überschwemmungsstudie.<br />

„Durch die Überschwemmungen mussten wir mehrere Wochen<br />

in extremer Hektik arbeiten“, berichtet Dwayne Honor. „Wenn ein<br />

solcher Druck auf dir lastet, kann du es dir nicht leisten, dass die<br />

Technologie Probleme macht oder technische Fehler auftreten, die<br />

man auch noch lösen muss. Die Trimble-Ausrüstung ermöglichte<br />

uns eine effiziente Arbeitsplanung. Außerdem konnten wir uns<br />

darauf verlassen, dass wir die benötigten Daten innerhalb des<br />

Zeitrahmens erfassen können.“<br />

Die Unterstützung der Bevölkerung war von unschätzbarem Wert.<br />

Einige Hauseigentümer mussten schwere Verluste hinnehmen.<br />

Doch auch sie nahmen sich Zeit für die Vermessungsfachleute des<br />

Regionalrats. Anfangs wurde es nicht erwartet, aber die Markierung<br />

der Hochwasserstände durch die Anwohner brachte hochwertiges<br />

Datenmaterial. Da das Vermessungspersonal so umfangreiche<br />

Daten aufzeichnen konnte, können der Regionalrat und die<br />

Bevölkerung von Bundaberg hohes Vertrauen in die Ergebnisse<br />

der Überflutungsmodellierung setzen. Diese Daten sind jedem<br />

von Nutzen, da so die Auswirkungen beim nächsten „Big Wet“<br />

abgeschwächt werden können.<br />

Siehe Sonderbeitrag in der Septemberausgabe von „American<br />

Surveyor“: www.amerisurv.com<br />

Ein Vermessungstechniker aus Bundaberg misst die Hochwassermarke an einer<br />

Straße. Messteams überwachten an zentralen Punkten die Entwicklung der<br />

Überschwemmung.<br />

Vermessungstechniker des Regionalrats von Bundaberg führen bei nachlassendem<br />

Hochwasser bathymetrische Messungen auf dem Burnett River durch. Echolot<br />

und GNSS-Positionen liefern Querschnittsdaten zur Flussbettanalyse und<br />

Überflutungsmodellierung.<br />

Messteams inspizieren eine durch Unterspülung zerstörte Straße. Es wurden die<br />

höchsten Hochwasserstände seit 1942 gemessen.<br />

-13- Technik&mehr


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Trimble SketchUp –<br />

3D für alle<br />

Eine bedienungsfreundliche, stabile Bedienoberfläche<br />

für 3D-Entwürfe, Visualisierung und Datenaustausch<br />

Konstrukteure und Bauingenieure arbeiten am besten,<br />

wenn sie sich direkt auf das Problem und nicht auf das<br />

Lösungstool konzentrieren können. Das ist die Prämisse<br />

von Trimble SketchUp, dem Tool für Konstruktionszeichnungen<br />

und Modellierungen, das entwickelt wurde, um einem<br />

möglichst breiten Anwenderkreis die Vorteile von 3D-Entwurfs-<br />

und Modellierungstechniken verfügbar zu machen. Die<br />

selbsterklärende Benutzeroberfläche mit genauen Rechenabläufen<br />

kombiniert mit der umfangreichen Bibliothek mit von Nutzern<br />

erstellten 3D-Modellen und Komponenten lassen SketchUp<br />

dieses Anliegen erreichen. Denn dafür war es von Anfang an<br />

gedacht und ausgelegt. Die Vorteile von SketchUp überzeugen<br />

und führen kontinuierlich zu steigenden Nutzerzahlen, was sich<br />

für Organisationen und Firmen in einer Produktivitätssteigerung<br />

niederschlagen kann.<br />

Wenn neue Nutzer mit SketchUp starten, bestätigt sich als Erstes<br />

der Ruf in Bezug auf die einfache Anwendbarkeit. Doch dies<br />

steht nicht in Widerspruch zur Genauigkeit. Denn SketchUp<br />

arbeitet mit einem leistungsstarken 3D-Modellierungsmodul, in<br />

dem präzise Genauigkeitsgrade mit ausgefeilten Tools vereint<br />

werden. Mit ihnen lassen sich Objekte, Gruppen und Attribute<br />

eines 3D-Entwurfs wirkungsvoll erstellen und verwalten. Das<br />

System ist eng mit Google Earth verknüpft, um grundlegende<br />

Georeferenzierungsfunktionen bereitzustellen. Mit der Trimble<br />

3D-Galerie haben Anwender kostenlosen Zugriff auf tausende<br />

3D-Modelle von Gebäuden, Konstruktionstools und unvorstellbar<br />

viele andere Ressourcen.<br />

Bei der bisherigen CAD-Arbeitsweise werden Entwürfe in<br />

2D begonnen und darauf beruhend in 3D umgewandelt. Im<br />

Gegensatz dazu wird bei SketchUp sofort in einer 3D-Umgebung<br />

gearbeitet. Dadurch entfällt der Übergang von 2D zu 3D und die<br />

damit in Zusammenhang stehenden Probleme erübrigen sich.<br />

Alle Themen rund um die 3D-Umsetzung können bereits früh im<br />

Entwurfsprozess gelöst werden. Sobald der 3D-Entwurf angelegt<br />

wurde, können mit SketchUp bei Bedarf auch 2D-Pläne und<br />

2D-Entwürfe erstellt werden.<br />

Da Entwürfe mit SketchUp sehr einfach in 3D dargestellt und<br />

bearbeitet werden können, ist der Zyklus Entwurf-Feedback-<br />

Überarbeitung wesentlich kürzer. Nehmen wir an, ein<br />

Vermessungsingenieur und ein Architekt arbeiten gemeinsam<br />

daran, einen bestimmten Gebäudestandort zu optimieren. Der<br />

-14-<br />

Ein SketchUp-Modell zur Planung und Entwicklung. Die Gebäude können in<br />

hoher Genauigkeit modelliert werden.<br />

In diesem Plan sind angrenzende Grundstücksparzellen neben einem<br />

geplanten Gebäudekomplex dargestellt. Hochwertige Vermessungsdaten<br />

können zusätzliche Informationen zu den umliegenden Grundstücken liefern<br />

und zu Verbesserungen führen.


Durch das Kombinieren von SketchUp-Modellen mit Google Earth-Bildern<br />

können Bauzeichner Straßen- und Luftbildansichten ihrer Projekte und der<br />

Umgebung erstellen.<br />

Ein 3D-Modell einer Baustelle für einen Gebäudekomplex enthält Pläne<br />

für Baufahrzeugwege und Abstellplätze. Mit dem Modell können auch<br />

verschiedene Bauphasen dargestellt werden.<br />

Architekt kann Änderungen eintragen und das Modell wieder<br />

dem Vermessungsingenieur zuweisen, der die entsprechenden<br />

Informationen hinzufügt. Dieser wechselseitige Datenaustausch<br />

kann sich mehrfach wiederholen, bis alle strittigen Entwurfspunkte<br />

gelöst sind und das eigentliche Projekt beginnt.<br />

SketchUp in der georeferenzierten Welt<br />

Die SketchUp-Modellierungs- und Visualisierungsfunktionen<br />

eignen sich bestens für die Geomatikbranche, und die Software<br />

wird von Vermessungsfachleuten sehr gut angenommen. Dazu<br />

werden ein paar Bespiele aus den Bereichen Katastervermessung,<br />

Hochbau und Baulogistik aufgezeigt.<br />

Im Verlauf der letzten Jahre fand in der Verwaltung der Übergang<br />

von papierbasierten Katasterdaten zu digitalen Vektordaten<br />

und dann zu objektbasierten Daten statt. Fachleute der<br />

Katastervermessung können mit den dynamischen Komponenten<br />

von SketchUp Grundstücksparzellen und Objekte erstellen, um<br />

Daten für Kataster- und Landinformationssysteme zu verwalten.<br />

Statt Daten auf Papier oder eine CAD-Datei bereitzustellen,<br />

können sie intelligente Datenobjekte erstellen, die direkt in<br />

Landinformationssystemen übernommen werden können. Durch<br />

das Entwickeln einer Sammlung individueller, georeferenzierter<br />

3D-Modelle können darin ganze Regionen mit außergewöhnlicher<br />

Detailgenauigkeit abgebildet und verwaltet werden.<br />

Roth Sheppard Architects in Denver (US-Bundesstaat Colorado),<br />

geht mit SketchUp in den Planungs- und vorbereitenden<br />

Entwurfsphasen verschiedene Optionen durch, indem er<br />

beispielsweise mit virtuellen Rundgängen und perspektivischen<br />

Entwurfsbildern arbeitet. „Die visuelle Darstellung spielt eine<br />

unglaublich wichtige Rolle“, sagt Unger. „Aufgrund der raschen<br />

Nachvollziehbarkeit ist es stets von Vorteil, wenn man seinen<br />

Kunden oder Beratern ein 3D-Modell präsentieren kann.“ Komplett<br />

in 3D können die Gebäudemodelle in das Umfeld eingepasst<br />

werden, um optisch darzustellen, wie eine Gebäudestruktur zur<br />

vorhandenen Umgebung passt. Wenn SketchUp in Verbindung<br />

mit Google Earth verwendet wird, können Planer und Zeichner<br />

Geländedaten nutzen und geplante Gebäude an bestimmten<br />

Bauorten einfügen.<br />

Die Logistik auf Großbaustellen bedarf einer sehr dynamischen<br />

Organisation von Baustoffen, Maschinen und Personal.<br />

Projektteams können mit SketchUp virtuelle 3D-Baustellen<br />

anlegen, um Informationen über Bauprozesse auszutauschen.<br />

Je nach den verschiedenen Baustufen können unterschiedliche<br />

Szenen erstellt werden. Planer können die zeitliche Nutzung und<br />

die räumlichen Bewegungen von Ausrüstung und Material testen<br />

und die Daten zu potenziellen Auswirkungen auf die zu erwartende<br />

Bauumgebung weitergeben. Ein Beispiel wäre eine Baustelle mit<br />

mehreren im Bau befindlichen Gebäuden. Projektmanager können<br />

die Gebäude in verschiedenen Bauphasen darstellen und virtuell<br />

überprüfen, ob die Baufahrzeuge und Bagger sich auf der Baustelle<br />

bewegen können, sobald die Gebäude errichtet sind. Die Trimble<br />

3D-Galerie bietet Modelle der meisten schweren Baumaschinen.<br />

So kann ein bestimmtes Planierraupenmodell heruntergeladen<br />

werden, mit dem getestet werden kann, ob die Maschine zwischen<br />

den Gebäuden manövrieren kann.<br />

Förderung des Trends zur Arbeit mit 3D-Daten<br />

Geomatikfachleute arbeiten mit leistungsstarken Tools, die<br />

reichhaltige Daten mit hoher Detailgenauigkeit liefern. Bisher<br />

beruhte die Möglichkeit zum Nutzen und Austauschen dieser<br />

Daten auf anspruchsvollen und oft komplexen Softwaresystemen.<br />

SketchUp steht hier für einen klaren Paradigmenwechsel. Denn<br />

mit SketchUp können Anwender mit sehr unterschiedlichem<br />

Kenntnishintergrund mit den Daten arbeiten, die mit Vermessungs-<br />

und Informationssystemen aufgezeichnet wurden. Das Ergebnis ist<br />

ein außergewöhnlich einfacher Weg, Informationen und Daten zu<br />

nutzen und auszutauschen.<br />

Geomatikfachleute wenden sich zunehmend von der Arbeit<br />

mit papier- oder <strong>PDF</strong>-basierten 2D-Plänen ab, wenn sie<br />

Messdatenmaterial austauschen möchten. 3D-Daten sind<br />

aussagekräftiger, und mit SketchUp haben Geomatikfachleute<br />

ein Tool, mit dem sie 3D-Daten entwickeln und weitergeben<br />

können. Kunden sehen durchaus den Wert von mit Entwurfs- und<br />

Visualisierungssystemen erstellten 3D-Modellen, aber sie sind<br />

nicht bereit, in teure Systeme zu investieren, nur um sich ein Modell<br />

optisch darzustellen lassen, das von einer zuarbeitenden Firma<br />

erstellt wurde. Mit SketchUp besteht die Möglichkeit, 3D-Modelle<br />

in einem verbreiteten und bezahlbaren Medium zu erstellen,<br />

weiterzugeben und damit zu arbeiten.<br />

Durch die von Trimble umgesetzte Integration und Erweiterung von<br />

SketchUp und der Nutzung von 3D-Daten wird SketchUp künftig<br />

noch stabiler und kann für neue und vielfältigere Anwendungen<br />

eingesetzt werden. SketchUp ist nicht mehr weit davon entfernt,<br />

das Versprechen einzulösen, die Arbeit mit 3D-Daten für jeden<br />

zugänglich zu machen.<br />

SketchUp ist bei der Planung und Konstruktion von Gebäuden ein<br />

wichtiges Front-End-Tool. Brian Unger, Architekt im Architekturbüro<br />

Siehe Sonderbeitrag in der Septemberausgabe von „Professional<br />

Surveyor“: www.profsurv.com<br />

-15- Technik&mehr


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Sichere Messarbeiten an CALM-Bojen<br />

Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

-16-<br />

Die petrochemische Industrie hat eine ausgeklügelte<br />

Methode zum sicheren und wirtschaftlichen Be- und<br />

Entladen von Ozeantankern entwickelt: im Meer<br />

treibende Bojen, die mit Ankern am Meeresboden gesichert<br />

sind und als kleine Öl- oder Gasterminals dienen.<br />

Bei diesen sogenannten CALM-Bojen (englisch für Catenary<br />

Anchor Leg Mooring, über Ankerketten an sternförmig<br />

angeordneten Pfählen festgemachte Bojen) können die riesigen<br />

Tanker beim Umschlag auf der offenen See bleiben. Beim Beladen<br />

wird die Flüssigkeit von der Raffinerie zur Boje gepumpt und die<br />

Schläuche des Schiffes werden an der Boje angeschlossen, um die<br />

Ladung an Bord zu nehmen. Beim Löschen der Ladung wird der<br />

gesamte Vorgang umgekehrt. Bei dieser Vorgehensweise müssen<br />

Kaianlagen nicht bis ins tiefe Wasser gebaut werden, sodass Kosten<br />

und Ressourcen eingespart werden.<br />

Es ist entscheidend, dass CALM-Bojen ordnungsgemäß verankert<br />

werden. Jeder Fehler bei der Wahl der Ankerpunkte kann dazu<br />

führen, dass die Bojen in gefährlichem Maße für starke Winde und<br />

hohe Wellen anfällig sind, sodass die Verladebedingungen äußerst<br />

riskant werden und möglicherweise hohe Kosten entstehen<br />

können. Ein Petrochemie-Komplex in Sizilien vergab 2010 einen<br />

unabhängigen Vermessungsauftrag, da man über mögliche<br />

Abweichungen von den bestehenden Projektplänen besorgt war.<br />

Es sollten die Positionen der Ankerpfähle gemessen werden, um die<br />

Pläne für die Verankerung einer CALM-Boje an der Umschlagstelle<br />

in der Bucht von Santa Panagia zu untermauern.<br />

Der Kunde<br />

Das Industriedreieck im italienischen Syrakus deckt ein weites<br />

Gebiet von Ostsizilien ab und ist ein wichtiger Wirtschaftsfaktor in<br />

der Region. Die Raffinerien, Chemiewerke und Vergasungsanlagen<br />

von Syrakus wurden in den 1950er-Jahren begonnen und bilden<br />

einen der größten Petrochemie-Komplexe Europas. Im Laufe der<br />

Jahre erfolgte eine zunehmende Erweiterung durch verwandte<br />

Industriezweige, beispielsweise Hersteller von Ölbohrplattformen.<br />

Das Öl und Gas der Region wird überwiegend auf dem<br />

Seeweg transportiert und das Gebiet wird häufig von großen<br />

Tankern angelaufen. Als Alternative zum Anlegen an einer<br />

Tankerumschlagbrücke erfolgt das Löschen und Laden der<br />

Flüssigkeit zwischen der Raffinerie und den Tankern an CALM-<br />

Bojen. Jede Boje ist mit Ketten verbunden, die an in den<br />

Meeresgrund gerammten Ankerpfählen verankert sind. Durch die<br />

Ankerketten wird die Boje sicher im Zentrum der umgebenden<br />

Pfähle gehalten.<br />

Die geeignete Methode<br />

Die Vermessungs- und Ingenieurfirma Archilab di Paolo<br />

Zappulla & C bekam den Auftrag, die planimetrische Position<br />

mehrerer vorhandener CALM-Pfähle zu bestimmen, die in<br />

den Meeresboden der Bucht von Santa Panagia gerammt<br />

waren. Das Hauptziel der Messung bestand in der genauen<br />

Positionsbestimmung aller Pfähle. Hierzu wurde mit einem<br />

Zweifachsystem aus WGS84- und Roma40-Koordinaten gearbeitet<br />

(Roma40 ist Italiens geodätisches System und bezieht sich auf


die astronomischen Daten von 1940). Auf diese Weise konnte die<br />

genaue Position der Pfähle (die der Kunde als fehlerhaft ansah) mit<br />

älteren Plandaten verglichen werden.<br />

Die meisten Pfähle bei Syrakus sind von der Küste aus zu sehen<br />

und hätten mit Totalstationen gemessen werden können.<br />

Allerdings entschied man sich bei Archilab aufgrund der Anzahl der<br />

erforderlichen Beobachtungen und wegen der Schwierigkeit, auf<br />

dem Meer Zielmarken zu platzieren, dafür, mit GPS zu arbeiten. Das<br />

Messteam nutzte hierfür Siziliens Echtzeitnetzwerk VRS Sicilia, um<br />

RTK-Korrekturdaten zu erhalten. Die Daten des Netzwerks wurden<br />

über Mobiltelefon empfangen und über das RTCM 3.0-Protokoll<br />

verarbeitet.<br />

Das VRS Sicilia-Netzwerk nutzt die Trimble VRS-Technologie, um<br />

Genauigkeiten im Zentimeterbereich zu erzielen, und arbeitet<br />

mit den 20 Trimble NetRS® GPS-Referenzstationen, die in Sizilien<br />

aufgestellt sind. Damit nutzen die Vermessungsingenieure nur<br />

ein Koordinatensystem, das für alle Anwender gleich ist. Somit<br />

können Vermessungen jeder Art auf regionaler Ebene durchgeführt<br />

werden. Vermessungsfachleute können von den Referenzstationen<br />

außerdem Daten zur Nachbearbeitung herunterladen. VRS Sicilia<br />

kann in Echtzeit und von beliebigen GPS-Anwendungen genutzt<br />

werden, beispielsweise auch für Marinebauanwendungen und<br />

andere Vermessungsarbeiten entlang der Küste Siziliens. Durch die<br />

Nutzung des VRS Sicilia-Echtzeitnetzwerks konnte das Messteam<br />

von Archilab auf eine RTK-Referenzstation verzichten und<br />

Ergebnisse direkt im WGS84-System bereitstellen.<br />

Die Vermessungsarbeiten<br />

Eine CALM-Boje wird mit fünf Ketten mit ca. 300 m Länge an fünf<br />

dazugehörigen Pfählen verankert. Da die Vermessungsarbeiten auf<br />

dem Meer durchgeführt wurden, fuhr das Archilab-Team mit einem<br />

Boot in die Nähe der zu vermessenden Pfähle. Das Arbeitsteam<br />

setzte sich aus einem Taucher, einem Vermessungsingenieur an<br />

Bord und dem Bootsführer zusammen. Die Wetterbedingungen<br />

bei den Vermessungsarbeiten waren bei strahlender Sonne und<br />

ruhiger See sehr günstig.<br />

Die Arbeit startete und endete an Land. Um die Genauigkeitswerte<br />

zu kontrollieren, initialisierte das Messteam einen Trimble R6 GPS-<br />

Empfänger mit Verbindung zu VRS Sicilia und nahm zu Beginn der<br />

Vermessungsarbeiten eine Messung zu einem IGM95-Festpunkt<br />

vor. Das IGM95-Netz ist ein grundlegendes geodätisches Netz, das<br />

1992 vom italienischen militärgeographischen Institut (IGM, Istituto<br />

Geografico Militare) realisiert wurde. Alle seine Festpunkte wurden<br />

mit GPS eingerichtet.<br />

Sobald das Team einen Ankerpfahl in der Bucht erreichte,<br />

schwamm der Taucher vom Boot zum Pfahl, stellte sich auf diesen<br />

und platzierte den Trimble R6 dort an verschiedenen Punkten.<br />

Diese Punkte lagen auf der Achse des Ankerpfahls sowie auf den<br />

Befestigungsschrauben der verschiedenen Dichtungsdeckel. Bei<br />

vier der fünf Pfähle wurden 10 Punkte mit RTK markiert, kodiert und<br />

gemessen. Da beim fünften Pfahl kein Dichtungsdeckel vorhanden<br />

war, wurden nur vier Punkte gemessen, die auf der horizontalen<br />

und vertikalen Achse des Pfahls lagen.<br />

Mit einer Trimble TSC2-Kontrolleinheit auf der die Trimble Access-<br />

Software installiert war, katalogisierte der Vermessungsingenieur<br />

an Bord die Daten und sammelte die benötigten Informationen,<br />

um die planimetrische Position aller Punkte zu bestimmen. Die<br />

Datenübertragung zwischen Kontrolleinheit und Trimble R6<br />

erfolgte über eine Funkverbindung. Die gesamten Messarbeiten<br />

und Festpunktmessungen nahmen lediglich einen Arbeitstag in<br />

Anspruch.<br />

Ein erfolgreiches Projekt<br />

Die abschließenden Daten wurden anschließend im WGS84-<br />

und Roma40-Koordinatensystem aufbereitet. Die Vermessungsingenieure<br />

erstellten eine Tabelle geografischer WGS84-Koordinaten<br />

und exportierten diese direkt aus der Trimble TSC2-Kontrolleinheit.<br />

Mit einem Softwareprogramm von IGM, das auf einem Gitter des<br />

Messgebiets beruhte, wurden die WGS84-Koordinaten in das<br />

Roma40-Koordinatensystem transformiert.<br />

Archilab übergab die Ergebnisdaten an den Kunden, der die<br />

Unterschiede zwischen den älteren Messungen und den Daten von<br />

Archilab berechnete. Die Ergebnisse zeigten, dass die Pfähle bei<br />

Abweichungen von 24 bis 57 m nicht an den Sollpositionen platziert<br />

worden waren. Die Messungen von Archilab ergaben außerdem,<br />

dass der grobe Radius des Pfahlkreises um die Boje unregelmäßig<br />

war. Diese Unregelmäßigkeit würde sich unter Umständen<br />

nachteilig auf die Stabilität der Boje auswirken und somit die<br />

Sicherheit beim Öl- und Gasumschlag beeinträchtigen. Dank der<br />

Arbeit von Archilab und dank GPS verfügt der Auftraggeber jetzt<br />

über genaue Daten, um künftige Maßnahmen für die CALM-Bojen<br />

in der Bucht von Santa Panagia sicher und effizient durchzuführen.<br />

Oben: Tanker werden für den Öl- oder Gasumschlag mit CALM-Bojen<br />

verbunden. Die künftige CALM-Boje in der Bucht von Santa Panagia ähnelt der<br />

hier dargestellten Boje.<br />

Unten: Ein Mitarbeiter des Messteams bestimmt die Position der vorhandenen<br />

CALM-Pfähle.<br />

-17- Technik&mehr


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Dave and Arnold Bansemer von NMSS in Namibia steuern mit dem robusten Trimble Tablet-PC den Gatewing X100.<br />

Vermessungsarbeiten an einer Tagebaugrube können ein<br />

riskantes Vorhaben sein. Für genaue Volumenmessungen<br />

müssen sogenannte Bermenkanten an den inneren und<br />

äußeren Absätzen der Tagebaugrube sowie Halden aufgezeichnet<br />

werden. Diese Merkmale sind wichtig, da mit ihnen die aktuelle<br />

Form der Grube bestimmt werden kann. Aber angesichts<br />

immer strengerer Sicherheitsauflagen und entsprechender<br />

Bußgelder weigern sich einige Bergbauunternehmen, das<br />

Vermessungspersonal in die Nähe dieser Bereiche zu lassen. Das<br />

Vermessen der Tagebaugrube aus der Luft stellt in diesem Fall eine<br />

effiziente Lösung dar.<br />

Gleichzeitig werden auf diese Weise Kosten eingespart. Tatsächlich<br />

geht man bei NMSS (Namibian Mining Survey Services (PTY) Ltd.)<br />

davon aus, dass mit einem unbemannten Fluggerät (Drohne) mehr<br />

als 95 Prozent an Mobilisierungskosten eingespart werden können,<br />

die damit verbunden sind, benötigte Ressourcen von außerhalb<br />

des Landes einzuführen, um eine LIDAR- bzw. photogrammetrische<br />

Vermessung durchzuführen. Da Vermessungsdrohnen von NMSS<br />

als ein wichtiger Bestandteil des künftigen Vermessungswesens<br />

angesehen werden, befasste man sich bei NMSS bereits eine<br />

gewisse Zeit mit den Möglichkeiten dieser Technologie, und bei<br />

einem neueren Projekt bot sich die perfekte Gelegenheit, diese in<br />

der Praxis auszuprobieren.<br />

NMSS wählte nach einer Präsentation an einer Platingrube für das<br />

Projekt die Vermessungsdrohne Gatewing X100 aus, nachdem die<br />

Ergebnisse sehr genau den Ergebnissen einer zuvor durchgeführten<br />

LIDAR-Vermessung entsprachen. Ein weiterer Faktor waren die<br />

positiven Erfahrungen des Unternehmens mit Trimble. „Meine<br />

gesamte Ausrüstung stammt von Trimble, und die Unterstützung<br />

von Optron ist hervorragend“, berichtet Dave Bansemer von NMSS.<br />

„Ich habe beim Kauf des X100 nicht gezögert.“<br />

Das Projekt<br />

In dem Projekt musste ein Abschnitt der Abenab-Grube<br />

vermessen werden. Hierbei handelt es sich um eine westlich der<br />

Technik&mehr<br />

Luftbildvermessung<br />

-18-<br />

in Namibia:<br />

sicher und<br />

wirtschaftlich<br />

Gemeinde Tsumeb gelegene Vanadium-Blei-Mine im Eigentum<br />

der South West Africa Company. Die Grube wurde in den 1960er-<br />

Jahren geschlossen, aber es gab Machbarkeitsstudien, um zu<br />

ermitteln, ob eine Wiederaufnahme des Abbaus rentabel wäre.<br />

Das Grubenmanagement benötigte Daten zu den Volumina<br />

aller Abraumhalden, Abfallerzgruben, Geröllhalden und des<br />

Tagebauaushubs. Die Hauptgrube war annähernd kreisförmig, ca.<br />

60 m tief und 120 m breit. Zwei kleinere Gruben waren von dichter<br />

Vegetation überwuchert, aber es war noch genug vom Erdreich<br />

sichtbar, um die genaue Form zu erkennen.<br />

Das Messgebiet erstreckte sich über etwa 100 Hektar. Die Flughöhe<br />

wurde auf 150 m eingestellt, um eine Bodenauflösung von 5 cm<br />

zu erreichen. Passpunkte (GCPs, Ground Control Points) wurden<br />

aus 1 m langen Holzfaserplatten angefertigt, die zu 10 cm breiten<br />

Leisten zurechtgeschnitten wurden. Die hellrot lackierten Leisten<br />

sollten auf den Aufnahmen für eine 20x2-Pixel-Abdeckung sorgen.<br />

An strategischen Positionen wurden 10 Passpunkte platziert,<br />

die verschiedenste Höhenpunkte abdeckten, beispielsweise auf<br />

Halden, in störungsfreier Bodenhöhe sowie in der Grube. Die<br />

Punkte wurden mit bestehenden Festpunkten des UTM34S-<br />

Koordinatensystems mit Fast Static-Verfahren unter Verwendung<br />

der firmeneigenen Trimble R6 GPS-Systeme bestimmt.<br />

Start der X100<br />

Nach der erhaltenen Gatewing-Schulung und basierend auf<br />

photogrammetrischen Grundprinzipien, sowie einiger Tests wurde<br />

bei NMSS entschieden, dass die Zeit zwischen 9 Uhr und 15 Uhr zum<br />

Vermeiden von Schatten die günstigste Zeit sei. Das Fluggebiet<br />

erstreckte sich über 140 Hektar und schloss zur Kontrolle auch ein<br />

zu einem früheren Zeitpunkt vermessenes Gebiet ein. NMSS ging<br />

unter Annahme günstiger Bedingungen davon aus, dass sich das<br />

Gebiet mit einem einzigen Flug abdecken lassen würde.<br />

Bansemer traf morgens um 7 Uhr ein und platzierte zunächst die<br />

Passpunkte, während sein Kollege die erste Fast Static-Messung<br />

durchführte. Gegen 10 Uhr waren alle Passpunkte fest platziert


und bestimmt. Nachdem eine geeignete Start- und Landebahn<br />

gefunden worden war (eine Farmstraße), wurde zunächst<br />

die Checkliste zur Flugvorbereitung und Flugdurchführung<br />

durchgegangen, sodass die X100 gegen 11 Uhr gestartet werden<br />

konnte. Nach dem Absolvieren der 35-minütigen Flugroute<br />

mit einigen Turbulenzen auf 150 m Flughöhe landete die X100<br />

wieder sicher auf einem freien Gelände, wenn auch nicht am<br />

vorgesehenen Ziel.<br />

Nach dem Herunterladen der Daten kehrte das Team zur<br />

Verarbeitung der Daten nach Tsumeb zurück. Zuerst wurde<br />

mit der Verarbeitung der Passpunktdaten begonnen und<br />

anschließend zu den Koordinaten übergegangen, die bei<br />

den Fotokontrollaufzeichnungen gewonnen wurden. Für die<br />

photogrammetrische Verarbeitung wurde bei NMSS die Gatewing<br />

Stretchout Pro-Software verwendet. Nach der Bestimmung des<br />

Koordinatensystems und Identifizierung der Passpunkte begann<br />

die Zahlenverarbeitung. Die Datenverarbeitung bis zum Erzeugen<br />

der endgültigen Punktwolke und der Orthomosaike nahm etwa<br />

sieben Stunden in Anspruch. Der mittlere horizontale Fehler betrug<br />

3 cm und der vertikale Fehler 9 cm, diese lagen also deutlich im<br />

Fehlerbudget.<br />

Beeindruckende Ergebnisse<br />

Zunächst wurde kontrolliert, ob alle Bereiche tatsächlich<br />

abgedeckt wurden. Die Mitarbeiter von NMSS verglichen die<br />

Punktwolke dann mit der früheren Messung und waren von den<br />

Ergebnissen sehr beeindruckt. Die Übereinstimmung der Daten<br />

war perfekt. Einige Lücken in der Punktwolke schienen zu Gebieten<br />

mit dichtem Baumbestand zu passen. Um sicherzugehen, dass die<br />

Daten wirklich genau waren, wurden bestimmte Bereiche mit der<br />

Trimble VX Spatial Station neu gemessen.<br />

NMSS bezog einige wichtige Erkenntnisse aus der Anwendung<br />

dieser innovativen Technologie, die Bansemer im Interesse<br />

künftiger Anwender kurz wie folgt beschreibt:<br />

• Ein ausreichend dichtes Festpunktnetz ist unerlässlich.<br />

Teilweise ist es schwierig, Festpunkte exakt in den Ecken des<br />

abgedeckten Fluggebiets und einen Festpunkt in der Mitte zu<br />

platzieren, da der Flug in der Praxis durch die Windrichtung<br />

beeinflusst wird und sich die Flugbahn dann entsprechend<br />

ändert. Es sollten also mehr Punkte als empfohlen platziert<br />

werden.<br />

• Es sollte darauf geachtet werden, dass die Größe der<br />

Bodenfestpunkte für die jeweilige Flughöhe geeignet ist.<br />

Eine 10 cm breite Leiste wird bei 300 m Flughöhe kaum<br />

identifizierbar sein.<br />

• Vor dem Verlassen des Messgebiets muss kontrolliert werden,<br />

ob die Messaufgaben wirklich vollständig sind.<br />

• Es muss eine ausreichend große Fläche zum sicheren Landen<br />

vorhanden sein. (Bansemer empfiehlt eine Landebahn von<br />

mindestens 300 m, wobei Hindernisse berücksichtigt werden<br />

müssen, wenn der Landeanflug zu tief gerät.)<br />

„Für uns war es wichtig, Vermessungen schnell und genau sowie mit<br />

minimalem Risiko für Gesundheit und Sicherheit durchzuführen“,<br />

fasst Bansemer zusammen. „Die Gatewing X100 hat unsere<br />

Anforderungen wunderbar erfüllt. Wir sind mit der Leistung und<br />

den Ergebnissen aus dem Einsatz der X100 vollkommen zufrieden.“<br />

Von oben nach unten: X100 Vermessungsdrohne kurz vor dem Start. Luftaufnahme<br />

der X100-Vermessung. Dave und Arnold Bansemer bei der Vorbereitung der X100<br />

für die Luftvermessung.<br />

-19- Technik&mehr


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Eine einzigartige<br />

Messkampagne<br />

Während der Teilnahme an einem prestigeträchtigen<br />

Studienprogramm der Universität Gent (Belgien) war die<br />

Masterstudentin Reine Stoffels an einer hydrographischen und<br />

topographischen Vermessung eines Stausees in Frankreich<br />

beteiligt. Neben der Aneignung praktischer Kenntnisse<br />

machte Stoffels Fotoaufnahmen des Projekts und nahm an<br />

verschiedenen Fotowettbewerben von „Technik&mehr“ teil.<br />

Das Bild ganz rechts erhielt in der letzten Ausgabe (2012-2) den<br />

ersten Preis. Hier ist die Geschichte zu dem Bild.<br />

Jeden Sommer kommen begeisterte Segel- und Wassersportler<br />

zum Lac de Vassivière im mittleren Frankreich. Mit einer Größe<br />

von 1000 Hektar ist der Stausee von Vassivière einer der größten<br />

Seen Frankreichs. Er wurde erbaut, um Elektrizität für die Region<br />

Limousin zu erzeugen. Der im Jahr 1950 eröffnete See führt dem<br />

Mazet-Wasserkraftwerk, das sich im Eigentum der Electricité de<br />

France (EDF) befindet, Wasser zu.<br />

Seit mehreren Jahren hat die EDF um eine detaillierte Vermessung<br />

des Sees angefragt, um dessen Volumen und den Wasserstand<br />

besser überwachen zu können. Im Jahr 2010 gab die EU grünes<br />

Licht für die Durchführung des Projekts im Rahmen eines<br />

dreijährigen ERASMUS-Intensivprogramms (IP). Das im Jahr<br />

1987 gegründete ERASMUS-Programm unterstützt Bildungs-<br />

und Fortbildungsmaßnahmen auf der ganzen Welt. In dem<br />

Intensivprogramm kommen Studenten und Lehrer von höheren<br />

Bildungsinstitutionen aus mindestens drei beteiligten Ländern<br />

zusammen.<br />

Das Projekt in Vassivière wurde von Boskalis gesponsert, einem<br />

niederländischen Unternehmen, das sich auf Nassbaggerung,<br />

Erdbau und maritime Infrastruktur spezialisiert hat. An diesem<br />

Programm nahmen Studenten von der Ecole Nationale Supérieure<br />

de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA-Bretagne) in Brest<br />

(Frankreich), von der belgischen Universität Gent (UGent) und von<br />

der deutschen HafenCity Universität Hamburg (HCU) teil. Neben<br />

-20-<br />

seiner Größe und Komplexität war das Lac-de-Vassivière-Projekt<br />

der erste Hydrografie- und Geomatik-Kurs, der auf europäischer<br />

Ebene organisiert wurde.<br />

Hindernislauf<br />

Das Ziel des Vermessungsprojekts bestand darin, ein detailliertes<br />

digitales Höhenmodell des Vassivière-Stausees zu erstellen. Die<br />

Datenerfassung beinhaltete topographische und hydrographische<br />

Messungen, bei denen mit Trimble GNSS-Empfängern und<br />

Trimble-Totalstationen Positionsdaten entwickelt werden sollten.<br />

Das Team der Universitäten baute in der Nähe zum See zwei<br />

Referenzstationen auf, die als Basis für GNSS-Messungen dienen<br />

sollten. Diese Stationen wurden mit dem France Lambert93-<br />

Koordinatensystem verknüpft.<br />

„Es war eine faszinierende Erfahrung“, erzählt Reine Stoffels. „Die<br />

Vermessungskampagne startete am 30. Oktober 2011 und endete<br />

am 10. November. Der See wurde in 20 Zonen unterteilt, und<br />

fünf Gruppen von Studenten führten Messungen von jeweils vier<br />

Zonen durch. Im Idealfall benötigten die Gruppen 2,5 Tage pro<br />

Zone. Das Jahr 2011 war jedoch außergewöhnlich trocken und<br />

das Wasser hatte einen Niedrigstand, was einen 5 bis 6 m langen<br />

Sandstreifen um den gesamten See nach sich zog. Zum Sammeln<br />

der Daten wurden mehr topographischen Messungen benötigt<br />

als ursprünglich geplant. Diese Messungen dauerten länger als<br />

die hydrographischen Lotungen, die für die jetzt ausgetrockneten<br />

Bereiche angesetzt waren.<br />

Die Studenten führten intensive Messungen an der Westseite<br />

des Sees und weniger ausführliche an der Ostseite durch.<br />

Die wichtigsten permanenten Merkmale um den See herum<br />

(Staudamm, Bootsstege usw.) wurden im Detail gemessen. Über<br />

ein Gebiet von 120 Hektar verwendete das Team zur Messung<br />

von ca. 62.000 Punkten eine Kombination von Totalstationen<br />

und GNSS. Die Arbeit ging schnell voran. Das Team schaffte pro<br />

Gruppe im Durchschnitt ca. 1000 Punkte pro Tag. Besondere<br />

Anforderungen des Projekts verlangten eine durchschnittliche<br />

Punktdichte von einem Punkt alle fünf Meter, und die Teams


erreichten dieses Ziel. Die tatsächliche Punktdichte variierte je nach<br />

Geländebedingungen, wobei entlang den Stränden und schwer<br />

zugänglichen Waldgebietsstreifen eine niedrigere Dichte gegeben<br />

war und bei kritischen Bereichen wie Docks, Anlegestellen und<br />

ähnlichen Strukturen eine hohe Dichte vorlag. Darüber hinaus<br />

änderte sich der Arbeitsbereich für die Totalstationen mit den<br />

Geländebedingungen im Umkreis des Sees. Dieser Bereich variierte<br />

teilweise von einigen Dutzend bis zu hundert Metern freier Sicht.<br />

Zur Vervollständigung des 3D-Seemodells wurden die „trockenen“<br />

Messungen aus bathymetrischen Daten und den Messungen<br />

der Laserscannern kombiniert. Die experimentelle Fehlerspanne<br />

der bathymetrischen Daten, die als Grundlage zur Kombination<br />

der anderen Datensätze verwendet wurde, betrug 5 bis 10 cm.<br />

Die Teams mussten diese Kriterien für die topographischen<br />

Messungen erfüllen. Stoffels berichtet, dass mit dem Trimble<br />

GNSS-System und den Trimble-Totalstationen Daten geliefert<br />

wurden, die den Anforderungen vollkommen entsprachen. Zur<br />

Kontrolle der Genauigkeit wurden in bestimmten Bereichen<br />

Datenvergleichsprüfungen durchgeführt, indem Punkte mit<br />

unterschiedlichen Instrumenten und von unterschiedlichen<br />

Referenzpunkten gemessen wurden.<br />

Der Arbeitsdruck während der 10 Tage blieb hoch. „Nach dem<br />

Frühstück Morgens um halb sechs arbeiteten wir durch bis<br />

zum Sonnenuntergang“, erinnert sich Stoffels. „Anschließend<br />

übertrugen wir das Datenmaterial von den Instrumenten<br />

auf unsere Laptops und überprüften die Daten, um Fehler zu<br />

eliminieren. Danach sandten wir die Daten zum Zentralserver,<br />

sodass wir gegen 23 Uhr schlafen gehen konnten.“ Alle Teilnehmer<br />

begannen das Projekt in hoffnungsvoller Stimmung, aber am<br />

Ende der ersten Woche wurde deutlich, dass keine Gruppe ihre<br />

zugewiesenen Zonen schaffen würde. Zu diesem Zeitpunkt<br />

beschlossen die Teams, die Zonen neu zu aufzuteilen und für 2012<br />

eine weitere Messkampagne anzusetzen.<br />

Erkenntnisse der Studenten<br />

Eines der Ziele des Programms war, Hydrographie- und Geomatik-<br />

Studenten der drei Universitäten die Möglichkeit zu geben, so<br />

viele Kenntnisse und Erfahrungen wie möglich auszutauschen.<br />

„Wie haben wie ein internationales multidisziplinäres Team<br />

zusammengearbeitet“, schwärmt Stoffels. „Die wissenschaftlichen<br />

Mitarbeiter der drei Universitäten haben uns hervorragend<br />

angeleitet, und das war auch nötig, denn bei diesem Projekt<br />

war besonderes Spezialwissen gefragt. Außerdem mussten die<br />

Messdaten sehr unterschiedlicher Instrumente miteinander<br />

kombiniert werden, und dies brachte einige sehr interessante<br />

Herausforderungen mit sich.“<br />

Die studentischen Teams arbeiteten bei der Vermessungskampagne<br />

mit einem Fächerecholot, mit einem Seitensichtsonar sowie mit<br />

Laserscannern, Trägheitsbewegungsmessgeräten, verschiedenen<br />

Totalstationen und mit dem GNSS-System mit RTK. „Das Projekt war<br />

für uns eine einzigartige Chance, mit professioneller Ausrüstung zu<br />

arbeiten“, sagt Stoffels. „Die Partneruniversitäten brachten jeweils<br />

Instrumente verschiedener Hersteller mit. Die ältesten Instrumente<br />

waren kaum automatisiert, was zwar unserer Produktivität nicht<br />

half, aber auf diese Weise erhielten wir tiefere Einblicke in die<br />

zugrunde liegenden Messmethoden und -abläufe.“<br />

Stoffels arbeitete mit diversen Instrumenten der drei Universitäten<br />

ENSTA, UGent und HCU, aber sie stellte bei sich eine Vorliebe<br />

für Trimble-Ausrüstung fest, darunter für die Trimble R6 und R8<br />

GNSS-Empfänger und die Trimble S6 DR300 Robotic-Totalstation<br />

mit Verbindungen zu Trimble Survey-Kontrolleinheiten: „Ich<br />

habe festgestellt, dass die Instrumente von Trimble sehr<br />

bedienfreundlich sind. Durch die übersichtliche Menüstruktur und<br />

die logischen Abläufe sind Anwender mit den Instrumenten und<br />

der Software sehr schnell vertraut.“<br />

-21- Technik&mehr


Technik&mehr<br />

Unter mächtigen Eichen:<br />

Erweiterte GNSS-Leistung mit<br />

dem Trimble Floodlight-System<br />

Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Die Gemeinde St. Charles im US-Bundesstaat Louisiana<br />

hat zur Verbesserung der Genauigkeit ihrer GIS-Karten<br />

spezielle GNSS-Ausrüstung angeschafft, jedoch war<br />

für Messungen unter den mächtigen Eichenbäumen<br />

auf dem Gemeindegebiet zusätzliche GNSS-Leistung<br />

erforderlich. Die Ergänzung des Systems mit Trimble<br />

GeoExplorer®-GNSS-Kartierungshandhelds der Serie 6000<br />

mit integrierter Trimble Floodlight-Technologie zur<br />

Satellitenschattenreduzierung führte sofort zu verbesserter<br />

Produktivität und Genauigkeit.<br />

Der Tropfen, der das Fass für die Gemeinde St. Charles<br />

im wahrsten Sinne des Wortes zum Überlaufen<br />

brachte, war eine Notsituation, als eine unterirdische<br />

Wasserleitung unter einer stark befahrenen Straße zerbarst.<br />

Der Verkehr musste umgeleitet werden, während das Wasser<br />

sich ungebremst auf die Fahrbahn ergoss. Es dauerte über eine<br />

Stunde, bis Mitarbeiter der Wasserwerke den zugehörigen<br />

Absperrhahn gefunden hatten und die Überschwemmung<br />

stoppten. Die Verzögerung entstand auf Grund einer<br />

fehlerhaften Karte, auf der der Standort des Absperrhahns<br />

irrtümlich auf der falschen Straßenseite verzeichnet war. Das<br />

war genug. Es musste sich etwas ändern.<br />

Technik&mehr<br />

-22-<br />

Die Wasserwerke von St. Charles sind für die Wartung, Reparatur,<br />

Ausbau und Nachrüstung des unter- und überirdischen<br />

Wasserleitungsnetzes zuständig. Das Tiefbauamt ist für den<br />

Orkanschutz und die Infrastruktur der Entwässerung, wie zum<br />

Beispiel Auffangbecken, Wassergräben und Dämme, zuständig.<br />

Wie bei vielen regionalen Behörden üblich verließ man sich auch<br />

bei den Wasserwerken auf Bestandskarten und -zeichnungen<br />

von Bauunternehmen und technischen Betrieben, um das<br />

Netz der unterirdischen Wasserrohre im eigenen GIS auf dem<br />

neuesten Stand zu halten. Zu der Zeit hatte die Gemeinde keine<br />

andere Wahl, da sie keine eigenen Kartierungskapazitäten zur<br />

Verfügung hatte.<br />

Im Jahr 2008 wurde von der Gemeinde St. Charles unter der<br />

Leitung von Luis Martinez ein GIS-Büro eingerichtet, um den<br />

Kartierungsbedarf der kommunalen Behörden professionell<br />

zu organisieren. Martinez war glücklicherweise in seiner<br />

früheren Stelle in der Nutzung von GNSS-Technologie für die<br />

GIS-Datenaufzeichnung ausgebildet worden. Er überzeugte<br />

die Gemeinde davon, dass es sich rentieren würde, in<br />

die Anschaffung hochwertiger GNSS-Vermessungs- und<br />

Kartierungsausrüstung zu investieren und Mitarbeiter darin<br />

auszubilden, diese in ihrem Arbeitsalltag zu nutzen. „Die ersten<br />

Kollegen, die von uns entsprechend eingearbeitet wurden,


waren die Mitarbeiter der Wasserwerke und des Tiefbauamts“,<br />

berichtet Martinez.<br />

Produktivitätsverstärker<br />

Das GIS-Büro unterhält ein gemeindeweites, über das Internet<br />

zugängliches GIS, das sich aus mehreren Datenebenen für fast<br />

alle kommunalen Behörden und Betriebe zusammensetzt. In<br />

der Gemeinde haben die Wasserwerke, zusammen mit dem<br />

Tiefbauamt, die sich am schnellsten entwickelnden räumlichen<br />

Datenebenen. Da immer wieder neue Wasserrohre verlegt und<br />

alte Rohre ausgetauscht werden, ist die Karte für die Infrastruktur<br />

der Wasserwerke im ständigen Wandel. GNSS-basierte GIS-<br />

Datenaufzeichnungsgeräte im Handhelddesign wurden als die<br />

ideale Lösung angesehen, die Datenschichten stets genau und<br />

aktuell zu halten.<br />

Das Personal der Wasserwerke hatte mit Genauigkeitseinbußen<br />

zu kämpfen, wenn Vermessungsarbeiten unter den Eichen<br />

durchgeführt werden mussten, die häufig entlang der Straßen in<br />

den Wohngebieten stehen. Durch die Baumkronen der Eichen wird<br />

der Empfang der GNSS-Signale abgelenkt und teilweise blockiert.<br />

Dieses Phänomen wird auch als Satellitenschatten bezeichnet.<br />

Mit demselben Problem der Signalablenkung sind oft auch<br />

Kartierungsteams konfrontiert, die in Städten zwischen hohen<br />

Gebäuden arbeiten müssen.<br />

Martinez erkannte schnell die Lösung des Satellitenschattenphänomens.<br />

Er ergänzte die GNSS-Ausrüstung der Gemeinde<br />

um die Trimble GeoExplorer-Handhelds der Serie 6000. Diese<br />

GIS-Kartierungshandgeräte sind mit dem einzigartigen Trimble<br />

Floodlight-System ausgestattet, mit dem die Auswirkungen von<br />

Satellitenschatten ohne Einbußen der Genauigkeit ausgeglichen<br />

werden. Diese Technologie verbindet die Positionsdaten<br />

mehrerer GPS- und GLONASS- Konstellationen, zukunftsweisende<br />

Verfolgungsalgorithmen und eine Höhenmaske zur Beschränkung<br />

ungünstiger Signale.<br />

Die Mitarbeiter der Wasserwerke begannen den Trimble<br />

GeoExplorer 6000 GeoXH-Handheld mit der Esri ArcPad-<br />

Datenerfassungssoftware bei jedem Aushubprojekt einzusetzen.<br />

Beim Verlegen neuer Rohre werden mittels des Handhelds Standort<br />

und Tiefe mit Genauigkeiten im Dezimeterbereich kartiert, bevor<br />

die Rohre im Erdreich verborgen werden. Mit den Pulldownmenüs<br />

in Esri ArcPad können die Mitarbeiter auf dem Touchscreen<br />

zentrale Daten für alle kartierten Anlagen festhalten, beispielsweise<br />

Größe und Beschaffenheit der Rohrleitung. Außerdem werden<br />

mit derselben Genauigkeit Positionen weiterer wichtiger<br />

Merkmale und Objekte (z. B. Absperrhähne) auf der GIS-<br />

Datenschicht festgehalten.<br />

„Bevor wir mit dem Floodlight-System gearbeitet haben, konnten<br />

wir je nach Beschaffenheit der Baumkronen nur von etwa sechs<br />

Satelliten ein starkes Signal bekommen“, erzählt Martinez. „Selbst<br />

mit Differenzialkorrekturen erreichten wir nur bei 60 Prozent der<br />

Punkte die gewünschte 15-cm-Genauigkeit, während die anderen<br />

Punkte meist einen Meter oder mehr daneben lagen.“<br />

Mit dem Trimble GeoExplorer 6000 Handheld können die<br />

Mitarbeiter der Wasserwerke inzwischen gewohnheitsmäßig 12<br />

bis 13 Satelliten erfassen und eine 15-cm-Genauigkeit für 85 bis<br />

90 Prozent aller Punkte in Objektkartierungsprojekten erreichen.<br />

Vor Ort wird mit einer Bluetooth-Verbindung und mit Mobiltelefon<br />

gearbeitet, um Differenzialkorrekturpunkte zu beziehen, die im<br />

Internet über eine lokale, kontinuierlich aktive Referenzstation<br />

(CORS) bereitgestellt werden. Die Punkte werden auf dem<br />

Handheld in Echtzeit mit der Trimble GPScorrect-Erweiterung für<br />

die Esri ArcPad-Software korrigiert.<br />

„Mit dem Floodlight-System ist die erforderliche Genauigkeit bei<br />

der Kartierung sichergestellt“, erläutert Martinez, „und das System<br />

hat sich längst bezahlt gemacht, da unsere Mitarbeiterteams im<br />

Außendienst viel Zeit sparen. Ohne diese Technologie müssten<br />

unsere Mitarbeiter versetzte Positionen außerhalb der Baumkronen<br />

messen.“<br />

Durch die Anschaffung der Trimble GeoExplorer 6000 Handhelds<br />

löste sich dieses Problem von selbst. Laut Martinez kann das Messen<br />

einer einzelnen versetzten Position zwei bis fünf Minuten zusätzlich<br />

in Anspruch nehmen, während es beim eigentlichen Objekt nur<br />

15 Sekunden dauert. Darüber hinaus kann der Empfänger mit<br />

dem Floodlight-System die Satellitenerfassung beibehalten, auch<br />

wenn er ins Fahrzeug gelegt wird, um den nächsten Messpunkt<br />

anzufahren. Auf diese Weise werden bei jeder Punktmessung<br />

erneut mehrere Minuten eingespart.<br />

„Die Mitarbeiter der Wasserwerke sind so begeistert von den<br />

GeoExplorer 6000 Handhelds, dass sie planen, zwei eigene<br />

Empfänger anzuschaffen“, ergänzt Martinez. „Sie haben vor, ihre<br />

Kartierungsgeräte mit elektromagnetischen Rohrsuchgeräten<br />

zu integrieren, um auch die bereits unterirdisch verlegten Rohre<br />

zu kartieren.“<br />

Das GIS von St. Charles GIS war nie zuvor so aktuell und informativ<br />

wie zum gegenwärtigen Zeitpunkt. Doch Martinez sieht<br />

weiteres Entwicklungspotential und erwägt, die Nutzung der<br />

Trimble GIS-Kartierungsinstrumente auch auf andere Behörden<br />

auszudehnen, beispielsweise für die Behörden der Raumordnung<br />

und Landschaftsplanung. Prüfer dieser Behörde werden bald mit<br />

diesen Instrumenten unterwegs sein. Mit ihnen können sie die<br />

Verstöße fotografisch dokumentieren und mit Angaben zu Zeit<br />

und Ort ergänzen.<br />

-23- Technik&mehr


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

FOTOWETTBEWERB<br />

Unsere Follower auf Facebook haben sich erneut entschieden: Nachdem unsere Redakteure eine Vorauswahl von vier<br />

eingesandten Fotos getroffen hatten, wählte unsere Facebook Trimble Survey-Gemeinde (www.facebook.com/TrimbleSurvey)<br />

die zwei Hauptgewinner. Der erste Preis sowie eine Trimble 3-in-1-Allwetterjacke gehen an den Fotografen des Fotos „Aussicht<br />

über ein Weingut“, das die meisten Stimmen auf Facebook erhielt. Den zweiten Preis und einen iPod Shuffle erhält der Fotograf des<br />

Fotos „Straße zum Himmel“. Wenn Sie die Einsendungen der anderen beiden Teilnehmer, die ebenfalls einen Preis erhalten haben,<br />

sehen möchten und sich an der Abstimmung über die Kandidaten des Fotowettbewerbs für die nächste Ausgabe beteiligen möchten,<br />

besuchen Sie die Trimble Survey Division auf Facebook.<br />

Aussicht über ein Weingut<br />

Im Jahr 2010 gewann die neuseeländische Firma Landlink,<br />

Ltd. den Gold Award of Excellence des New Zealand Institute<br />

of Surveyors für die durchgeführten Arbeiten für das Ohau-<br />

Dorfprojekt am Bishops Weingut in Horowhenua. Daraus ist<br />

dieses fantastische Bild hervorgegangen! Das Projekt war<br />

geprägt durch die Vermessungsplanung von vier „Bezirken“<br />

eines riesigen Weinguts und zwei Geländeabschnitten<br />

mit gut erhaltenen historischen Gebäuden. Paul Turner,<br />

öffentlich bestellter Vermessungsingenieur bei Landlink<br />

erzählt: „Unsere Vermessungsfachleute befassten sich bei<br />

dem Projekt mit unterschiedlichsten Aufgaben, darunter<br />

gestaltbezogene Städteplanung, Nutzungsgenehmigungen<br />

natürlicher Ressourcen, Konstruktionsplanung und Vermessungen<br />

bei Grundübertragungen bis zum endgültigen Abschluss<br />

der Übertragung. Die Sachverständigen schlossen sich der<br />

Ansicht an, dass das Bishops-Projekt die außergewöhnliche<br />

Kompetenz von Vermessungsfachleuten bei der Abwicklung<br />

eines Projekts von Anfang bis Ende demonstriert.“ Landlink<br />

setzte hierbei das Trimble R8 GNSS-System für topographische<br />

Messungen, für das Abstecken von Wegen, Straßen und der<br />

Infrastruktur und für die abschließende Vermessung bei<br />

Grundübertragungen ein. „Das Trimble R8-System ist ein sehr<br />

vielseitiges und widerstandsfähiges Instrument, das für effiziente<br />

Landerschließungsprojekte unentbehrlich ist“, ergänzt Turner.<br />

Straße zum Himmel<br />

Der Landvermessungsingenieur Vickus van Dyk vom Unternehmen Van Dyk & Associates, Inc. in Südafrika hat dieses atemberaubende<br />

Bild bei Straßenvermessungsarbeiten mit der Trimble M3-Totalstation aufgenommen. Van Dyks Mitarbeiter arbeiteten gerade<br />

oberhalb des Badeorts Hermanus auf einem Berg mit Blick auf den Atlantischen Ozean und einen Teil des Himmel-und Erde-Tals<br />

(Hemel-en-Aarde-Valley). Während van Dyks Vermessungsassistent Hilton Hamman gerade mit einer Anschlussmessung zu einem<br />

der Triangulationspunkte auf einem anderen Berg befasst war, erkannte van Dyk die fotografisch inspirierende Szene: „Mit einem<br />

einfachen Foto hätte ich die Szene nicht einfangen können, also machte ich eine Panoramaaufnahme.“ Hermanus ist eines der<br />

beliebtesten Touristenziele in Südafrika und weltweit einer der besten Aussichtspunkte für Walbeobachtungen. Kein Bürojob kommt<br />

an das Gefühl heran, Vermessungsarbeiten in solch einer Umgebung durchzuführen.“


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Wie war Ihr Tag?<br />

Technik&mehr<br />

Wenn Sie einen Tag ihres Arbeitslebens kurz darstellen<br />

müssten, wie würde das aussehen?<br />

Weltweit, von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang,<br />

führen Vermessungsfachleute ein aufregendes<br />

Leben mit interessanten Aufgaben. Wir würden<br />

Ihres gerne vorstellen.<br />

Ganz gleich, ob Sie in Großstädten oder auf dem Land, auf<br />

sich selbst gestellt oder in einem Team, an spektakulären<br />

Bauprojekten oder an der Einrichtung eines Katasters in<br />

Entwicklungsländern arbeiten: Erzählen Sie uns von ihrem<br />

Tag, und lassen Sie andere daran teilhaben.<br />

Solange Sie uns an Ihren spannenden oder witzigen<br />

Geschichten teilhaben lassen, wird diese Rubrik in jeder<br />

neuen Ausgabe erscheinen. Nehmen Sie die Möglichkeit<br />

wahr, sich und Ihr Unternehmen hier zu präsentieren.<br />

Zusätzlich können Sie auch einen Trimble-Ehrenpreis<br />

gewinnen, und nicht zuletzt ist es bestimmt aufregend,<br />

einen eigenen Tag in gedruckter Form und bei Facebook<br />

wiederzufinden!<br />

Schicken Sie uns einfach eine kurze Beschreibung Ihres Tages<br />

zusammen mit Ihrem Namen, Ihren Kontaktdaten und<br />

einem oder zwei Fotos an Survey_Stories@trimble.com,<br />

und wir kümmern uns um den Rest.<br />

In der nächsten Ausgabe sehen Sie dann möglicherweise<br />

schon, wie IHR Tag aussieht. Wir freuen uns auf<br />

Ihre Darstellung und darauf, Sie in „Wie war Ihr Tag“ zu<br />

präsentieren.


Technik&mehr<br />

Technik&mehr<br />

Fotowettbewerb<br />

Nehmen Sie am Trimble<br />

Fotowettbewerb der Technik&mehr teil!<br />

Die Gewinner des Trimble Fotowettbewerbs<br />

erhalten Trimble-Preise und die Fotos werden in<br />

der Technik&mehr veröffentlicht. Mit dem ersten<br />

Preis dieser Ausgabe wurde das Foto „Aussicht über<br />

ein Weingut“ ausgezeichnet, das von Paul Turner<br />

von Landlink Ltd. aus Neuseeland eingereicht<br />

wurde. Die Fotos der Hauptgewinner finden Sie<br />

auf Seite 24. Schicken Sie uns Ihr Foto mit einer<br />

Auflösung von 300 dpi (10 x 15 cm) an die folgende<br />

Adresse: Survey_Stories@trimble.com. Bitte achten<br />

Sie darauf Ihren Namen, Berufsbezeichnung und<br />

Kontaktdaten anzugeben.<br />

Sie können die Technik&mehr hier kostenlos abonnieren:<br />

Oder senden Sie eine Mail an: T&M_info@trimble.com.<br />

Sie können die Technik&mehr auch online lesen, unter www.trimble.com/t&m.<br />

Sie können auch dieses Formular kopieren, ausfüllen<br />

und uns an eine der folgenden Nummern faxen:<br />

Fax (USA) +720 887 6101<br />

Fax (EU) +49 61 42 2100 140<br />

Fax (Asien) +61 7 3216 0088<br />

q Bitte senden Sie mir nähere Informationen zu<br />

folgendem Produkt: ________________________<br />

q Bitte senden Sie mir nähere Informationen zu<br />

folgendem Artikel: _________________________<br />

q Bitte nehmen Sie mich in die Verteilerliste der<br />

Technik&mehr auf.<br />

q Bitte rufen Sie mich an.<br />

q Mein Feedback zur Technik&mehr:<br />

Firma _______________________________________<br />

Name _______________________________________<br />

Straße _______________________________________<br />

Stadt ________________________________________<br />

Bundesland/ Region ___________________________<br />

PLZ _____________________ Land _______________<br />

Telefon ______________________________________<br />

E-Mail _______________________________________

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!