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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
- Seite 2 und 3: Technik&mehr Technik&mehr Willkomme
- Seite 4 und 5: Technik&mehr Ressourcenverwaltung a
- Seite 6 und 7: Bauten festzulegen. Die Messobjekte
- Seite 8 und 9: Technik&mehr Überwachung gefährde
- Seite 10 und 11: jährlichen Bewegung an diesem Mess
- Seite 12 und 13: Technik&mehr Technik&mehr Dr. Alber
- Seite 14 und 15: Technik&mehr Technik&mehr Technik&m
- Seite 16 und 17: Technik&mehr Technik&mehr Trimble S
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- Seite 24 und 25: Technik&mehr Unter mächtigen Eiche
- Seite 26 und 27: Technik&mehr Technik&mehr Technik&m
- Seite 28: Technik&mehr Technik&mehr Fotowettb
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 />
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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 />
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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 />
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-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
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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.“
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Wie war Ihr Tag?<br />
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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.
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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 />
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