Auf der Suche nach Erdbeben mit GNSS Kataster im ... - allnav

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Eine Publikation für Fachleute der
Vermessung und Kartografie
Ausgabe 2012-2
Bauwerksüberwachung
in Barcelona
Dinosaurier!
Auf der Suche nach
Erdbeben mit GNSS
Kataster im
ländlichen Ecuador

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Verehrte Leser,
Wieder umspannt eine Ausgabe von Technik&mehr die ganze Welt von Europa bis nach
Südamerika und von Südostasien bis in die Vereinigten Staaten. Mit den spannenden
Berichten der innovativen Projekte unserer Kunden reicht sie von der Gegenwart zurück
bis ins Jurazeitalter. Technik&mehr möchte durch die internationale Vielfalt der Projekte
demonstrieren, wie sich durch den Einsatz der Trimble® Technologie weltweit eine hohe
Produktivität erzielen lässt. Wir hoffen, dass der eine oder andere Artikel neue Ideen und
nützliche Informationen bereithält, von denen Sie und Ihr Unternehmen profitieren werden.
In dieser Ausgabe erfahren Sie unter anderem, wie die
Technologie des 3D-Scanning zur Überwachung von
Staudämmen, Schleusen und anderen Bauwerken entlang
der Flüsse von Pennsylvania und zur Erstellung eines
3D-Modells von Dinosaurierspuren in den Bergen des Jura
genutzt wird, wie GPS und Totalstationen zur Gewinnung
von Information über Landnutzung und -besitzverhältnisse
tief im ecuadorianischen Regenwald zum Einsatz
kommen, wie Bauingenieure kleinste Bewegungen
jahrhundertealter Gebäude beim Bau eines Tunnels für eine
Hochgeschwindigkeitsstrecke im spanischen Barcelona
überwachen, welchen Nutzen Satellitennavigationssysteme
(GNSS) für Überwachungsmessungen in seismisch
gefährdeten Gebieten der Erde und für archäologische
Chris Gibson: Vicepresidente
Vermessungen in Island haben, und wie GNSS-
Freihandgeräte in Lettland spielend leicht Daten zur Nutzung landwirtschaftlicher Flächen
aufzeichnen. Außerdem werden Sie etwas über aktuelle Methoden und Anwendungen der
Erfassung raumbezogener Daten im Unternehmensmanagement lesen.
In allen Projekten konnten die Anwender mit Trimble Instrumenten und Technologien
ihre Arbeit schneller und effizienter durchführen. In manchen Fällen wurden Aufgaben
möglich, die noch vor wenigen Jahren als undurchführbar gegolten haben.
Möchten Sie in der Technik&mehr über Ihre eigenen Projekte berichten? Schreiben Sie eine
E-Mail an Survey_Stories@trimble.com und erfahren Sie mehr. Wenn Sie wollen, schreiben
wir sogar den Artikel für Sie.
Merken Sie sich folgenden Termin vor! Die internationale Anwenderkonferenz Trimble
Dimensions 2012 wird vom 05. bis 07. November 2012 im Hotel Mirage in Las Vegas (Nevada,
USA) stattfinden. Vor zwei Jahren nahmen fast 3.000 Vermessungs- und Baufachleute an
der Trimble Dimensions 2010 teil. Wir heißen Sie als Teilnehmer herzlich willkommen:
Trimble Dimensions 2012 verspricht eine Veranstaltung zu werden, bei der Sie ein breit
gefächertes Fortbildungsangebot, unvergleichliche Möglichkeiten zur Vernetzung und eine
Menge Spaß vorfinden werden.
Viel Freude beim Lesen dieser Ausgabe.
Chris Gibson
Impressum: Chefredakteur: Shelly Nooner
Trimble Engineering
& Construction
10355 Westmoor Drive
Westminster, Colorado 80021
Tel.: 720-587-6100
Fax: 720-887-6101
Email: T&M_info@trimble.com
www.trimble.com
Willkommen zur neuesten
Ausgabe von Technik&mehr!
Redaktion: Angie Vlasaty;
Lea Ann McNabb; Omar Soubra;
Heather Silvestri; Eric Harris; Kelly Liberi;
Susanne Preiser; Christiane Gagel; Bai Lu;
Lin Lin Ho; Echo Wei; Maribel Aguinaldo;
Stephanie Kirtland; Survey Technical
Marketing Team
Art Director: Tom Pipinou
Inhalt:
Frankreich Seite 2
Ecuador Seite 4
Spanien Seite 6
Lettland Seite 14
© 2012, Trimble Navigation Limited. Alle Rechte vorbehalten.
Trimble, das Globus- & Dreieck-Logo, GeoExplorer, NetRS,
Pathfinder, RealWorks und TSC2 sind beim United States
Patent and Trademark Office eingetragene Markenzeichen der
Trimble Navigation Limited oder ihrer Tochtergesellschaften. 4D
Control, FineLock, Floodlight, FX, GeoXT, GX, NetR9, VRS und
VRS3Net sind Warenzeichen der Trimble Navigation Limited
oder ihrer Tochtergesellschaften. Alle anderen Warenzeichen
sind Eigentum der jeweiligen Inhaber.
Titelbild von Bernd Schumacher.

Technik
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Eine dritte Dimension
für Brücken- und
Staudammvermessungen
Die Vermessungsfachleute und Ingenieure des U.S. Army
Corps of Engineers (USACE) im Bezirk Pittsburgh setzen
routinemäßig Technologie und Software ein, um die
Integrität der 39 Speicher- und Schifffahrtsbauwerke in ihrem
Bezirk zu überwachen, zu inspizieren und aufrechtzuerhalten.
Die Verringerung der eigenen Vermessungssparte 2005 brachte
den Bezirk dazu, viele seiner vermessungstechnischen und
kartografischen Aufgaben an externe Unternehmen zu vergeben.
Der Vertragspartner für Geodäsie, TerraSurv wurde ausgewählt
die Aufgaben von Deformationsmessungen an Schleusen,
Staumauern und Speicherbauwerken durchzuführen.
Mit einer Kombination aus Trimble GNSS-Empfängern,
optischen und digitalen Nivelliergeräten erfasste TerraSurv
die benötigten Daten und modernisierte den Ablauf der
Deformationsmessungen. Allerdings erforderte ein Staudamm
eine besondere Herangehensweise.
Im Jahr 2006 kam es an der Hildebrand Schleuse und Staumauer
im Monongahela River zu einer Funktionsstörung am
Schleusentor. Die Ingenieure des USACE mussten herausfinden,
ob unerkannte Verschiebungen die Wandpfeiler verbogen oder
seitwärts geneigt haben.
Um diese Frage zu beantworten, stellte TerraSurv ihren Trimble
GX 3D-Scanner auf zuvor eingemessenen Ausrichtungsstiften
auf und scannte die sieben Pfeilerwände und Torführungen
des Staudamms. In nur drei Stunden erfassten die
Vermessungsingenieure die Wände und Führungen in Form von
Punktwolken, insgesamt 437.378 Punkte.
Mit Hilfe der Trimble RealWorks® Software georeferenzierten
sie die Punktwolken und extrahierten in 15,24 cm großen
Schritten die Abstände zwischen den Pfeilern in ausgewählten
Höhenlagen. Der aktuelle Zustand wurde ersichtlich indem
vier aufeinanderfolgende Scans verglichen wurden. Die
resultierenden Punktwolken und eine per CAD erzeugte
grafische Darstellung der Toröffnungsmessungen bestätigten,
dass die Hildebrand Schleuse und Staumauer unversehrt
geblieben war.
Nachdem die Vorteile des Scannens klar auf der Hand lagen,
setzte TerraSurv den Trimble GX Scanner für zwei weitere
Aufgaben ein: die Vermessung von sieben Brücken über den
Cheat River und die Erfassung von 50 Flussbettquerschnitten.
Das USACE beauftragte TerraSurv im Dezember 2010, diese
Arbeiten als Bestandteil einer Untersuchung zur Begrenzung
von Hochwasserschäden auszuführen.
Mit Hilfe von Trimble R8 GNSS-Empfängern, einer Trimble
S6 Totalstation sowie digitalen Nivelliergeräten legte ein
Messtrupp das erforderliche Festpunktnetz an und scannte
dann die Brücken in West Virginia von den Ufern aus. Dabei
konnten die Punktwolken für alle sieben Brücken in zwei Tagen
erfasst werden.
Anschließend wurden bestimmte Messwerte, wie etwa die
Brückenlänge und -breite, die Öffnungsweiten der Wasserstraße
und die Abmessungen der Pfeiler extrahiert, und auch ein 3D-
Oberflächenmodell jeder Brücke einschließlich der Ansichten
der Brückenpfeiler und Widerlager erstellt. Maßgeschneiderte
CAD-formatierte Modelle versetzten die Ingenieure des
USACE in die Lage, diese Daten in ihre Microstation Software
zu importieren.
Die benutzerspezifischen 3D-Daten ermöglichten es den
Ingenieuren, hydrologische Modelle zu entwickeln und
Überschwemmungskarten zu erstellen. In ihnen ist der
Verlauf der Hochwasserspiegelgrenzen ersichtlich, sodass
sich überflutungsgefährdete Gebiete identifizieren und
für die Zukunft wirksame Strategien zur Eindämmung
erarbeiten lassen.
Angesichts des erfolgreichen Einsatzes sowohl im Gelände als
auch im Büro entwickelt sich 3D-Scanning zur Basistechnologie
für Deformationsmessungen an Brücken und zur hydraulischen
Modellierung.
Siehe Sonderbeitrag in der Februar-Ausgabe des Magazins
Professional Surveyor: www.profsurv.com
-1- Technik&mehr; 2012-2

Technik
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Technik&mehr; 2012-2
Auf den Spuren
der Dinosaurier
Die weltweit größten Fährten und längsten Pfade von
sauropoden Dinosauriern wurden in der Bergkette des
Jura in Frankreich entdeckt. Der Informationsgehalt
dieses außergewöhnlichen Orts, auch “Dinoplagne” genannt,
sollte in vollem Umfang erschlossen werden. Dazu beauftragte die
Wissenschaftsgemeinde ein Team von Vermessungsingenieuren, die
auf Trimble Technologie vertrauen.
Das Jura-Gebirge ist 300 km lang und liegt nördlich der Alpen
zwischen Frankreich, der Schweiz und Deutschland. Die Bergkette
erhielt ihren Namen vom Jurazeitalter, das auch als “Dinosaurier-
Ära” bezeichnet wird. Das Jurazeitalter dauerte mehr als 60 Millionen
Jahre und endete vor etwa 144 Millionen Jahren. Die Region war einst
ein seichtes, warmes Meer mit üppiger Fauna, die hauptsächlich
Schildkröten, Ammoniten (Mollusken) und Seeigel umfasste.
Nachdem das Meer zurückgegangen war, wurde es zum Lebensraum
für Herden von Sauropoden. Zu den Pflanzen fressenden
Vierbeinern mit langen Hälsen gehören die größten Tierarten, die
jemals auf der Erde unterwegs waren: Diplodocus, Sauroposeidon
und Brachiosaurus.
-2-
Illustration © Alain Bénéteau 2012/www.paleospot.com
Ein bahnbrechender Fund
Im April 2009 entdeckten die unter der Schirmherrschaft der
Societé des Naturalistes d’Oyonnax (SDNO) arbeitenden Forscher
Marie-Hélène Marcaud und Patrice Landry Abdrücke der größten
Dinosaurierspuren, die bisher gefunden wurden. Die Fährten waren
in dem unterirdisch anstehenden Kalkstein erhalten geblieben, der
von passierenden Fahrzeugen und regenbedingter Erosion entlang
einer Straße in den Wäldern nahe der französischen Stadt Plagne in
der Region Ain freigelegt wurde. Die Abdrücke bildeten Pfade, die
sich über Längen von bis zu 150 m erstreckten.
Die Größe und die globale Bedeutung des Fundes führten im Jahr
2010 dazu, dass vom Labor für Geo- und Umweltwissenschaften
beim Centre National de Recherche Scientifique (CNRS) an der
Université Claude Bernard Lyon 1 ein Ausgrabungsprojekt in die
Wege geleitet wurde.
Über eine Fläche von mehreren Hektar sind in dem freiliegenden
Kalkstein Dutzende Abdrücke, teilweise mit einem Durchmesser
von 1,20 bis 1,50 m sichtbar. Sie stammen von den Füßen der zu den
Sauropoden gehörenden Diplodociden, Dinosaurier die zwischen
30 und 50 t wogen (was ungefähr 12 heutigen Elefanten entspricht)
und wahrscheinlich mehr als 25 m lang und zwischen 6 und 8 m
hoch waren.

Vermessungsingenieur Eric Varrel beim Scannen der Spuren im Gelände. Bilder © www.3dscanmap.fr
“Außergewöhnlich ist die Anzahl der Abdrücke und die Qualität,
in der sie erhalten sind”, sagen Marcaud und Landry. “Der
vorhandene kalkhaltige Boden, einst bedeckt von einem seichten
Meer, ermöglichte die perfekte Sedimentierung der Spuren.”
Marcaud und Landry werden ihre Arbeit bis Ende 2012 fortsetzen
und anschließend ihre Ergebnisse präsentieren.
Vom Jurazeitalter in die Laser-Ära
“Die Wissenschaftler des CNRS nahmen unsere Dienste kurz
nach der Entdeckung in Anspruch, um den Ort möglichst
umfassend zu erfassen”, sagt Eric Varrel, Technischer Leiter
der Vermessungs- und Ingenieurfirma 3D Scanmap aus der
Region Rhône-Alpes. “Wir haben uns entschlossen, die Scan-
Technologie einzusetzen, um das Gelände zu digitalisieren und
ein 3D-Computermodell der Spuren zu erstellen. Dieses virtuelle
Modell wird die Wissenschaftler in die Lage versetzen, in einen
unmittelbaren Informationsaustausch mit Kollegen zu treten,
und es wird vor allem biometrische Untersuchungen von Größe,
Gewicht und anderen Charakteristika aus den Fußabdrücken
ermöglichen.”
“Die Arbeiten im Gelände führten wir mit Teams aus zwei oder
manchmal drei Personen durch”, fährt Varrel fort. “Zunächst
richteten wir mit einem Trimble R8 GNSS-System über das
gesamte Areal hinweg eine gewisse Anzahl georeferenzierter
Festpunkte ein. Anschließend legten wir mit Hilfe einer
Totalstation ein Netz aus Punkten mit bekannten Koordinaten
an, die als Standpunkte zum Scannen dienen sollten. Nachdem
dies abgeschlossen war, konnten wir den Trimble FX 3D-Scanner
aufbauen und mit der eigentlichen Arbeit beginnen. Schon
aus den ersten 3D-Messungen ließ sich auf eine herausragende
Qualität schließen. Und tatsächlich waren wir von der hohen
Auflösung und der Millimetergenauigkeit der Punktwolken-
Rohdaten sehr beeindruckt.”
Varrel sagt: “Diese Technologie ist wegbereitend und versetzt
uns in die Lage umfassende, präzise 3D-Computermodelle
zu entwickeln. Außerdem wurden zahlreiche Fotos gemacht,
um einen Orthophotoplan des Areals zu erstellen. Dank des
ausgeklügelten 3D-Modells gelangten wir zu einem Dokument
von bemerkenswerter geometrischer Qualität. Im letzten
Jahr führten wir 39 Scans durch und erhielten auf diese Weise
insgesamt 56 GB Bruttodaten.”
Beitrag zur paläontologischen Forschung
Die Dinosaurierspuren im Dinoplagne-Areal konnten sich nur
deshalb so gut erhalten, weil das Gestein über die Millionen von
Jahren nicht zu stark zerklüftet wurde oder durch tektonische
Bewegungen zerbrochen war. Vor diesen Veränderungen wurde
die Oberflächenstruktur bei der Gemeinde Plagne, die sich durch
eine Mischung aus Wäldern und Trockenwiesen auszeichnet,
bewahrt. Doch Gefahr besteht weiterhin, denn wenn die Flächen
Eis oder extremen Witterungsbedingungen ausgesetzt sind,
werden sie sehr fragil.
“Deshalb müssen wir so schnell wie möglich handeln”,
sagt Varrel. “Und es unterstreicht auch die Bedeutung der
vollständigen Aufzeichnung aller Informationen. Zudem erlaubt
es uns, zum Objekt unserer Messungen zurückzukehren, und
den Wissenschaftlern, an den Originalabdrücken zu arbeiten,
die - wegen Witterungseinflüssen und Erosion - mit der Zeit
verschwinden oder sich verändern könnten.”
Außer den Fußabdrücken scannten die Forscher auch ihre
Umgebung und alle trockenen Bodenflächen, um ein hoch
auflösendes numerisches 3D-Modell davon zu erstellen.
Die Wissenschaftler nutzen dieses Modell als Grundlage für
biometrische Untersuchungen, die es ihnen ermöglichen auf
die charakteristischen Eigenschaften einzelner Tiere (Gewicht,
Größe, Geschwindigkeit) zu schließen und auch ihr Verhalten
(Bewegung in Gruppen von jungen und ausgewachsenen Tieren,
Wanderungsbewegungen, usw.) besser zu verstehen. “Wir
werden diese Vorgehensweise jedes Jahr wiederholen, bis die
Ausgrabungsarbeiten abgeschlossen sind”, sagt Varrel.
Gegenwärtig wird in dem Grabungsgelände ein Projekt in
Erwägung gezogen, das der Öffentlichkeit Einblicke in den
Fortschritt der wissenschaftlichen Arbeit ermöglichen würde.
Nähere Informationen finden Sie im Internet unter
www.dinoplagne.com und www.sdno.asso.fr/dino
-3- Technik&mehr; 2012-2

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Ein neues Kataster im
ländlichen Ecuador
Das Dorf Sharamentsa im östlichen Ecuador liegt
am Rio Pastaza nahe der peruanischen Grenze in
der nordwestlichen Ecke des südamerikanischen
Amazonasbeckens. Das Dorf ist umgeben von Regenwald,
der noch immer ein Paradies für Pflanzen und Wildtiere ist. Er
bietet Jaguaren, Pumas, Tapiren, Flussdelfinen, Anakondas,
Alligatoren, verschiedenen Affenarten und unzähligen
Insekten ein zu Hause. Außerdem ist das Flussbecken ein
wichtiger Lebensraum für seltene und gefährdete Vogelarten.
Die Pflanzenwelt ist ebenso vielfältig: auf einer Fläche von
einem Hektar finden sich mehr als 300 verschiedene Arten
von Bäumen sowie diverse Orchideen- und Palmentypen.
Die Bewohner von Sharamentsa gehören zu dem indigenen
Volk der Achuar, die für die gute Kenntnis ihrer physischen
Umwelt und für ihre Fähigkeit, im Einklang mit dem Land
und seinen natürlichen Ressourcen zu leben, geachtet
werden. In den vergangenen 15 Jahren begegneten den
Achuar jedoch zunehmend Bedrohungen, wie zum Beispiel
Abholzung, die Suche nach Energiequellen und Bohrungen.
Um ihre Gemeinschaft und ihre Lebensweise zu bewahren,
suchten sich die Achuar Unterstützung bei der deutschen
Stiftung AMAZONICA, deren Ziel darin besteht, den
Landbesitz der indigenen Eigentümer zu schützen und
die Biodiversität im Regenwald des Amazonasbeckens zu
erhalten. Teil des Ansatzes von AMAZONICA ist es, eine
ausreichende wirtschaftliche Basis zu schaffen, mit der die
Achuar in die Lage versetzt werden, ihre eigenen Schulen,
Unternehmen und medizinische Infrastruktur zu betreiben
und aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck hat die Stiftung
in den letzten zehn Jahren zahlreiche Projekte in die Wege
geleitet. Eine der Initiativen ist die erste Dschungel-Akademie,
eine Schule und Forschungsbasis für indigene Völker
und Studenten aus der ganzen Welt. Es ist ein Beispiel für
“Wissenschaftstourismus”. Es wurde ein Anziehungspunkt
für Wissenschaftler und Forschungseinrichtungen
geschaffen, der Einkünfte generiert und somit die
Entwicklung der indigenen Gemeinschaft stärkt. Außerdem
trägt die Dschungel-Akademie die Botschaft der Achuar –
und die der Regenwaldthemen generell – um die ganze Welt.
Als Heimat für ein Dutzend Familien gruppieren
sich die Häuser von Sharamentsa um den zentralen
Verkehrsknotenpunkt der Region: eine sandige Landebahn
für Kleinflugzeuge. Von der 210 km nordöstlich gelegenen
Provinzhauptstadt Puyo erreicht man Sharamentsa mit
einer einmotorigen Cessna in einem fünfzigminütigen Flug.
Die Alternative wäre zu laufen, aber das würde etwa zwei
Wochen dauern.
Technik&mehr; 2012-2
-4-
Die Studentin Josipa Puljić von der Hochschule für Angewandte
Wissenschaften München führt in Sharamentsa Messungen mit einer Trimble
3305DR Totalstation durch.
GPS-Systeme von Trimble wurden genutzt, um Daten für die
Frischwasserbrunnen des Dorfes und entlang der Landebahn zu erfassen.

Corinna Miller in Sharamentsa (Ecuador)
Nach zwei Reisen nach Sharamentsa berichtet die Studentin
Corinna Miller von der Hochschule für Angewandte
Wissenschaften München von faszinierenden Kontrasten in
dem Dorf. “Dort herrscht ein Leben, in dem sich Tradition und
Moderne die Waage halten”, sagt Miller. “Sie sehen bemalte
Gesichter und traditionelle Kleidung mit Kopfschmuck aus
Federn neben Errungenschaften der modernen Technik wie
gefiltertem fließendem Wasser, Solarstrom und sogar einem
Internetanschluss per Satellitenantenne im Regenwald.”
Die Familien in Sharamentsa leben in Häusern, die um die
Landebahn herum verstreut liegen. Darüber hinaus existieren
Unterkünfte für Gaststudenten sowie eine Krankenstation,
Waschgelegenheiten, ein Lagergebäude, eine Schule und eine
öffentliche Halle.
Im Vorfeld zu Millers erstem Besuch hatten
Architekturstudenten ein Modell für das Gebäude der
Wissenschaftsakademie erarbeitet, und Millers Team sollte
den geplanten Standort der Akademie einmessen. Die
Arbeitsbedingungen waren schwierig, wozu neben hohen
Temperaturen auch eine hohe Luftfeuchte, starke Regenfälle
und unzählige Moskitos beitrugen. Das Team lernte schnell,
die Moskitonetze Nacht für Nacht zu überprüfen um
sicherzugehen, dass sich keine Spinnen, Kakerlaken oder
anderes Getier in den Betten einnisten.
Wegen des dichten Waldes verließ sich das Team für einen
Großteil der Arbeit auf ein konventionelles Instrument.
Mit einer Trimble 3305DR Totalstation und einem Trimble
TSC2® Controller polygonierten sie durch den Dschungel
zum Standort der Akademie und nahmen eine vollständige
topografische Vermessung des Areals vor. Wegen der
begrenzten Verfügbarkeit von Strom war der geringe
Verbrauch der Trimble Instrumente von großer Bedeutung.
Die Vermessungsinstrumente funktionierten unter
schwierigsten Bedingungen: auch bei der Hitze und der
Feuchtigkeit des Dschungels arbeiteten das Instrument und
das Datenerfassungssystem einwandfrei.
Für Millers zweite Reise nach Sharamentsa baten die Achuar um
Unterstützung beim Aufbau von Grundstücksinformationen
und Eigentumsnachweisen für das Dorf. “Sie wollten ein
Kataster um planen zu können, welche Teile ihres Landes sie
ihren Kindern und neuen Familien geben können”, erläutert
Miller. Nach langen Debatten einigten sich die Dorfbewohner
auf die Eigentumsgrenzen. Dann schlugen sie mit Macheten Pfade
durch den Wald und vermarkten die Grundstückseckpunkte
mit Holzpflöcken. Um das Dorfkataster einzurichten, mussten
die Messteams die Positionen der Eckpunkte erfassen. Da sich
die Holzpflöcke unter Dschungelbedingungen rasch zersetzen,
führten sie mit der Totalstation Messungen durch, um die
Pflöcke in das Festpunktnetz einzubinden.
Die Teams wollten einen Teil der Katastervermessung
mittels GPS umsetzen; allerdings war die Landebahn der
einzige Bereich, der sich dafür eignete. Die Firma Sinning
Vermessungsbedarf GmbH stellte ein Trimble R7 und ein
Trimble R3 GPS-System zur Verfügung, mit denen die Teams
GPS-Daten zur Nachbearbeitung erfassten. Sie nutzten
statische GPS-Methoden, um die Lagekoordinaten von drei
entlang der Landebahn eingerichteten Festpunkten aus
Beton und den Frischwasserbrunnen des Dorfes zu ermitteln.
Daraufhin verarbeiteten sie die GPS-Daten mit Hilfe bekannter,
200 bis 600 km entfernter Referenzstationen. Nachdem das
Festpunktnetz angelegt war, nutzte Das Team die Trimble
3305DR Totalstation zur Polygonierung und zur Einmessung
georeferenzierter Positionen der Grenzmarken auf den
Grundstückseckpunkten und der Ecken der bestehenden
Gebäude. Für Zwecke der Qualitätskontrolle führten sie auf
den Festpunkten und Brunnen mehrere Messungen durch, und
zwar sowohl mit der Totalstation als auch per GPS. Insgesamt
wurden in Sharamentsa alle Daten erfasst, die zur Festlegung
von 17 verschiedenen Grundstücken benötigt wurden. Die
Fakultät Geoinformation der Hochschule nutzte die Daten
zur Erstellung eines Grundstücksplans als Grundlage für das
Kataster des Dorfs. “Die Dorfbewohner hatten drei Festpunkte
aus Beton hergestellt, die wir entlang der Landebahn verteilten”,
sagt Miller. “Wir haben uns für Beton entschieden, weil sich
Holzvermarkungen in dem feuchten Klima sehr schnell
zersetzen. Wir hoffen, die Festpunkte bei unserem nächsten
Besuch wieder vorzufinden!”
Miller glaubt, dass ihre Arbeit in Sharamentsa eine wichtige
Hilfe für das Volk der Achuar war, um ihr Leben im Regenwald
zeitgemäß zu meistern. Die Vermessungsarbeiten gaben ihr
die Gelegenheit, den Regenwald mit seinem einzigartigen
Artenreichtum zu erleben und die dortigen Menschen mit ihrer
andersartigen Kultur und Lebensweise kennenzulernen. “Es
war eine beeindruckende Erfahrung”, bemerkt sie abschließend.
“Ich würde es immer wieder tun.”
Luftaufnahme von Sharamentsa (Ecuador)
-5- Technik&mehr; 2012-2

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Bohren im
Untergrund
von Barcelona
Beim Bau eines Tunnels für eine
Hochgeschwindigkeitsbahnstrecke kommen
modernste Messtechnologien zum Einsatz, um
die darüber befindlichen Gebäude zu schützen
Hochgeschwindigkeitseisenbahnen erfreuen sich in
ganz Westeuropa eines starken Wachstums. Die
neuen Züge können mit Geschwindigkeiten über
300 km/h reisen und schaffen durch grenzüberscheitende
Verbindungen zwischen den westeuropäischen Ländern
neue Anreize für Bahnreisende.
Im Nordosten Spaniens ist gegenwärtig die
Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen Barcelona und
Figueres im Bau. Es ist das letzte Teilstück zur Anbindung
des spanischen Hochgeschwindigkeitsbahnnetzes (Alta
Velocidad Española, AVE) an die französische Grenze
und die französischen Hochgeschwindigkeitsstrecken
(Lignes à Grande Vitesse, LGV). Eigentlich sollte es
bereits Ende 2012 fertiggestellt sein. Diese Strecke wird
Hochgeschwindigkeitsfahrten von Madrid nach Paris und
darüber hinaus ermöglichen.
Das letzte Großprojekt der Strecke Barcelona-Figueres ist der Bahnhof La Sagrera in Barcelona. Mit einer Fläche von mehr als
295.000 m2 wird er das größte Gebäude der Stadt sein. La Sagrera wird einen intermodalen Verkehrsknotenpunkt mit Wohn-
und Geschäftsflächen kombinieren. Etwa 100 Millionen Reisende werden den Bahnhof pro Jahr passieren. Außerdem wird er den
Hochgeschwindigkeitsverkehr mit den Stadt- und Regionalbahnen, sowie den Bussen und Taxis miteinander verbinden.
Die Hochgeschwindigkeitszüge aus Richtung Süden und Westen werden La Sagrera durch einen neuen Tunnel von Sants,
dem Hauptbahnhof von Barcelona erreichen. Der Verlauf des etwa 5.600 m langen Tunnels wurde sorgfältig geplant, sodass
Wohngebäude und historische Bauten umgangen werden. Das Projekt wurde von der Verwaltung für Bahnbauwerke (Adif)
überwacht, die zum Spanischen Ministerium für öffentliche Arbeiten gehört. Der Hauptauftragnehmer für die Arbeiten war das
Unternehmen Sacyr.
Überwachung an der Oberfläche
Die Ausbrucharbeiten im Tunnel von Sants nach La Sagrera wurden zum größten Teil von einer Tunnelbohrmaschine (TBM)
mit dem Spitznamen Barcino ausgeführt. Diese TBM kann ein Loch von 10,4 m Durchmesser bei einem Vortrieb von ca. 18
bis 25 m pro Tag bohren. Die Vortriebsgeschwindigkeit der Maschine entspricht dem Tempo des Abtransports des Erdreichs,
wodurch sich Störungen und potenzielle Bodenverschiebungen im Umfeld des Tunnels verringern lassen. Während ihres
Vortriebs platzierte Barcino die bewehrten Betonelemente, aus denen die Tunnelauskleidung besteht. Obwohl der Tunnel etwa
28 m unter der Oberfläche verläuft, hat Adif Vorkehrungen getroffen um zu verhindern, dass es zu nachteiligen Auswirkungen
an der Oberfläche kommt.
Um Störungen an der Oberfläche vorzubeugen, installierten Sacyr und ihr Subauftragnehmer Soldata Iberia ein geotechnisches
Überwachungssystem. Zu diesem System gehörten Ultraschallsensoren, die entlang der Tunnelstrecke in 150 m langen
Intervallen angeordnet wurden. In sensiblen Bereichen und in Setzungsgebieten wurden diese Abschnitte verkürzt. Die Sensoren
waren per Mobilfunk drahtlos mit dem Internet verbunden.
Technik&mehr; 2012-2
-6-
Sämtliche Bilder von Bernd Schumacher

Ein zweites, oberirdisches Überwachungssystem stützte
sich auf ein optisches Vermessungsinstrumentarium und
führte damit genaue Beobachtungen an mehr als 2.800
Zielprismen aus, die an Gebäuden und Bauwerken entlang
der Tunnelstrecke befestigt wurden. Die Prismen wurden
durch ein Netz aus 31 Trimble S8 Totalstationen überwacht,
die auf Gebäuden und Pfeilern innerhalb der Tunnelbauzone
oder in deren Nähe angeordnet waren. Dabei waren die
Instrumente in maßgeschneiderten Gehäusen untergebracht
und über drahtlose Verbindungen mit einem Überwachungs-
und Kontrollzentrum verknüpft. Jedes Instrument führte
per Fernsteuerung mehrere Messungen zu Dutzenden
von Prismen aus. In 30-minütigen Intervallen griffen die
Instrumente auf die Trimble FineLock Technologie zurück,
um die Zielprismen automatisch zu lokalisieren, anzuzielen
und präzise Winkel- und Streckenmessungen durchzuführen.
Die Messwerte wurden zum Kontrollzentrum gesandt,
dort zusammengeführt und in eine Datenverwaltungs- und
-analysesoftware eingespeist.
Um auch geringfügige Bewegungen der Gebäude erkennen
zu können, wurden die Prismenpositionen auf 1 mm oder
noch genauer erfasst. Zusätzlich zu den präzisen Winkel- und
Streckenmessung der Trimble S8 kamen in dem Projekt auch
Atmosphärensensoren zum Einsatz, um Korrekturen an den
optischen Messungen anzubringen.
Das Mess- und Alarmsystem wurde auf die Struktur der zu
überwachenden Objekte zugeschnitten. Die Projektmitarbeiter
definierten geeignete Bewegungsschwellwerte für die
verschiedenen Bereiche entlang des Streckenverlaufs. An
modernen Gebäuden schlägt das System auf Veränderungen
mit Beträgen von mehr als 10 mm an. Für ältere Gebäude
sind die Toleranzen geringer. Stellt ein Sensor Veränderungen
fest, die diese Werte überschreiten, dann sendet das System
Warnmeldungen in Form von eMail und Kurzmitteilungen an
die Projektmitarbeiter.
In dem Maße, wie die TBM im Untergrund vorankam, wurden
die Totalstationen und Prismen nachgeführt, um mit dem
Vortrieb Schritt zu halten. Im Laufe des Projekts kam jedes
Instrument an drei verschiedenen Überwachungsstandorten
entlang der Tunnelstrecke zum Einsatz. An jedem Standort
wurden die Totalstationen so platziert, dass die Sichtlinien
zu den Zieltafeln auf den zu überwachenden Gebäuden und
Bauwerken frei waren. Vor Beginn der Bauarbeiten ermittelte
das System für Referenzzwecke die Ausgangspositionen aller
Zielprismen, um dann während der Bauarbeiten anhand
statistischer Analysen die Ausgangspositionen mit den
Messergebnissen vergleichen zu können. Jede Bewegung
wurde mit einer hohen statistischen Sicherheit bestätigt.
Entlang der gesamten Strecke des Tunnelprojekts arbeiteten
die auf den Dächern der Wohn- und Geschäftshäuser
montierten Trimble S8 Totalstationen geräuschlos, sodass
die Anwohner kaum gestört wurden. Die Techniker des
Projekts stellten fest, dass der Instandhaltungsaufwand für
die Instrumente über die jährliche Wartung und Kalibrierung
hinaus sehr gering war. Um bekannte Bezugspunkte für
die Anbindung der Messungen bereitzustellen, wurde eine
definierte Anzahl von Prismen auch außerhalb der Bauzone
aufgestellt. Durch regelmäßige Kalibrierung mit Hilfe dieser
festen Ziele wurde das Überwachungssystem in die Lage
versetzt, Bewegungen mit höchster Genauigkeit zu erkennen.
Eine der größten Herausforderungen bei der Überwachung
war das Kommunikationssystem für die Instrumente. Manuel
Frías, Leiter der Abteilung Eisenbahnvermessung bei SACYR
S.A.U., beschreibt das System so: “Die Kommunikation
erfolgte über ein WiFi-Netz der dritten Generation (3G), das
eigens für die Steuerung der Stationen und die Kontrolle der
über das Netz versendeten Daten installiert wurde. Entlang
der Strecke wurden auf den Dächern der höchsten Gebäude
Repeater aufgestellt, um entlang der gesamten Strecke eine
gute Kommunikation zu gewährleisten.”
-7- Technik&mehr; 2012-2

Überwachung einer weithin sichtbaren Kirche
Eines von mehreren gefährdeten Gebäuden im Verlauf der Tunnelstrecke war die Basílica i Temple Expiatori de la Sagrada
Família (allgemein bekannt unter dem Namen Sagrada Familia), ein einzigartiges Bauwerk, das von der UNESCO (United
Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) in die Liste des Weltkulturerbes aufgenommen wurde. Wegen
ihrer Höhe und ihrer auf den Baugrund einwirkenden Last erforderte die Sagrada Familia zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen.
Um das Bauwerk zu schützen, errichteten die Ingenieure eine Sicherheitsbarriere bestehend aus 104 Pfeilern mit einem
Durchmesser von 1,5 m und einer Tiefe von 41 m.
Im Innern der Kirche stellten die Vermessungsingenieure vier Trimble S8 Totalstationen auf und installierten 149 Prismen.
Die Totalstationen führten kontinuierliche Messungen zu den Prismen durch und lieferten so ununterbrochen Daten zum
Verhalten des kostbaren Gebäudes. Außerhalb der Kirche sorgten weitere Totalstationen und Sensoren in unmittelbarer
Nähe für die Erfassung von Absackungen oder anderen Bewegungen.
Wegen des unschätzbaren Werts der Gebäude entlang der Tunnelstrecke überprüfte ein Team aus 20 Technikern vom
Instituto Técnico de Materiales y Construcciones (Technisches Institut für Material und Bauwesen) die Dokumentation
und die eingesetzten Verfahren zur Überwachung der Kirche und des Projektareals.
Manuel Frías sagt, dass man die Gebäude früher mit herkömmlichen Nivellements überwacht hätte. “Der Vorteil
der heutigen Robotic-Totalstationen liegt in der großen Zahl der Ablesungen und den automatisch versendeten
Warnmeldungen”, sagt er. “Und sicherlich könnten wir noch immer das konventionelle Nivellement nutzen, um die
Ultraschall- und Totalstationsmessungen zu überprüfen.”
Das Projekt beweist, dass Techniker mit ausgeklügelten Überwachungsmethoden in Kombination mit WiFi- und 3G-
Kommunikationstechnologien eine gesamte Bauzone kontrollieren können. Im Falle auftretender Bewegungen werden
sie anhand genauer und stets aktueller Informationen in der Lage sein, umgehend zu reagieren.
Siehe Sonderbeitrag in der Online-Ausgabe der CE News vom Februar 2011: www.cenews.com
Technik&mehr; 2012-2
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Überwachung der größten
Kohlemine Thailands
Die Mae Moh Mine in der Provinz Lampang im Norden
Thailands ist der größte Braunkohletagebau des Landes
und wird von der Electricity Generating Authority
of Thailand (EGAT) betrieben. Sie wurde 1960 eröffnet, um
Kohle für die Stromproduktion im nahe gelegenen Mae Moh
Kraftwerk zu fördern. Heute erstreckt sich die Mine über mehr
als 28 km 2 . Ihre tiefste Abbaustelle liegt etwa 300 m unter der
ursprünglichen Geländehöhe. Im Jahr 2010 produzierte der
Tagebau fast 16 Millionen Tonnen Braunkohle, die sich gut zur
Stromerzeugung eignet.
In dem Maße, wie sich der Tagebau ausweitete, wurde
Ingenieuren und Geologen klar, dass Regenfälle, Erdrutsche
oder Grundwasser die Stabilität der Hänge und Steilböschungen
des Tagebaus beeinträchtigen können. Sicherheitsbelange
haben in der betriebsamen Mine mit seinen Bergleuten,
baulichen Anlagen und Maschinen hohe Priorität. Die
technischen Mitarbeiter sahen die Notwendigkeit den Tagebau
messtechnisch zu überwachen, um nach Bewegungen oder
Deformationen Ausschau zu halten, die zu Hangrutschungen
führen könnten. Um dem Bedarf an präzisen Messungen für
das riesige Tagebaugelände gerecht zu werden, installierten
sie ein automatisiertes Überwachungssystem mit Geräten von
Trimble. Das System umfasste eine Trimble S8 Totalstation
zur Ausführung der Messungen und die Trimble 4D Control
Software zur Datenauswertung.
Die Trimble S8 wurde in einem kleinen Gebäude untergebracht,
das eine gute Sicht auf den Tagebau ermöglicht. An dieser
Stelle ist das Instrument auf einem Betonsockel platziert, der
eine stabile, vibrationsfreie Standfläche bietet. Von dort misst
die Trimble S8 zu mehr als 100 einzelnen Zielprismen, die an
strategisch wichtigen Orten über das gesamte Tagebaugelände
verteilt sind. Jedes Prisma wird sechs Mal täglich angemessen.
Einige der Zieltafeln sind bis zu 3 km von dem kleinen
Messgebäude entfernt. Die Trimble FineLock Technologie für
große Reichweiten ermöglicht es, selbst die entferntesten Ziele
zuverlässig und genau anzumessen. Deshalb benötigten die
Ingenieure nur ein einziges Instrument auf einem Standpunkt,
um die Mine komplett zu überwachen. Mit der Trimble
Technologie wurden Kosten gespart und die Komplexität der
Überwachung deutlich verringert.
Die Trimble S8 wird von der Trimble 4D Control Software
gesteuert. Dabei läuft die Software auf Servern, die sich in
einem Kontrollzentrum in etwa 4 km Entfernung von dem
Instrumentengebäude befinden. Eine der wichtigsten Fragen
bei der Überwachung war die Notwendigkeit einer schnellen
und zuverlässigen Kommunikation mit der Totalstation.
Die Mine hatte bereits Probleme mit der herkömmlichen
Funkübertragung erlebt, was vermutlich auf Blitzeinschläge
und andere Unterbrechungen zurückzuführen war. Die Lösung
bestand darin, ein drahtloses LAN mit großer Reichweite
einzurichten, um die Trimble S8 mit dem Kontrollzentrum
zu verbinden. Das LAN ermöglicht Hochgeschwindigkeits-
Datenverbindungen und verhindert viele der mit den
Funkgeräten festgestellten Probleme.
Der modulare Aufbau der Software ermöglicht den Ingenieuren
eine Fernsteuerung des Instruments, sodass ihnen der lange
Weg zum Messgebäude erspart bleibt. Die Ingenieure können
die Daten entweder in Echtzeit prüfen oder über längere
Zeitspannen auswerten, um monatliche oder vierteljährliche
Ergebnisse zu erhalten. Die Daten der Überwachung werden
in einer sicheren SQL-Datenbank gespeichert. Dieses Vorgehen
ermöglicht den Ingenieuren einen einfachen Zugang, um die
Daten mit Hilfe der Trimble 4D Control Software zu überprüfen
und zu analysieren, oder für weitere Berechnungen in andere
Systeme einzuspeisen.
-9- Technik&mehr; 2012-2

Technik
&mehr
Technik&mehr; 2012-2
Auf der Suche
nach Erdbeben
mit GNSS
Im Jahr 2011 meldete U.S. Geological Survey (USGS) weltweit mehr
als 2.420 Erdbeben der Stärke 5.0 oder noch stärker. Dies sind 10%
mehr als 2010 und über 30% mehr als im Durchschnitt der letzten
10 Jahre. Gleichzeitig konzentriert sich die Weltbevölkerung zunehmend
in städtischen Ballungsgebieten, von denen viele in erdbebengefährdeten
Regionen liegen. In vielen Städten wird das Schadenspotential von Erdbeben
zusätzlich durch eine veraltete Infrastruktur verstärkt. Im Ergebnis sind
die Risiken für Leib und Leben sowie den Verlust von Eigentum infolge
von Erdbeben oder anderen Naturkatastrophen deutlich gestiegen. Um
diese Risiken durch ein besseres Verständnis der plattentektonischen
Bewegungen der Erde zu mindern, setzen Wissenschaftler heute
Satellitennavigationssysteme (GNSS) ein.
An den Bruchflächen der tektonischen Platten der Erde beschreiben
Geophysiker drei Arten von seismischen Aktivitäten. Der sogenannte
seismische Zyklus wird in vor-seismische, koseismische und nachseismische
Phasen unterteilt. Vor-seismische Bewegungen treten in der
Zeitspanne zwischen starken Erdbeben auf. Sie bestehen aus elastischen
Verformungen der Platten und Spannungen, die sich über einen langen
Zeitraum aufbauen, aber zu keiner Bewegung an der Bruchlinie selbst
führen. Diese seismischen Aktivitäten summieren sich und üben eine
steigende Belastung auf die Bruchflächen aus. Wenn die gesamte Spannung
den Reibungswiderstand der umliegenden Gesteinsschichten übersteigt,
tritt eine plötzliche Versetzung auf. Es kann ein Erdbeben ausgelöst
werden, das riesige Mengen an Energie freisetzt. Die koseismische Phase
äußert sich in den Erschütterungen und raschen Verschiebungen der
Oben: Geophysiker Ken Hudnut vom USGS fotografiert eine Störungszone in Baja California. Unten links: Eine GNSS-Station des UNAVCO Plate
Boundary Observatory (PBO) in der Nähe des Mount St. Helens in den USA. Unten rechts: Mehr als 800 Überwachungsstationen für das Plate
Boundary Observatory erstrecken sich über den Westen der USA
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Erdoberfläche während eines Erdbebens und seiner Nachbeben. Sie hält an bis die Spannung unter einen Wert fällt, an dem
weitere Bewegung durch die Reibung verhindert wird. Nach einem Erdbeben durchläuft die Bruchfläche nach-seismische
Aktivitäten. Die Spannungen, verursacht durch Veränderungen infolge des Bebens, werden neu verteilt oder abgebaut. In
manchen Fällen können nach-seismische Oberflächenbewegungen Größenordnungen von über 1 cm pro Tag erreichen,
wenn die Verwerfungszone ihren neuen Normalzustand annimmt. Danach setzen sich die vor-seismischen Bewegungen
fort und der Zyklus beginnt von neuem.
Satellitennavigationssysteme (GNSS) sind ein wichtiges Werkzeug für geophysikalische Untersuchungen, denn mit ihnen
lassen sich die langfristigen vor-seismischen Bewegungen mit hoher Genauigkeit messen. Sie können auch zur Erfassung der
schnellen koseismischen Veränderungen während des Erdbebens dienen. “Die größten Erkenntnisgewinne aus der GNSS-
Nutzung hatten wir in den Bereichen, wo es keine andere passende Sensortechnologie gibt”, sagt Geophysiker Ken Hudnut
vom USGS. “Für plattentektonische Bewegungen und die sich aufbauenden Spannungen im Vorfeld eines Erdbebens sowie
die anschließenden nach-seismischen Bewegungen ist GNSS einzigartig.”
Geophysiker bringen GNSS umfassend zum Einsatz. Sie nutzen es,
um bestimmte Punkte periodisch über längere Zeiträume zu messen
(Messkampagne). Beispielsweise könnte ein Messtrupp einmal jährlich
einen gegebenen Punkt (oft eine selbst gesetzte Markierung) aufsuchen,
um über einige Stunden (oder Tage) statische GNSS-Messungen
vorzunehmen. Mit diesem Ansatz lassen sich vor-seismische Bewegungen
mit einer relativ großen Anzahl von Punkten in einem Gebiet über Jahre
hinweg messen. So entsteht in einer bekannten Verwerfungszone ein
detailliertes Bild der Oberflächenbewegungen. Diese Daten helfen den
Wissenschaftlern dabei die Spannungen abzuschätzen, die sich tief im
Untergrund aufbauen.
Unmittelbar nach einem Erdbeben sind die Messteams damit
beschäftigt, die Punkte der Messkampagne nochmals zu messen, um
sich ein Bild von den koseismischen Bewegungen machen zu können.
Dabei ist rechtzeitiges Messen wichtig, da die nach-seismischen
Bewegungen wichtige Hinweise zum Verhalten der Verwerfungszone
geben. Nach einem Beben wollen die Wissenschaftler schnellstmöglich
zur Tat schreiten, um möglichst viele Kampagnenpunkte zu messen,
bevor die koseismischen Bewegungen von nach-seismischen
Bewegungen überlagert werden. Zur Unterstützung einer schnellen
Reaktion, haben das UNAVCO-Konsortium (Boulder, Colorado), die
University of Hawaii, die Ohio State University und andere Einrichtungen
“GNSS-Kampagnenkits” entwickelt, die kurzfristig in Erdbebengebieten
einsetzbar sind. Nach dem Erdbeben in der chilenischen Region Maule
Oben: Eine UNAVCO Überwachungsstation in den USA vor der letzten Inspektion und Betriebsüberprüfung. Unten links: GeoNet überwacht
Neuseeland mit über 180 GNSS-Stationen. Unten rechts: Kirby MacCleod bedient einen GNSS-Kampagnenempfänger in Neuseeland.
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im Jahr 2010 stellte UNAVCO 25“GNSS-Kampagnenkits” für
Forschungen zur Verfügung, und Trimble spendete neun Trimble
NetRS Referenzstationen.
Zusätzlich zu den Messkampagnen setzen Geophysiker in
vielen Gebieten kontinuierlich arbeitende Referenzstationen
(Continuously Operating Reference Stations, CORS) ein, um
langfristig GNSS-Datenströme zu erfassen und aufzuzeichnen.
Die CORS erfüllen zwei Funktionen. Zum einen können sie
alle drei Bewegungsarten des seismischen Zyklus messen,
um ein detailliertes Bild der Bewegungen vor, während und
nach einem Erdbeben zu geben. Zum anderem stellt CORS
geodätische Bezugspunkte bereit, die von Wissenschaftlern,
Vermessungsingenieuren und Rettungskräften nach einer
Katastrophe genutzt werden können. In vielen Gebieten ist
das CORS-Netz in ein Echtzeitnetz (real-time network, RTN)
eingebunden, das einen kontinuierlichen Datenstrom von den
einzelnen CORS empfängt. Die zur Steuerung des RTN eingesetzte
Software kann mit Hilfe der Netzintegritätskontrolle feststellen,
ob sich einer der GNSS-Sensoren während eines Erdbebens oder
einer anderen Katastrophe bewegte oder offline ging.
Kooperation zwischen Wissenschaft und Vermesser
In CORS-Netze werden häufig wissenschaftliche und kommerzielle
Applikationen integriert. Ein Beispiel ist das Washington State
Reference Network (WSRN), ein Zusammenschluss von über
100 über den ganzen Bundesstaat verteilten GPS- und GNSS-
Referenzstationen. Mit Hilfe der Trimble VRS Technologie
liefert das WSRN Echtzeit-Dienste zur Positionsbestimmung
für die Vermessungs- und Kartografiebranche, sowie für weitere
Nutzer mit hohen Genauigkeitsanforderungen. Die Empfänger
des WSRN sind auch Bestandteil des Pacific Northwest Geodetic
Array (PANGA), einem Netz, das etwa 350 CORS im pazifischen
Nordwesten umfasst und vom Geodätischen Labor der Central
Washington University betrieben wird. Die Daten des PANGA
sind für Vermessungsingenieure und andere kommerzielle
Nutzer zugänglich. In ähnlicher Weise betreibt das Plate
Boundary Observatory (PBO) des UNAVCO-Konsortiums mehr
als 1.100 GNSS-Referenzstationen in einem Netz, das sich über
elf Bundesstaaten des amerikanischen Westens von den Rocky
Mountains bis zum Stillen Ozean (einschließlich Alaska) erstreckt.
Die Daten des PBO sind für Echtzeit- und Nachbearbeitungs-
Anwendungen frei zugänglich.
In Neuseeland erläutert John Beavan, Geophysiker und
Spezialist für Krustendynamik bei der Fa. GNS Science, wie GNS
Science und die Neuseeländische Erdbebenkommission das
Projekt GeoNet einrichteten, um ein modernes geologisches
Gefahrenüberwachungssystem aufzubauen. GeoNet umfasst ein
Netz aus geophysikalischen Instrumenten (GNSS, Seismografen
und andere Instrumente), die mit Hilfe spezieller Software
seismische Aktivitäten erkennen, analysieren und darauf
Technik&mehr; 2012-2
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reagieren. Das GNSS-Netz besteht aus mehr als 180 Trimble
NetR9 und NetRS GNSS-Referenzempfängern.
GNS Science betreibt GeoNet in Zusammenarbeit mit Land
Information New Zealand (LINZ), der nationalen Verwaltung für
Landes- und Katastervermessung. LINZ nutzt GNSS-Daten von
etwa 40 kontinuierlich arbeitenden GeoNet Referenzstationen als
Teil seines PositioNZ Netzes, das Daten zur Positionsbestimmung
sowohl für Nachbearbeitung- als auch für Echtzeit-Anwendungen
bereitstellt. Außerdem nutzt iBASE, ein von der Fa. Geosystems,
Ltd. privat betriebenes RTN, Daten von PositioNZ in Verbindung
mit der Trimble VRS3Net App für die zentimetergenaue Echtzeit-
Positionsbestimmung in sechzehn Regionen des Landes.
Angesichts der anhaltend starken seismischen Aktivitäten
in Neuseeland haben die drei Betreiber (GeoNet, LINZ und
iBASE) zusammengearbeitet, um den wissenschaftlichen,
ingenieurtechnischen und humanitären Bedürfnissen
gerecht zu werden. Beavan verweist darauf, dass die GeoNet
Referenzstationen die großen Beben der Jahre 2010 und 2011
weitgehend unbeschadet überstanden und eine wichtige Rolle
beim Einsatz der Rettungskräfte gespielt haben. Das GNSS-Netz
war auch hilfreich, als es darum ging, die Ausdehnung der Gebiete
zu ermitteln, in denen es infolge des Bebens zu horizontalen
Bodenbewegungen, Hebungen und Senkungen gekommen war.
(Nähere Informationen zu den Beben in Neuseeland finden Sie in
dem Artikel der Ausgabe 2012-1 von Technik&mehr.)
Obwohl das Wissen über Plattentektonik und seismische
Aktivitäten weiterhin stetig wächst, ist es noch immer unmöglich
vorauszusagen, wann oder wo sich ein Erdbeben ereignen wird.
“Es gibt keine Gewissheit”, sagt Beavan. “Das Beste, was wir
tun können, ist zu sagen, dass eine Wahrscheinlichkeit von X%
besteht, dass innerhalb der nächsten N Jahre ein Beben der Stärke
Y in einer bestimmten geografischen Region stattfinden wird.”
Auch wenn das nebulös klingt, hat es hier in den vergangenen
Jahren große Fortschritte gegeben. Wir können Erdbeben nicht
vorhersagen, aber wir können besser auf sie vorbereitet sein.
Siehe Sonderbeitrag in der April-Ausgabe des Magazins Professional
Surveyor: www.profsurv.com
Oben: Fahrtvektoren zeigen das Ausmaß des Erdbebens vor der Küste der
Region Maule in Chile, 2010. Unten: GNSS-Stationen des PBO in Alaska

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Vermessung der Geschichte Islands
Forscher setzen auf Trimble GNSS bei Untersuchungen
zu den historischen Siedlungen der Insel
Durch seine Lage im nördlichen Atlantik spielte Island
lange eine wichtige Rolle im Erkundungs- und
Expansionsdrang europäischer Abenteurer. Die Insel
wurde im 9. Jahrhundert erstmals besiedelt und ihre Bewohner
lebten bis zu ihrer Unabhängigkeit im Jahr 1944 unter
norwegischer und dänischer Herrschaft. Die Einzelheiten der
isländischen Geschichte sind in alten Artefakten, Bauten und
Siedlungen erhalten, die über die Jahrhunderte verschüttet
wurden. Islands reichhaltiges archäologisches Erbe spiegelt
sich in einer ausgeprägten Tradition archäologischer Forschung
wider. Eine der wichtigsten Forschungseinrichtungen ist das
Institut für Archäologie, eine 1995 gegründete unabhängige
Institution.
Dem Einfluss des Instituts ist es unter anderem zu verdanken,
dass sich die methodische Vorgehensweise der isländischen
Archäologie bei der Vermessung, Ausgrabung und Verwaltung
archäologischer Funde verbessert hat. Für diese Arbeiten
wurden Satellitennavigationssysteme von Trimble (GNSS) zu
einem unverzichtbaren Instrument.
Der Archäologe Gísli Pálsson hat am Sitz des Instituts
in Reykjavik Standards und Musterlösungen für die
Archäologievermessung entwickelt. Pálsson, der seine
vermessungstechnischen Fähigkeiten seinem Mentor
Jón Indridason zuschreibt, hat, neben Archäologie, eine
Ausbildung in Geodäsie und Kartografie. “Differentielles GNSS
und RTK bringen eine spürbare Verbesserung der Qualität und
Geschwindigkeit von kleinen, autonomen GPS-Geräten”, sagt
Pálsson. “Anstatt im Feld Skizzen anzufertigen und dann die
Fundstücke nochmals mittels CAD zu zeichnen, lassen sich
mit RTK-Messungen auch verzwickte Details und komplexe
Funde korrekt vor Ort aufzeichnen.”
So nutzte Pálsson ein Trimble R8 GNSS-System für
Vermessungsarbeiten in Vatnsfjörður, einer Fundstätte, an
der man auf umfangreiche Überreste aus der Wikingerzeit
gestoßen war. Die Trimble R8 wurde eingesetzt, um eine
RTK-Vermessung der Landschaft durchzuführen und ein
Referenznetz für die zeichnerische Erfassung des Fundorts
anzulegen. Dabei werden meistens an jedem Projektstandort
Basisstationen eingerichtet, um RTK-Korrekturwerte
zu liefern. Falls notwendig, werden die Standorte in das
Landeskoordinatennetz eingebunden. Für kleinere Standorte
und Einzelausgrabungen nutzt das Institut eine Trimble S8
Totalstation.
An den meisten Standorten arbeiten die Archäologen mit
einer Genauigkeit von 2 cm beim Anlegen der lokalen Netze
und 5 cm bei der Geländevermessung. Für letztere nutzen
die Messtrupps die kontinuierliche Topo-Funktionalität von
Trimble, um Punkte rasch erfassen und daraus ein akkurates
Modell des Geländes ableiten zu können. Wenn während der
Ausgrabung Artefakte entdeckt werden, greift der Messtrupp
auf Bänder zurück, um manuell einen Lagebezug zu den
Linien herzustellen, die das Netz des jeweiligen Fundorts
markieren. Die Messung der Höhe der Artefakte bezogen
auf die ursprüngliche Oberfläche ist ebenfalls wichtig und
erfolgt mit Hilfe von optischen Nivelliergeräten und vor Ort
angelegten Festpunkten.
Viele der neusten Arbeiten des Institutes konzentrierten sich
auf die Siedlung Þingeyjarsýslur im Norden Islands. Hierbei
geht es um ein besseres Verständnis der baulichen Traditionen
und sozialen Strukturen dieser Zeit. “Die Struktur der
Landschaft hat bei archäologischen Vermessungen in Island
an Bedeutung gewonnen”, sagt Pálsson. “Für das Verständnis
eines Fundorts ist der Zusammenhang zwischen Höhenlinien,
Vegetations- und Umweltmerkmalen mit den archäologischen
Befunden wichtig. GNSS ist eine Voraussetzung für eine genaue
und detailgetreue Vermessung der Landschaft.”
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Lettischer Dienst zur Unterstützung des
ländlichen Raums nutzt GNSS zur Umsetzung
des EU-Landwirtschaftsprogramms
Lettische Inspektoren setzen auf Trimble GNSS-Freihandgeräte zur genauen Datenerfassung in der Landwirtschaft
Der lettische Dienst zur Unterstützung des ländlichen
Raums mit Sitz in der Hauptstadt Riga ist verantwortlich
für die Umsetzung der Politik der Europäischen Union
(EU) in den Sektoren Land- und Forstwirtschaft, Fischerei und
ländliche Entwicklung des osteuropäischen Landes, in dem
mehr als 2,2 Millionen Menschen leben.
Eine der wichtigsten Aufgaben der Institution ist die Aufsicht
über die EU-Regelung für die einheitliche Flächenzahlung,
einem Förderprogramm zur Bereitstellung von
Direktzahlungen an Landwirte, die Nutzpflanzen anbauen und
Ackerland auf umweltfreundliche Weise erhalten.
Für den lettischen Dienst zur Unterstützung des ländlichen
Raums heißt dies, landwirtschaftliche Parzellen im ganzen
Land sorgfältig und kontinuierlich zu überwachen, was auch
Technik&mehr; 2012-2
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die Identifizierung der Grenzen und die genaue Aufzeichnung
der jeweils bewirtschafteten Fläche einschließt.
Hierbei setzen die Inspektoren auf GNSS-Technologie,
um vor Ort Kontrollen für anspruchsberechtigte Betriebe
vorzunehmen.
“Wir nutzen seit 2003 Trimble GeoExplorer Handhelds und
konnten damit unsere Datenerfassung und -verwaltung
vereinfachen”, sagt Edgar Bordāns vom Dienst zur
Unterstützung des ländlichen Raums. “In diesem Sommer
haben wir mit dem Kauf von 35 neuen GeoXT Handheld der
Serie Trimble GeoExplorer 6000 mit größerem Bildschirm,
längerer Batterielebensdauer und eingebauter Kamera unsere
Ausrüstung nochmals verbessert.”

Bei der Serie Trimble GeoXT 6000 handelt es sich um einen
robusten GNSS-Handheld-Empfänger mit Trimble Floodlight
Technologie zur Reduzierung der Satellitenabschattung,
durch die sich die Verfügbarkeit und Genauigkeit in
schwierigen GNSS-Umgebungen erheblich verbessert, was für
die lettischen Inspektoren von besonderer Bedeutung ist.
“Wälder sind charakteristisch für Lettland”, sagt Bordāns.
“Messungen auf landwirtschaftlich genutzten Flächen finden
oft unter schwierigen GNSS-Bedingungen unter oder in
der Nähe von Bäumen, Wäldern, Büschen und anderweitig
bewachsenen Orten statt. Für uns es ist wichtig, dass wir auch
unter diesen Bedingungen genaue und zuverlässige Daten
bekommen.”
Mit den GeoXT Handhelds können die Außendienstinspektoren
die Daten rasch und problemlos im Feld erfassen und mittels
Nachbearbeitung Submeter-Genauigkeit erreichen.
“Da die Landwirte finanzielle Unterstützung erhalten, ist es
sowohl für die Landwirte als auch für die EU von Bedeutung,
genaue und zutreffende Messwerte von den bewirtschafteten
Flächen zu haben”, sagt Bordāns. “Gleichzeitig ist es wichtig
für uns, mit einer Technologie zu arbeiten, die sich leicht
erlernen und handhaben lässt, die im Gelände strapazierfähig
ist und zuverlässig funktioniert. Der GeoXT Handheld erfüllt
all diese Anforderungen.”
Jeder Außendienstinspektor hat ein Trimble GeoXT
6000 Handheld, in dem ESRI-Shapefiles, Referenzdaten
vom Flächenidentifizierungssystem und Daten der
Grundstücksgrenzen (Kataster) gespeichert sind. Nach ihrer
Ankunft in dem jeweiligen Betrieb erfassen die Inspektoren
die GNSS-Position, die Fläche, den Umfang, die Form und die
Größe der verschiedenen landwirtschaftlichen Anbauflächen.
In den auf dem Handheld gespeicherten Formularen
vermerken sie Attribute wie Grundstücksnummer, Fruchtart
und - bei Bedarf - weitere Anmerkungen.
Mit der im Trimble GeoXT 6000 Handheld eingebauten
Kamera können die Inspektoren auch Fotos von unzulässigen
Objekten wie Straßen, Bäume, Teiche, Gräben, Büsche und
anderem hinzufügen. Diese werden von der landwirtschaftlich
genutzten Parzellenfläche abgezogen. Nach Abschluss der
Messungen und der Datenerfassung im Feld begeben sich die
Inspektoren zum nächsten Betrieb.
Nach Rückkehr ins Büro erfolgt die Auswertung mit Hilfe
der Trimble GPS Pathfinder® Bürosoftware, dem leicht
anwendbarem Trimble Softwarepaket. Es eignet sich perfekt
für die GNSS Nachbearbeitung und zur Erzeugung von
genauen GIS-tauglichen Informationen aus den im Feld
erfassten GNSS-Daten.
Mit Hilfe der differenziellen Korrekturwerte von LAPTOS (dem
lettischen Anbieter von GNSS-Referenzstationsdiensten)
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können die Inspektoren bei der Positionsbestimmung
Submeter-Genauigkeit erreichen. Sobald die Auswertung
der Daten abgeschlossen ist, werden sie auf ihre Qualität
überprüft und anschließend an das Agricultural Area Register
GIS (AARGIS) der Institution übermittelt. Gleichzeitig werden
die aktualisierten Shapefiles in das GIS eingespeist.
“Das ganze System ist effektiv und leicht zu bedienen, wodurch
wir sowohl im Büro als auch im Außendienst viel Zeit sparen”,
sagt Bordāns. “Mit dem GeoXT Handheld können wir Daten
schneller und mit höherer Genauigkeit als je zuvor erfassen.
Außerdem sind wir uns sicher, dass wir mit zuverlässigen
Geräten arbeiten, die präzise Messergebnisse liefern.”
Einer der weiteren Vorzüge, die Bordāns und seine Kollegen
in dem Trimble GeoXT 6000 Handheld sehen, ist die für
große Helligkeit optimierte Anzeige. Mit ihr es möglich
auch bei starker Sonneneinstrahlung jederzeit die Anzeige
zu erkennen.
“Der neue GeoXT Handheld ist unglaublich schnell, verfügt
über ein starkes Signal und funktioniert besser als alle anderen
Handhelds, die ich ausprobiert habe, und zwar sowohl bei
großer Helligkeit als auch unter Bäumen”, sagt Bordāns.
“Keine Frage: der neue Handheld spart uns Zeit und Geld,
und es macht unsere Arbeit effizienter und genauer. Wir sind
schon sehr gespannt auf die weiteren Einsatzmöglichkeiten.”
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Geospatial Technology und
Unternehmensmanagement
Für Unternehmen, die sich über weite geografische Räume erstrecken, sind räumliche Aspekte Schlüsselkomponenten für
die Effizienzsteigerung und die Kostenkontrolle. Für diese Organisationen stehen die Fragen “Was ist es?” und “Wo ist es?”
im Mittelpunkt der Planung, der Betriebsführung und des Lebenszyklus-Managements. Moderne Managementsysteme
passen sich diesem Erfordernis an, indem sie das Wissen um die materiellen Wirtschaftsgüter in das Transaktions- und
Prozessmanagement einfließen lassen. Betriebsführungs- und Instandhaltungsabläufe sind häufig an den Ort der materiellen
Wirtschaftsgüter, Kunden, Lieferanten und zugehörigen Ausrüstungskomponenten gebunden. Daten mit Raumbezug können
genaue und zutreffende Informationen liefern, um diese Fragen zu beantworten, und werden deshalb zu einem integralen
Bestandteil des Unternehmensmanagements für Organisationen, die Ver- und Entsorgungsnetze und Infrastruktur betreiben oder
Verkehrsleistungen erbringen.
Mit Geospatial Technology lassen sich gewaltige Datenmengen hoher Dichte über große geografische Gebiete erfassen. Die
Daten werden verarbeitet und umformatiert, um sie nachgelagerten Anwendungen in Geoinformations- und CAD-Systemen,
in Planungsprozessen oder im Ingenieur- und Bauwesen zuzuführen. Die Daten können auch in Datenbanken für Zwecke des
Unternehmensmanagements und der Ressourcenplanung (engl.: ERP) eingespeist werden. Auf diese Weise wird die traditionelle
ERP um Rauminformationen ergänzt, und es entsteht eine neue Funktionalität, die aus den Synergien von Transaktions- und
Raumdaten resultiert.
Ein Schritt weiter: vom Kartenbild zur Information
Die Infrastruktur der Ver- und Entsorgungsbranche befindet sich nie in einer zweidimensionalen Ebene. Es gibt immer
eine vertikale Komponente, die für Betriebsführung und Instandhaltung von Belang ist. In diesem Zusammenhang ist ein
Stromversorgungsunternehmen ein gutes Beispiel. Es besitzt tausende Kilometer an Freileitungen zur Energieübertragung und
-verteilung, die an vielen Stellen durch Bäume in der Nähe gefährdet werden können. Es ist daher gängige Praxis, diese Bäume
und Vegetation zu beschneiden. Das Problem ist, zu wissen wo geschnitten werden muss. Die Lösung liegt in einem luftgestützten
LiDAR (Light Detection and Ranging)-System und Bildsensoren, mit dem das Unternehmen das gesamte Leitungsnetz scannen
Technik&mehr; 2012-2
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lassen kann. Das System erzeugt dichte Punktwolken und
qualitativ hochwertige orthorektifizierte Bilder, die alle in das
entsprechende Koordinatensystem georeferenziert werden.
Die Daten der verschiedenen Geospatial Sensoren werden in einem
Datensatz zusammengeführt und nach benutzerdefinierten
Regeln und Anwendungsszenarien analysiert. Die Software kann
selbständig Hochspannungsmasten und -leitungen identifizieren
und die Bereiche erkennen, in denen der Pflanzenbewuchs zu
nahe kommt. Diese Areale werden vom System markiert. Mit den
ausgegebenen Informationen werden die Pläne zum Beschneiden
der Pflanzen entwickelt. Anschließend können die Schnittarbeiten
beginnen, und zwar genau dort, wo es erforderlich ist. Gerade zu
Beginn der Arbeiten sind die Daten nützlich, um die Mitarbeiter
genau dorthin zu leiten, wo sie tätig werden sollen. Dies spart
Treibstoffkosten, Arbeitsstunden und Kohlenstoffemissionen und
verbessert gleichzeitig den Kundenservice im Außendienst und
das Management der betrieblichen Ressourcen.
Durch den Einsatz der Geospatial Technology lässt sich die
Infrastruktur häufiger und mit höherer Datendichte und
Genauigkeit überprüfen. An nur einem Tag kann zum Beispiel
ein mobiles Kartierungssystem eine Strecke von mehr als 100 km
abdecken. In einem 4D System führt dies zu einer höheren Auflösung
der Zeitebene und verbessert die Analyse der Änderungsrate
bei Bewuchs oder anderen Umgebungsbedingungen. Eine
so funktionierende Ressourcenplanung unterstützt beim
Kostenmanagement, sowie bei Instandhaltungs- und
Betriebsablaufplänen.
Als ein zweites Beispiel lässt sich die Rolle raumbezogener
Daten für Aufgaben des Regenwassermanagements anführen.
In den USA verlangen die Umweltschutzbestimmungen von
den Städten und Bundesstaaten, umfassende Regelungen für
das kommunale Regenwassermanagement zu erstellen. In den
Geoinformationssystemen lassen sich Umfang und Ausdehnung
der versiegelten Oberfläche kartografisch darstellen und messen.
Diese Karten enthalten wichtige Informationen für die Erarbeitung
von Regenwasseranalysemodellen.
Regenwasseranalysen auf der Basis von raumbezogenen
Daten lassen sich auch mit internen IT-Systemen für Planung
und Besteuerung verknüpfen. In manchen Regionen hat
die Grundsteuer einen Bestandteil, der sich nach der Größe
der bebauten Fläche auf einem Grundstück bemisst. Diese
Fläche zieht eine höhere Regenwasserlast nach sich und wird
daher anders besteuert. In Raumdatensystemen können aus
der Luft erfasste Daten (georeferenzierte Bild- und LiDAR-
Daten) mit Katasterinformationen zu Grundstücken und
deren Besitzverhältnissen kombiniert werden. Die Funktion
zur automatisierten Merkmalsextraktion wird genutzt, um
versiegelte Oberflächen in definierten Bereichen festzustellen.
Durch die 3D-Messung unterscheidet sie sogar hoch gelegene
Flächen, wie Gebäude und Dächer, von Straßen und Parkplätzen.
Die so ermittelten Flächeninformationen können direkt in
die Ressourcenplanung einfließen und als Grundlage für die
Bewertungen und Abrechnungen dienen. Dieses System führt zu
einer genaueren und damit angemesseneren Bewertungen der
Grundsteuern und trägt zur Senkung der Betriebskosten bei.
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Ein Blick nach vorn
Derzeit etablieren sich Raumdatensysteme in zunehmend neuen
Branchen und werden zur Selbstverständlichkeit. Sie erzeugen
große Mengen von qualitativ hochwertigen Daten. Ein Ziel
der Geoinformationsbranche sollte es sein, diese wertvollen
Daten einer breiten Zielgruppe zugänglich zu machen. Solche
Bestrebungen würden die Nachfrage nach Technikern und
Unternehmen, die in der Lage sind, raumbezogene Daten zu
erfassen, zu verwalten und zu nutzen, ansteigen lassen. Mit
denen sich schnell ausdehnenden Nutzungsmöglichkeiten
wächst auch der Bedarf an Daten und Informationen, die von den
Sensorsystemen und Softwarelösungen gewonnen wurden.
Moderne Raumdatensysteme sind eine Mischung aus
Sensor- und Softwaretechnologie in Gestalt kleiner,
transportabler Instrumente. Größe und Konfiguration
der Sensoren variieren je nach Anwendungsbereich.
Beispielsweise sind mobile Kartierungssysteme wie das Trimble
MX8 Mobile Spatial Imaging System so konzipiert, dass sie sich
auf Kleinwagen oder Schienenfahrzeugen montieren lassen
und bei hohen Geschwindigkeiten Daten erfassen. Andere
Sensorsysteme, wie zum Beispiel Trimble Harrier, bieten den
gleichen Funktionsumfang in Bezug auf Kleinflugzeuge.
Die Digitalkameras der Raumdatenerfassungssysteme nehmen
hochauflösende Bilder auf. Mit mehreren Kameras lassen sich
Panoramabilder genauso wie detailliertere Ansichten von
Straßenoberflächen erzeugen. Die raumbezogenen Informationen
werden mittels LiDAR (oft als “Laserscanning” bezeichnet) erfasst,
die tausende 3D-Punkte pro Sekunde mit Zentimetergenauigkeit
aufzeichnet.
Zwecks Georeferenzierung muss das System die Position der
Kamera und der Scanner während der Datenerfassung ermitteln.
Hierfür nutzt das System eine Kombination aus GNSS und
Inertialsensoren. Das GNSS erfasst zum einen die Positionen
mit hochgenauen GNSS-Empfängern und Echtzeit- oder
Postprocessing-Techniken. Die Inertialsensoren zum anderen
gewährleisten die Fähigkeit zur Positionsbestimmung bei kurzen
Unterbrechungen in der GNSS-Abdeckung. Die Inertialsensoren
liefern auch die Informationen, die zur Orientierungskorrektur
der Kameras und Laserscanner infolge der Flugzeug- oder
Fahrzeugbewegung benötigt werden. Bei luftgestützten
Anwendungen unterstützt das GNSS auch die Navigation und das
Flugmanagement.
Ergiebige Daten
Wenn die Aufnahmen im Außendienst abgeschlossen sind, nutzt
das System Datenfusionstechniken, um die Daten von mehreren
Sensoren zusammenzuführen. Dieser Prozess ermöglicht es, die
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Aus betriebswirtschaftlicher Sicht ist der Fall klar:
Raumdatensysteme sind einzigartig in ihrer Fähigkeit, qualitativ
hochwertige Daten aus mehreren Quellen zu erfassen, sie
zusammenzuführen und daraus in einem einzigen Arbeitsgang
Informationen zu extrahieren. Der außergewöhnliche
Produktivitätssprung rechtfertigt die Investition in Planung
und Umsetzung, die für die Überführung in die täglichen
Arbeitsabläufe benötigt wird. Durch die Bereitstellung
quantitativer Daten zur Unterstützung von Entscheidungs- und
Betriebsprozessen werden Raumdatensysteme schnell eine
wichtige Informationsquelle für das Unternehmensmanagement
sein.
Siehe Sonderbeitrag in der Juli-Ausgabe des Magazins Geospatial
Today: www.geospatialtoday.com
Raumbezogene Datensammlung:
Technologie in Harmonie
Daten vieler Sensoren als einen einzigen Datensatz zu verwalten.
Bilder, 3D LiDAR-Punkte und Positionen stehen dann an jedem
beliebigen Punkt des Projekts zur Analyse bereit.
Durch Verschmelzung der Bilder, Scan-Daten und Positionen
kann die Auswertungssoftware eine 3D-Darstellung des Projekts
erzeugen. Vektorbasierte Daten aus GIS, CAD oder anderen
Systemen können importiert und verschmolzen werden, um zu
umfassenderen Informationen zu gelangen. Die Nutzer können
dann Visualisierungen erstellen, Daten extrahieren, Messungen
durchführen und Informationen an nachgelagerte Systeme
weitergeben.

Technik
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Überwachung der Central-Wan Chai
Umgehungsstraße in Hongkong
Überwachungssystem
übernimmt Schlüsselrolle
in komplexen
Bauvorhaben
Als kommerzielles und kulturelles Drehkreuz
im südlichen Asien ist Hongkong eine der am
dichtesten besiedelten Regionen der Welt. Mit
mehr als sieben Millionen Menschen auf einer Fläche von
nur 1.104 km 2 hat Hongkong in seine Infrastruktur für den
öffentlichen und den privaten Verkehr investiert. Aber trotz
all dieser Anstrengungen kämpft Hongkong noch immer
mit Verkehrsüberlastung.
Um diese Belastung zu mindern, baute die Regierung von
Hongkong eine Umgehungsstraße entlang der Nordküste
der Insel Hongkong. Die neue Route namens Central-Wan
Chai Bypass and Island Eastern Corridor Link (CWB)
besteht aus 4,5 km Straße mit getrennten Fahrbahnen und
beschränktem Zugang, um den Verkehr vom zentralen
Korridor abzuleiten.
Etwa in der Mitte ihrer Streckenführung entlang der Insel
Hongkong verläuft die CWB über einen Tunnel der Hong
Kong Mass Transit Railway (MTR). Der Tunnel ist ein
wichtiger Streckenabschnitt in dem Eisenbahnnetz, weshalb
die Ingenieure vor der Aufgabe standen, ihn vor möglichen
Deformationen oder Störungen infolge der Bautätigkeit
zu schützen. Zu diesem Zweck wurde das Unternehmen
Mannars Chan & Associates (MCA) mit der Ausführung
von Überwachungsleistungen beauftragt. MCA installierte
ein automatisiertes Deformationsüberwachungssystem,
das auf Trimble Technologie beruht. Das Ziel war eine
kontinuierliche Überwachung rund um die Uhr zu
gewährleisten, ohne den Betrieb und die Instandhaltung der
MTR unterbrechen zu müssen.
In der Anfangsphase des Projekts sollte das System
einen 120 m langen Tunnelabschnitt überwachen. MCA
installierte an bestimmten Stationen im Tunnel jeweils
fünf 25 mm-Prismen, die sich über den Tunnelquerschnitt
verteilten. Um die Prismen anzumessen, montierte MCA
etwa in der Mitte des Überwachungsbereichs sieben
Trimble S8 Totalstationen auf Stahlkonsolen. Ein drahtloses
Netz verband die Instrumente mit einem MTR Server
außerhalb des Tunnels. Gesteuert von der Trimble 4D
Control Software, führte jedes Instrument in 30-minütigen
Zyklen die Messungen zu den ca. 100 Prismen aus. Dabei
arbeitete das System in völliger Dunkelheit und stoppte die
Messungen nur für planmäßige Instandhaltungsarbeiten an
den Bahngleisen. Da im Tunnel aufgestellte Prismen sehr
nahe beieinander liegen konnten, nutzte MCA die Trimble
FineLock Technologie um sicherzustellen, dass die richtigen
Ziele angemessen wurden.
Die Projektteams konfigurierten die Software so, dass die
Ergebnisse für jedes Prisma in Echtzeit berechnet und
mit den voreingestellten Alarmschwellwerten verglichen
wurden. Ausgehend von der gemessenen Bewegung
kann die Software eMails oder Kurzmitteilungen an die
Projektteams generieren und versenden. Während der
ersten sechs Monate der Überwachung wurde vom System
keine Warnmeldung ausgelöst.
Die Überwachung des in Betrieb befindlichen
Eisenbahntunnels hielt besondere Herausforderungen
bereit. Die nächtlichen Gleisinstandhaltungsarbeiten im
Tunnel setzten feinen Metallstaub frei, der die Instrumente
und Prismen bedeckte. Zusätzlich lösten schnell fahrende
Züge starke Erschütterungen und Windböen aus, die zu
Bewegungen der Instrumente führten. Um die Instrumente
vor den Erschütterungen zu schützen, entwickelte MCA ein
Aufhängungssystem, das die Stabilität der Messplattform
aufrechterhielt.
Trotz der schwierigen Bedingungen funktionierten die
Instrumente zuverlässig. “Das Trimble System sorgte für
sehr großes Vertrauen bei unserem Kunden”, sagt Mannars
Chan, Geschäftsführender Direktor von MCA. “Das
System ersetzte unsere Augen und Ohren, wo sich bei der
Überwachung keine herkömmliche Methode einsetzen ließ."
Siehe Sonderbeitrag in der Juni-Ausgabe des Magazins POB
(Point of Beginning): www.pobonline.com
-19- Technik&mehr; 2012-2

Technik
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Vermessungsarbeiten am Seeufer
Reine Stoffels, Studentin im ersten Jahr Ihres Masterstudiums
im Fach Geomatik an der Universität Gent in Belgien, sandte
uns dieses Bild von ihrer Arbeit an einer hydrografischen
und topografischen Vermessung am Lac de Vassivière in
Zentralfrankreich. Der künstlich angelegte See wird von EDF
(Electricité de France) zur Stromerzeugung aus Wasserkraft
genutzt. Er hat eine Fläche von 10 km² und einen Umfang
von etwa 35 km. Das Projekt war Bestandteil eines Erasmus
Intensivprogramms (IP) für drei Universitäten aus der EU:
Gent, Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées
Bretagne (ENSTA-Bretagne) in Brest (Frankreich) und HafenCity
Universität Hamburg (Deutschland). Die Studenten erstellten ein
detailliertes digitales Höhenmodell des Speichers von Vassivière
mit Messungen bis zu 700 m über dem Referenzellipsoid, wofür
die Gruppe optische und GNSS-Instrumente nutzte. Das Foto
zeigt ein Trimble R6 GNSS-System.
Tief im Wasser
Eldar Rubinov sandte uns dieses witzige Foto, das während einer
Hochwasservermessung des King Parrot Creek in Flowerdale,
70 km nördlich von Melbourne (Australien) entstanden war.
Es wurde von Grant Hausler aufgenommen und zeigt Rubinov
inmitten des Flüsschens. Beide arbeiten für ThinkSpatial, ein
führendes Vermessungs- und Geoinformationsunternehmen.
Auftraggeber der Hochwasserkartierung war die Goulburn
Broken Catchment Management Authority (GBCMA), die
Wasserbehörde der Region. Die Messungen erstreckten sich
über 20 km entlang des Flüsschens, wobei alle 100 m ein
Querprofil und alle 50 m oder an jedem Neigungswechsel eine
Höhe am tiefsten Punkt des Flusses aufgenommen wurde,
um ein kontinuierliches Flussprofil zu erstellen. “In einigen
Abschnitten war das Laub der Baumkronen zu dicht für
GPS-Messungen, sodass wir auf die Trimble S6 Totalstation
angewiesen waren”, sagt Rubinov, “aber für den überwiegenden
Teil des Auftrags nutzten wir die Trimble R8 GNSS-Empfänger,
die wir von einer lokalen Basisstation aus betrieben. Dies sparte
viel Zeit, da wir zwei Rover gleichzeitig einsetzen konnten. Meist
war der Fluss recht flach; das Foto zeigt ihn an seiner vermutlich
tiefsten Stelle.”
Technik&mehr; 2012-2
Fotowettbewerb
Unsere Fans auf Facebook haben gesprochen: nachdem unsere Redakteure die vier besten Fotos ausgewählt hatten, war es den
Trimble Survey Fans auf Facebook (www.facebook.com/TrimbleSurvey) vorbehalten, die besten zwei auszuwählen. Der erste
Platz — und eine Trimble Allwetterjacke — geht an das Bild von den Vermessungsarbeiten am Seeufer, das die meisten Stimmen
der Facebook Fans erhielt. Der zweite Platz — und ein digitaler Fotorahmen von Trimble — geht an das Bild “Tief im Wasser”. Schauen
Sie sich auch die weiteren Preisträger an und machen Sie mit bei der Aktion: besuchen Sie die Trimble Survey Division auf Facebook,
um die Kandidaten des Fotowettbewerbs der nächsten Ausgabe zu sehen.
-20-

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Technik
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Fotowettbewerb
Machen Sie mit beim Trimble
Fotowettbewerb für Technik&mehr!
Die Gewinner des Trimble Fotowettbewerbs erhalten Trimble
Preise, und die Fotos werden in Technik&mehr veröffentlicht.
Den ersten Platz in dieser Ausgabe belegte das von Reine Stoffels
aus Belgien eingereichte Foto von ihren Vermessungsarbeiten
am Seeufer. Die nächstplatzierten Fotos sind auf Seite 20
abgedruckt. Senden Sie Ihr Foto mit einer Auflösung von
300 dpi (10 x 15 cm oder 4 x 6 in) an Survey_Stories@trimble.
com. Vergessen Sie nicht, Ihren Namen, Ihren Titel und Ihre
Kontaktinformationen anzugeben.
Sie können Technik&mehr kostenlos abonnieren, indem Sie Ihre Bestellung unter
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