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monitoring
Wir haben 15 Artikel über monitoring gefunden.
Überwachung von Infrastrukturbauwerken mit mobilem Laserscanning
Kurzfassung
Geodätisches Monitoring spielt in der Instandhaltung von Infrastrukturbauwerken eine entscheidende Rolle. Wird ein Bauwerk infolge einer handnahen Prüfung als kritisch bewertet, wird in der Regel das Verformungsverhalten des Bauwerks überwacht. Stationäre Messungen mit Totalstationen sind der Stand der Technik, erweisen sich aber als zu zeit- und kostenintensiv für eine großflächige Anwendung. In diesem Artikel wird aufgezeigt, welchen Beitrag mobiles Laserscanning für die objektive Zustandsbewertung von Stützbauwerken liefern kann. Heute sind fahrzeuggebundene, mobile Laserscanning Systeme von verschiedenen Herstellern kommerziell erhältlich. Diese High-End Messsysteme ermöglichen es, Punktwolken im Vorbeifahren mit bis zu 100 km/h zu erfassen. Die produzierten Datenmengen sind enorm und erfordern daher weitest gehende Automatisierung in der Auswertung, um die Effizienz des gesamten Workflows zu gewährleisten. In mehrjähriger Forschungsarbeit wurden insgesamt acht Kampagnen mit vier verschiedenen Messsystemen zur Vermessung von 24 Stützbauwerken durchgeführt. Die Genauigkeit der Methode erwies sich als sehr stark abhängig von der Qualität der direkten Georeferenzierung. Im alpinen Raum wurden Schwankungen von 10 cm innerhalb von 200 m festgestellt. Durch Anwendung einer neuen Registrierungsmethode konnten Punktwolken auf besser als 1 cm in Deckung gebracht werden. Restfehler im Millimeterbereich sind auf die Aufnahmebedingungen und die Objektbeschaffenheit zurückzuführen. Die Methode aus rascher Datenaufnahme und intelligenter Auswertung zeigt vielversprechendes Potenzial für großflächiges Deformationsmonitoring. Sie eignet sich nicht als Ersatz für Totalstationsmessungen, sondern viel mehr zum Aufspüren von potenziell, geschädigten Bauwerken. Diese effiziente „Vorprüfung“ bietet das Potenzial neue Geschäftsfelder für die geodätische Community zu erschließen.
Abstract
Geodetic monitoring is a special measure in infrastructure maintece. In general, inspection engineers assess the structural condition visually and decide whether total stations measurements are necessary to observe the structural behavior. The established method proved accurate and reliable but too cost- and time expensive for a large-scale application. This article analyses the potential of mobile laser scanning for providing an objective data basis for safety and condition assessment of retaining walls. Mobile laser scanning is an emerging technology that enables rapid data collection with up to 100 km/h. Today, there are a number of commercial systems available from different manufacturers. Such systems gather data efficiently and produce large amounts of data. Hence, highly automated processing steps are essential to achieve overall efficiency of the method. In multiple years of research, 24 retaining walls were captured using four different systems in eight measurement campaigns. The quality of the point clouds depends heavily on the geo-referencing quality. In alpine settings, variations reach up to 10 cm within 200 m, producing deformed point clouds. A new registration method accounts for these time-variable errors and aligns two point clouds better than 1 cm under good conditions. The remaining error pattern depends on the acquisition geometry and on surface properties. While the method shows great potential for large-scale monitoring, it does not aim to replace geodetic monitoring with total stations. Its strength lies in identifying potentially damaged structures from the large pool of objects. This efficient pre-assessment method shows potential for opening a new business field for geodesists.
Geodätisches Monitoring spielt in der Instandhaltung von Infrastrukturbauwerken eine entscheidende Rolle. Wird ein Bauwerk infolge einer handnahen Prüfung als kritisch bewertet, wird in der Regel das Verformungsverhalten des Bauwerks überwacht. Stationäre Messungen mit Totalstationen sind der Stand der Technik, erweisen sich aber als zu zeit- und kostenintensiv für eine großflächige Anwendung. In diesem Artikel wird aufgezeigt, welchen Beitrag mobiles Laserscanning für die objektive Zustandsbewertung von Stützbauwerken liefern kann. Heute sind fahrzeuggebundene, mobile Laserscanning Systeme von verschiedenen Herstellern kommerziell erhältlich. Diese High-End Messsysteme ermöglichen es, Punktwolken im Vorbeifahren mit bis zu 100 km/h zu erfassen. Die produzierten Datenmengen sind enorm und erfordern daher weitest gehende Automatisierung in der Auswertung, um die Effizienz des gesamten Workflows zu gewährleisten. In mehrjähriger Forschungsarbeit wurden insgesamt acht Kampagnen mit vier verschiedenen Messsystemen zur Vermessung von 24 Stützbauwerken durchgeführt. Die Genauigkeit der Methode erwies sich als sehr stark abhängig von der Qualität der direkten Georeferenzierung. Im alpinen Raum wurden Schwankungen von 10 cm innerhalb von 200 m festgestellt. Durch Anwendung einer neuen Registrierungsmethode konnten Punktwolken auf besser als 1 cm in Deckung gebracht werden. Restfehler im Millimeterbereich sind auf die Aufnahmebedingungen und die Objektbeschaffenheit zurückzuführen. Die Methode aus rascher Datenaufnahme und intelligenter Auswertung zeigt vielversprechendes Potenzial für großflächiges Deformationsmonitoring. Sie eignet sich nicht als Ersatz für Totalstationsmessungen, sondern viel mehr zum Aufspüren von potenziell, geschädigten Bauwerken. Diese effiziente „Vorprüfung“ bietet das Potenzial neue Geschäftsfelder für die geodätische Community zu erschließen.
Abstract
Geodetic monitoring is a special measure in infrastructure maintece. In general, inspection engineers assess the structural condition visually and decide whether total stations measurements are necessary to observe the structural behavior. The established method proved accurate and reliable but too cost- and time expensive for a large-scale application. This article analyses the potential of mobile laser scanning for providing an objective data basis for safety and condition assessment of retaining walls. Mobile laser scanning is an emerging technology that enables rapid data collection with up to 100 km/h. Today, there are a number of commercial systems available from different manufacturers. Such systems gather data efficiently and produce large amounts of data. Hence, highly automated processing steps are essential to achieve overall efficiency of the method. In multiple years of research, 24 retaining walls were captured using four different systems in eight measurement campaigns. The quality of the point clouds depends heavily on the geo-referencing quality. In alpine settings, variations reach up to 10 cm within 200 m, producing deformed point clouds. A new registration method accounts for these time-variable errors and aligns two point clouds better than 1 cm under good conditions. The remaining error pattern depends on the acquisition geometry and on surface properties. While the method shows great potential for large-scale monitoring, it does not aim to replace geodetic monitoring with total stations. Its strength lies in identifying potentially damaged structures from the large pool of objects. This efficient pre-assessment method shows potential for opening a new business field for geodesists.
Keywords/Schlüsselwörter
Mobiles Laserscanning Deformationsmonitoring Infrastrukturbauwerke Big Data Qualitätskontrolle
Mobiles Laserscanning Deformationsmonitoring Infrastrukturbauwerke Big Data Qualitätskontrolle
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VGI_202209_Kalenjuk.pdf
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Flächenhaftes Monitoring an einer Freiformbrücke der Koralmbahn
Kurzfassung
Im Rahmen eines neuen Bauverfahrens einer Wildbrücke für die Koralmbahn des ÖBB – Bauabschnitts Aich - Mittlern ist der Forschungsbereich Ingenieurgeodäsie an der TU Wien mit der baubegleitenden geometrischen Erfassung und Auswertung des Objekts betraut worden. Dabei lautet die gestellte Hauptanforderung: Entwicklung eines redundanten und autarken Monitoringsystems, das flächenhafte Veränderungen der Geometrie während der einzelnen Bauphasen detektiert und ein geometrisches Ist-Modell auf Basis einer Freiformflächen für strukturmechanische Berechnungen zur Verfügung stellt.
Abstract
During the construction process of a deer pass at the ÖBB Koralmbahn – construction stage Aich - Mittlern, over a new two-lane railway track, the research group engineering geodesy of the TU Wien provides the geometric monitoring. The main task was to develop a redundant and independent monitoring system to detect surface-based deviations between the different construction processes and to produce a geometric model based on freeform surfaces for the structural analysis.
Im Rahmen eines neuen Bauverfahrens einer Wildbrücke für die Koralmbahn des ÖBB – Bauabschnitts Aich - Mittlern ist der Forschungsbereich Ingenieurgeodäsie an der TU Wien mit der baubegleitenden geometrischen Erfassung und Auswertung des Objekts betraut worden. Dabei lautet die gestellte Hauptanforderung: Entwicklung eines redundanten und autarken Monitoringsystems, das flächenhafte Veränderungen der Geometrie während der einzelnen Bauphasen detektiert und ein geometrisches Ist-Modell auf Basis einer Freiformflächen für strukturmechanische Berechnungen zur Verfügung stellt.
Abstract
During the construction process of a deer pass at the ÖBB Koralmbahn – construction stage Aich - Mittlern, over a new two-lane railway track, the research group engineering geodesy of the TU Wien provides the geometric monitoring. The main task was to develop a redundant and independent monitoring system to detect surface-based deviations between the different construction processes and to produce a geometric model based on freeform surfaces for the structural analysis.
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VGI_201811_Schmitt.pdf
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Monitoring Tectonic Processes in Eastern Austria based on GNSS-dervied site velocities
Kurzfassung
Nach wie vor andauernde tektonische Prozesse in den Ostalpen führen zu einer Extrusion von Teilen der Ostalpen in Richtung des Pannonischen Beckens und der Karpaten. Das Projekt ALPAACT (seismological and geodetic monitoring of ALpine-PAnnonian ACtive Tectonics) untersucht innerplattentektonische Bewegungen in Österreich. Im Rahmen der Studien wurde ein geodätisch abgeleitetes horizontales Geschwindigkeitsfeld generiert. Das prozessierte GNSS Netz befindet sich im östlichen Teil Österreichs, zwischen der Böhmischen Masse im Norden und dem Steirischen Becken im Süden und erstreckt sich somit über die seismisch aktivsten Bereiche des Untersuchungsgebietes. Für eine Auswahl von ca. 20 permanenten GNSS Beobachtungsstationen wurden bisher Koordinatenzeitreihen über eine Periode von 4 Jahren (2010 bis 2013) mittels der Software Bernese berechnet. Die Koordinatenzeitreihen beziehen sich auf den globalen Referenzrahmen ITRF2000. Anhand einer linearen Regression wurden Stationsgeschwindigkeiten abgeleitet. Die Qualität der Zeitreihen kann durch Datenlücken sowie Abschattungen an den Referenzstationen beeinträchtigt werden, wobei signifikante Diskontinuitäten vor allem durch Hardwarewechsel an den Beobachtungsstationen verursacht werden. Neben den linearen Stationsbewegungen treten in den Zeitserien auch nichtlineare Variationen mit überwiegend jährlichen Perioden auf. Trotzdem kann von einer äußeren Genauigkeit im Bereich von 0.5 mm/Jahr für die geschätzten Geschwindigkeiten der einzelnen Stationen ausgegangen werden. Die Ergebnisse der geodätischen Beobachtungen sind konsistent mit der Geschwindigkeit im sub-mm/Jahr Bereich und entsprechen einer sinistralen Seitenverschiebung entlang des Störungssystems des Mur-Mürztals, des Semmerings und des Wiener Beckens. Die Magnitude der Deformationsgeschwindigkeit ist signifikant kleiner als die Ergebnisse, welche aus frühen großräumigen GNSS Kampagnen stammen und stellt somit einen wichtigen Beitrag zur Beschreibung der plattentektonischen Situation und einer realistischen Abschätzung des Erdbebenrisikos im Untersuchungsgebiet dar.
Abstract
Still ongoing tectonic processes over the Eastern Alps lead to the extrusion of parts of the Eastern Alps towards the Pannonian basin and the Carpathians. The project ALPAACT investigates intra plate movements in the Austrian region. As part of the studies a geodetically derived horizontal velocity field has been derived. For a selection of about 20 sites of a permanent GNSS network, which covers the area of interest, coordinate time series have been obtained. The processed GNSS network is located in the eastern part of Austria, between the Bohemian Massif in the north and the Styrian basin in the south and spreads out over the most active zones of the area. The data series span a period of 4 years (2010 to 2013) so far. Daily coordinate solutions were calculated by means of the Bernese Software and station velocities with respect to the global reference frame ITRF2000 have been derived by means of a linear regression approach. The quality of the time series can evidently be deteriorated by data gaps and physical obstructions surrounding the reference site, significant discontinuities are mainly caused by equipment changes at the observation sites. Apart from the linear station motion also nonlinear variations with predominately an annual period show up in the time series. Nevertheless the accuracy of the provided global velocity estimates can be assumed with accuracy at the level of 0.5 mm/y for individual stations. The geodetic data are consistent with a sinistral strike-slip deformation velocity of sub-mm/y along the Mur-Mürz valley-Semmering-Vienna Basin transfer fault system. The magnitude of the deformation velocity is significantly lower than values derived earlier from large scale GNSS networks and essential for the characterization of the plate tectonic regime and a realistic estimate of seismic hazard in this area.
Nach wie vor andauernde tektonische Prozesse in den Ostalpen führen zu einer Extrusion von Teilen der Ostalpen in Richtung des Pannonischen Beckens und der Karpaten. Das Projekt ALPAACT (seismological and geodetic monitoring of ALpine-PAnnonian ACtive Tectonics) untersucht innerplattentektonische Bewegungen in Österreich. Im Rahmen der Studien wurde ein geodätisch abgeleitetes horizontales Geschwindigkeitsfeld generiert. Das prozessierte GNSS Netz befindet sich im östlichen Teil Österreichs, zwischen der Böhmischen Masse im Norden und dem Steirischen Becken im Süden und erstreckt sich somit über die seismisch aktivsten Bereiche des Untersuchungsgebietes. Für eine Auswahl von ca. 20 permanenten GNSS Beobachtungsstationen wurden bisher Koordinatenzeitreihen über eine Periode von 4 Jahren (2010 bis 2013) mittels der Software Bernese berechnet. Die Koordinatenzeitreihen beziehen sich auf den globalen Referenzrahmen ITRF2000. Anhand einer linearen Regression wurden Stationsgeschwindigkeiten abgeleitet. Die Qualität der Zeitreihen kann durch Datenlücken sowie Abschattungen an den Referenzstationen beeinträchtigt werden, wobei signifikante Diskontinuitäten vor allem durch Hardwarewechsel an den Beobachtungsstationen verursacht werden. Neben den linearen Stationsbewegungen treten in den Zeitserien auch nichtlineare Variationen mit überwiegend jährlichen Perioden auf. Trotzdem kann von einer äußeren Genauigkeit im Bereich von 0.5 mm/Jahr für die geschätzten Geschwindigkeiten der einzelnen Stationen ausgegangen werden. Die Ergebnisse der geodätischen Beobachtungen sind konsistent mit der Geschwindigkeit im sub-mm/Jahr Bereich und entsprechen einer sinistralen Seitenverschiebung entlang des Störungssystems des Mur-Mürztals, des Semmerings und des Wiener Beckens. Die Magnitude der Deformationsgeschwindigkeit ist signifikant kleiner als die Ergebnisse, welche aus frühen großräumigen GNSS Kampagnen stammen und stellt somit einen wichtigen Beitrag zur Beschreibung der plattentektonischen Situation und einer realistischen Abschätzung des Erdbebenrisikos im Untersuchungsgebiet dar.
Abstract
Still ongoing tectonic processes over the Eastern Alps lead to the extrusion of parts of the Eastern Alps towards the Pannonian basin and the Carpathians. The project ALPAACT investigates intra plate movements in the Austrian region. As part of the studies a geodetically derived horizontal velocity field has been derived. For a selection of about 20 sites of a permanent GNSS network, which covers the area of interest, coordinate time series have been obtained. The processed GNSS network is located in the eastern part of Austria, between the Bohemian Massif in the north and the Styrian basin in the south and spreads out over the most active zones of the area. The data series span a period of 4 years (2010 to 2013) so far. Daily coordinate solutions were calculated by means of the Bernese Software and station velocities with respect to the global reference frame ITRF2000 have been derived by means of a linear regression approach. The quality of the time series can evidently be deteriorated by data gaps and physical obstructions surrounding the reference site, significant discontinuities are mainly caused by equipment changes at the observation sites. Apart from the linear station motion also nonlinear variations with predominately an annual period show up in the time series. Nevertheless the accuracy of the provided global velocity estimates can be assumed with accuracy at the level of 0.5 mm/y for individual stations. The geodetic data are consistent with a sinistral strike-slip deformation velocity of sub-mm/y along the Mur-Mürz valley-Semmering-Vienna Basin transfer fault system. The magnitude of the deformation velocity is significantly lower than values derived earlier from large scale GNSS networks and essential for the characterization of the plate tectonic regime and a realistic estimate of seismic hazard in this area.
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VGI_201536_Umnig.pdf
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Naturgefahrenmonitoring alpiner Prozesse aus multitemporalen UAV- und LIDAR-Daten - Erfahrungen im praktischen Einsatz
Kurzfassung
UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) bieten mit hochauflösender Luftbildfotografie eine optimale Maßstabsergänzung zwischen bewährten terrestrischen und luftgestützten Aufnahmemethoden. Der alpine Raum stellt mit starken Reliefunterschieden, schwieriger Topographie und oft unzugänglichen Flächen den Einsatz moderner Kopter- und Flächen-UAVs vor neue Herausforderungen. Erfahrungen beim Einsatz und der Auswertung von UAVs im Zusammenhang mit der Dokumentation von Naturgefahren werden anhand verschiedener Einsatzszenarien (Steinschlag, Holzeintrag in Wildbach, Volumensbestimmung eines Rückhaltebeckens) aufgezeigt und diskutiert.
Abstract
UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) with their potential for high-resolution aerial imaging proved to be an ideal complement to close the metrological gap between terrestrial (close-range) and airborne photogrammetric platforms.Alpine areas with their varying relief and complex topography also lead modern copters and plane UAVs into definitive challenges regarding unapproachable areas. Experiences with the flight operation and the evaluation of data for the documentation of natural hazards are shown and various mission scenarios (falling rocks, wood impact into mountain torrent, volume estimation of retention pool) are discussed.
UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) bieten mit hochauflösender Luftbildfotografie eine optimale Maßstabsergänzung zwischen bewährten terrestrischen und luftgestützten Aufnahmemethoden. Der alpine Raum stellt mit starken Reliefunterschieden, schwieriger Topographie und oft unzugänglichen Flächen den Einsatz moderner Kopter- und Flächen-UAVs vor neue Herausforderungen. Erfahrungen beim Einsatz und der Auswertung von UAVs im Zusammenhang mit der Dokumentation von Naturgefahren werden anhand verschiedener Einsatzszenarien (Steinschlag, Holzeintrag in Wildbach, Volumensbestimmung eines Rückhaltebeckens) aufgezeigt und diskutiert.
Abstract
UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) with their potential for high-resolution aerial imaging proved to be an ideal complement to close the metrological gap between terrestrial (close-range) and airborne photogrammetric platforms.Alpine areas with their varying relief and complex topography also lead modern copters and plane UAVs into definitive challenges regarding unapproachable areas. Experiences with the flight operation and the evaluation of data for the documentation of natural hazards are shown and various mission scenarios (falling rocks, wood impact into mountain torrent, volume estimation of retention pool) are discussed.
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VGI_201309_Ragg.pdf
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Schüttvolumenbestimmung einer Zwischenlagerdeponie mit twinGEO-UAVs. Ein Praxisbericht, von der Datengewinnung bis zur Auswertung und Dokumentation
Kurzfassung
Elektrisch betriebene Mini UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) sind kostengünstige und leistungsstarke Messinstrumente für die Gewinnung von hochauflösenden GeoDaten. Das System twinGEO bietet eine Komplettlösung für die Erfassung und Auswertung im Bereich der Nahbereichsphotogrammetrie. Am Beispiel einer Zwischenlagerdeponie in Ampass, Tirol wird der gesamte Arbeitsablauf, von der Projektvorbereitung, Flugplanung, Befliegung, photogrammetrischen Auswertung, Volumsberechnungen und Lageplanerstellung aufgezeigt und vom praktischen Standpunkt beurteilt.
Abstract
UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) are cost effective survey-tools for the acquisition of high resolution geospatial data.The twinGEO solution provides excellent tools for data acquisition and -exploitation for the whole workflow in close range photogrammetry. For a disposal site in Ampass, Tyrol the workflow of applying this system in collecting aerial images, calculating terrain models, mass calculation and documentation are illustrated and assessed based on practical experience.
Elektrisch betriebene Mini UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) sind kostengünstige und leistungsstarke Messinstrumente für die Gewinnung von hochauflösenden GeoDaten. Das System twinGEO bietet eine Komplettlösung für die Erfassung und Auswertung im Bereich der Nahbereichsphotogrammetrie. Am Beispiel einer Zwischenlagerdeponie in Ampass, Tirol wird der gesamte Arbeitsablauf, von der Projektvorbereitung, Flugplanung, Befliegung, photogrammetrischen Auswertung, Volumsberechnungen und Lageplanerstellung aufgezeigt und vom praktischen Standpunkt beurteilt.
Abstract
UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) are cost effective survey-tools for the acquisition of high resolution geospatial data.The twinGEO solution provides excellent tools for data acquisition and -exploitation for the whole workflow in close range photogrammetry. For a disposal site in Ampass, Tyrol the workflow of applying this system in collecting aerial images, calculating terrain models, mass calculation and documentation are illustrated and assessed based on practical experience.
Keywords/Schlüsselwörter
UAV-Komplettsystem Photogrammetrie Volumensbestimmung Dokumentation Monitoring
UAV-Komplettsystem Photogrammetrie Volumensbestimmung Dokumentation Monitoring
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VGI_201312_Neuner.pdf
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Erfassung von hochfrequenten und langfristigen Deformationsprozessen mit terrestrischer Mikrowelleninterferometrie
Kurzfassung
In den letzten 10 Jahren hat sich die terrestrische Mikrowelleninterferometrie zu einem wichtigen Instrument bei der Beobachtung von Massenbewegungen und Bauwerken entwickelt. Das Messverfahren ermöglicht sowohl das wiederholte Erfassen von langfristigen Deformationen flächenhafter Objekte (2D), als auch die Bestimmung von hochfrequenten Bewegungen eines Profils (1D). Dieser Vortrag stellt die technischen und physikalischen Grundlagen des Mess- und Auswerteverfahrens dar und zeigt drei Anwendungsbeispiele. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technik sind vielfältig und reichen von der Bestimmung von modalen Parametern (Eigenfrequenz, Eigenform, Dämpfung) von Bauwerken wie Brücken und Türmen bis hin zu Monitoring von Bewegungen im Bergbau, an Hangrutschungen, Gletschern, Vulkanen und Staudämmen. Die wesentlichen Vorteile der Technik gegenüber herkömmlichen Verfahren sind das berührungslose Messen (d.h. kein Zugang zum Objekt ist erforderlich), sowie die Unabhängigkeit von Tageslicht und Wetterverhältnissen.
Abstract
Terrestrial microwave interferometry has become an important instrument for displacement monitoring in the past ten years. Here, the principles of the microwave interferometer IBIS (Image by Interferometric Survey) are presented, as well as its advantages and disadvantages compared to common monitoring techniques. IBIS can be operated in two modes: IBIS-S is a microwave interferometer capable of high frequency displacement monitoring of buildings and structures (up to 200 Hz); IBIS-L is a ground-based SAR for long-term displacement monitoring of buildings and natural phenomena as landslides, glaciers, etc. Exemplary three applications are presented, to show the achievable accuracies and resolution, as well as the variety of possible applications of this technology.
In den letzten 10 Jahren hat sich die terrestrische Mikrowelleninterferometrie zu einem wichtigen Instrument bei der Beobachtung von Massenbewegungen und Bauwerken entwickelt. Das Messverfahren ermöglicht sowohl das wiederholte Erfassen von langfristigen Deformationen flächenhafter Objekte (2D), als auch die Bestimmung von hochfrequenten Bewegungen eines Profils (1D). Dieser Vortrag stellt die technischen und physikalischen Grundlagen des Mess- und Auswerteverfahrens dar und zeigt drei Anwendungsbeispiele. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technik sind vielfältig und reichen von der Bestimmung von modalen Parametern (Eigenfrequenz, Eigenform, Dämpfung) von Bauwerken wie Brücken und Türmen bis hin zu Monitoring von Bewegungen im Bergbau, an Hangrutschungen, Gletschern, Vulkanen und Staudämmen. Die wesentlichen Vorteile der Technik gegenüber herkömmlichen Verfahren sind das berührungslose Messen (d.h. kein Zugang zum Objekt ist erforderlich), sowie die Unabhängigkeit von Tageslicht und Wetterverhältnissen.
Abstract
Terrestrial microwave interferometry has become an important instrument for displacement monitoring in the past ten years. Here, the principles of the microwave interferometer IBIS (Image by Interferometric Survey) are presented, as well as its advantages and disadvantages compared to common monitoring techniques. IBIS can be operated in two modes: IBIS-S is a microwave interferometer capable of high frequency displacement monitoring of buildings and structures (up to 200 Hz); IBIS-L is a ground-based SAR for long-term displacement monitoring of buildings and natural phenomena as landslides, glaciers, etc. Exemplary three applications are presented, to show the achievable accuracies and resolution, as well as the variety of possible applications of this technology.
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VGI_201206_Becker.pdf
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Terrestrisches Laser Scanning in den Alpen mit dem RIEGL VZ-4000 - für Geländeerfassung, Hangrutschungsüberwachung und Gletschermonitoring
Kurzfassung
Seit Jahren sind Laserscanner in der Landvermessung etabliert. Um sie auch für die Geländeerfassung und -überwachung im alpinen Raum effizient einsetzen zu können, sind vor allem hohe Reichweiten und Messraten erforderlich. Mit dem neu entwickelten terrestrischen Laserscanner RIEGL VZ-4000 steht nun erstmalig ein Messgerät zur Verfügung, das diese Kriterien erfüllt und dabei auch noch einen augensicheren Laser nutzt. Der Scanner weist eine Reichweite von vier Kilometer und eine Messrate von bis zu 147.000 Messungen pro Sekunde auf. Die Integration von GPS-Empfänger, Kompass und Neigungssensoren ermöglicht die Registrierung der Scandaten ohne den Einsatz künstlicher Zielmarken, was Planung und Durchführung von Feldeinsätzen signifikant erleichtert. Das Einfärben der erzeugten Punktwolke erfolgt mittels der eingebauten kalibrierten Kamera. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der zugrundeliegenden Messtechnik, wie der Digitalisierung der Echosignale und dem dadurch ermöglichten Online Waveform Processing. Dieses Verfahren bietet dem Anwender neben einer höheren Genauigkeit auch die Möglichkeit der Mehrzielfähigkeit, was die Durchdringung von Vegetation erlaubt. Weiters wird neben der kalibrierten Amplitude mit dem Reflexionsgrad eine entfernungsabhängige Eigenschaft der Zielobjekte bestimmt. Wir diskutieren das Potential von digitalisierenden Laserscannern für verschiedene Vermessungsaufgaben und geben einen Ausblick auf zukünftige Weiterentwicklungen dieser Geräteserie.
Abstract
Laser scanners have been well established in surveying applications since several years. For the realization of efficient surveying and monitoring missions in alpine regions long range instruments with high scanning rates are obligatory. With the new RIEGL VZ-4000 there is a laser scanner available fully satisfying these requirements using an eye safe laser. The scanner is capable of up to 4,000 m range and 147,000 measurements per second. On-board inclination sensors, integrated compass and GPS receiver with antenna allow for scan data registration without the use of artificial reflective targets, thus reducing the expense for field missions significantly. A built-in calibrated digital camera provides additional information required for true colour representation of the scandata. This article gives an insight into the applied state-of-the-art measuring technique, like echo digitization and online waveform processing, which result in an increased accuracy as well as an excellent multi target capability for high penetration of obstructions (e.g. vegetation). Furthermore additional attributes of the targets like calibrated amplitude and reflectance can be derived. We will discuss the potential of digitizing laser scanners for various surveying applications and provide an outlook to further developments such as measuring on snow and ice.
Seit Jahren sind Laserscanner in der Landvermessung etabliert. Um sie auch für die Geländeerfassung und -überwachung im alpinen Raum effizient einsetzen zu können, sind vor allem hohe Reichweiten und Messraten erforderlich. Mit dem neu entwickelten terrestrischen Laserscanner RIEGL VZ-4000 steht nun erstmalig ein Messgerät zur Verfügung, das diese Kriterien erfüllt und dabei auch noch einen augensicheren Laser nutzt. Der Scanner weist eine Reichweite von vier Kilometer und eine Messrate von bis zu 147.000 Messungen pro Sekunde auf. Die Integration von GPS-Empfänger, Kompass und Neigungssensoren ermöglicht die Registrierung der Scandaten ohne den Einsatz künstlicher Zielmarken, was Planung und Durchführung von Feldeinsätzen signifikant erleichtert. Das Einfärben der erzeugten Punktwolke erfolgt mittels der eingebauten kalibrierten Kamera. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der zugrundeliegenden Messtechnik, wie der Digitalisierung der Echosignale und dem dadurch ermöglichten Online Waveform Processing. Dieses Verfahren bietet dem Anwender neben einer höheren Genauigkeit auch die Möglichkeit der Mehrzielfähigkeit, was die Durchdringung von Vegetation erlaubt. Weiters wird neben der kalibrierten Amplitude mit dem Reflexionsgrad eine entfernungsabhängige Eigenschaft der Zielobjekte bestimmt. Wir diskutieren das Potential von digitalisierenden Laserscannern für verschiedene Vermessungsaufgaben und geben einen Ausblick auf zukünftige Weiterentwicklungen dieser Geräteserie.
Abstract
Laser scanners have been well established in surveying applications since several years. For the realization of efficient surveying and monitoring missions in alpine regions long range instruments with high scanning rates are obligatory. With the new RIEGL VZ-4000 there is a laser scanner available fully satisfying these requirements using an eye safe laser. The scanner is capable of up to 4,000 m range and 147,000 measurements per second. On-board inclination sensors, integrated compass and GPS receiver with antenna allow for scan data registration without the use of artificial reflective targets, thus reducing the expense for field missions significantly. A built-in calibrated digital camera provides additional information required for true colour representation of the scandata. This article gives an insight into the applied state-of-the-art measuring technique, like echo digitization and online waveform processing, which result in an increased accuracy as well as an excellent multi target capability for high penetration of obstructions (e.g. vegetation). Furthermore additional attributes of the targets like calibrated amplitude and reflectance can be derived. We will discuss the potential of digitizing laser scanners for various surveying applications and provide an outlook to further developments such as measuring on snow and ice.
Keywords/Schlüsselwörter
Terrestrisches Laserscanning Mehrzielfähigkeit Multiple Time Around Monitoring Terrainfilter
Terrestrisches Laserscanning Mehrzielfähigkeit Multiple Time Around Monitoring Terrainfilter
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VGI_201209_Gaisecker.pdf
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Kartographie - eine selbständige, integrative und spannende Wissenschaft
Kurzfassung
Ausgehend von kartographiehistorischen Darlegungen und wissenschaftstheoretischen Überlegungen wird versucht, anhand einiger Beispiele den integrativen Charakter der Geodatenvisualisierung zu beleuchten. Dabei spielen Datenerfassung, -prozessierung und -analyse ebenso eine Rolle wie eine optimierte nutzergerechte Darstellung. Die vorgestellten Anwendungsprojekte reichen von TLS-basierten unterirdischen 3D-Kartierungen in den Alpen bis zu multitemporalen dreidimensionalen Auswertungen von satellitenbasierten Gletscheraufnahmen für die Hochgebirge Zentralasiens.
Abstract
Taking statements about the early history of cartography and epistemological reflections as an outset, the author tries to illuminate the integrative character of geodata visualization giving some exemplary cases. They show the role of data acquisition, data processing and data analysis and, first of all, a user-friendly visualisation. The presented application projects reach from TLS-based subterraneous 3D mapping in the Alps to multitemporal three-dimensional analyses of spaceborne glacier imagery for the high-mountain ranges of Central Asia.
Ausgehend von kartographiehistorischen Darlegungen und wissenschaftstheoretischen Überlegungen wird versucht, anhand einiger Beispiele den integrativen Charakter der Geodatenvisualisierung zu beleuchten. Dabei spielen Datenerfassung, -prozessierung und -analyse ebenso eine Rolle wie eine optimierte nutzergerechte Darstellung. Die vorgestellten Anwendungsprojekte reichen von TLS-basierten unterirdischen 3D-Kartierungen in den Alpen bis zu multitemporalen dreidimensionalen Auswertungen von satellitenbasierten Gletscheraufnahmen für die Hochgebirge Zentralasiens.
Abstract
Taking statements about the early history of cartography and epistemological reflections as an outset, the author tries to illuminate the integrative character of geodata visualization giving some exemplary cases. They show the role of data acquisition, data processing and data analysis and, first of all, a user-friendly visualisation. The presented application projects reach from TLS-based subterraneous 3D mapping in the Alps to multitemporal three-dimensional analyses of spaceborne glacier imagery for the high-mountain ranges of Central Asia.
Keywords/Schlüsselwörter
Kartographie Epistemologie Terrestrisches Laserscanning Fotorealistische 3D-Modelle 3DVisualisierung Höhlenvisualisierung Gletscher-Monitoring
Kartographie Epistemologie Terrestrisches Laserscanning Fotorealistische 3D-Modelle 3DVisualisierung Höhlenvisualisierung Gletscher-Monitoring
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VGI_201105_Buchroithner.pdf
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Realisierung und Monitoring von ETRS89 in Österreich
Kurzfassung
Koordinatenbezugssysteme für Vermessung, Kataster und Geo-Wissenschaften wurden in den letzten 25 Jahren durch die Einbeziehung von Satellitenmessungen gravierend verändert. Die globale Vernetzung und länderübergreifende Projekte machten die Einführung eines 3-D Referenzsystems erforderlich. Gemeinsam mit den meisten anderen europäischen Ländern hat das Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) beschlossen, das European Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89) als nationales 3-D Bezugssystem zu nutzen. Mit der Fertigstellung des Echtzeitdienstes APOS (Austrian Positioning Service) ist die permanente Realisierung von ETRS89 in Österreich gewährleistet. Im Beitrag wird ein Überblick über die Realisierung von ETRS89 gegeben. Es versteht sich von selbst, dass neben der Realisierung ein permanentes Monitoring eine entscheidende Aufgabe darstellt, um die Qualität der Realisierung sicher zu stellen. Über die Vorgangsweise beim Monitoring, sowie die sich daraus ergebenden Konsequenzen in Hinblick auf die Stabilität der Koordinaten wird berichtet. Abschließend wird die Nutzung von ETRS89 in Zusammenhang mit der EU-Richtlinie INSPIRE dargestellt.
Abstract
The generation of coordinate reference systems for geodesy, surveying and geo-sciences has been strongly changed by the use of satellite measurements over the last 25 years. 3-D reference systems are necessary to provide a common base for regional and global projects. The Federal Office of Metrology and Surveying (BEV) decided to use ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989) as the official 3-D system. The newly established Austrian Positioning Service (APOS) is used to implement ETRS89 in Austria. This article intends to give a survey of the implementation process of ETRS89 in Austria. Once realized, permanent monitoring is necessary to secure quality standard. In this article the monitoring process will be described and the necessity of coordinate stability as well as the consequences of possible changes in coordinates will be discussed. Finally the use of ETRS89 data within INSPIRE, the EU directive, will be referred to.
Koordinatenbezugssysteme für Vermessung, Kataster und Geo-Wissenschaften wurden in den letzten 25 Jahren durch die Einbeziehung von Satellitenmessungen gravierend verändert. Die globale Vernetzung und länderübergreifende Projekte machten die Einführung eines 3-D Referenzsystems erforderlich. Gemeinsam mit den meisten anderen europäischen Ländern hat das Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) beschlossen, das European Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89) als nationales 3-D Bezugssystem zu nutzen. Mit der Fertigstellung des Echtzeitdienstes APOS (Austrian Positioning Service) ist die permanente Realisierung von ETRS89 in Österreich gewährleistet. Im Beitrag wird ein Überblick über die Realisierung von ETRS89 gegeben. Es versteht sich von selbst, dass neben der Realisierung ein permanentes Monitoring eine entscheidende Aufgabe darstellt, um die Qualität der Realisierung sicher zu stellen. Über die Vorgangsweise beim Monitoring, sowie die sich daraus ergebenden Konsequenzen in Hinblick auf die Stabilität der Koordinaten wird berichtet. Abschließend wird die Nutzung von ETRS89 in Zusammenhang mit der EU-Richtlinie INSPIRE dargestellt.
Abstract
The generation of coordinate reference systems for geodesy, surveying and geo-sciences has been strongly changed by the use of satellite measurements over the last 25 years. 3-D reference systems are necessary to provide a common base for regional and global projects. The Federal Office of Metrology and Surveying (BEV) decided to use ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989) as the official 3-D system. The newly established Austrian Positioning Service (APOS) is used to implement ETRS89 in Austria. This article intends to give a survey of the implementation process of ETRS89 in Austria. Once realized, permanent monitoring is necessary to secure quality standard. In this article the monitoring process will be described and the necessity of coordinate stability as well as the consequences of possible changes in coordinates will be discussed. Finally the use of ETRS89 data within INSPIRE, the EU directive, will be referred to.
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VGI_201007_Titz.pdf
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Kalibrierung eines dreidimensionalen Finite-Differenzen-Modells einer Massenbewegung mithilfe der adaptiven Kalman-Filtertechnik
Kurzfassung
Massenbewegungen treten insbesondere in gebirgigen Regionen verstärkt auf und stellen häufig eine Gefahr für Mensch und Infrastruktur dar. Für die Untersuchung solcher geodynamischen Prozesse werden heute oftmals numerische Modelle verwendet, die das Verhalten des Untergrundes simulieren. Die Anpassung solcher Modelle an in situ-Messdaten geschieht jedoch häufig durch unsicheres "trial and error". Einen Genauigkeitsgewinn und die statistische Beurteilung der Modellanpassung verspricht hier die adaptive Kalman-Filtertechnik. Diese erlaubt die optimale Schätzung des Zustands des Systems "Rutschhang" und kann auch zur Prädiktion des künftigen Hangverhaltens eingesetzt werden. Nachfolgend soll die Entwicklung eines adaptiven Kalman-Filters anhand einer noch simulierten Testböschung erläutert werden. Die Methode der Modellkalibrierung soll später auf das Modell eines realen Untersuchungsobjekts angewendet werden, und zusammen mit den erfassten Monitoringdaten die Grundlage für ein wissensbasiertes Alarmsystem für Massenbewegungen schaffen.
Abstract
Mass movements especially appear in mountainous regions and often cause dangerous situations for men and infrastructure. Today, the analysis of such geodynamic processes is commonly done by numerical modelling to simulate the behaviour of bedrock. The adjustment of such models with measured data is usually done by statistically non assured "trial and error" methods. Adaptive Kalman-filtering can be used to increase accuracy and enable the statistical evaluation of the adaptation results. The optimal estimation of relevant system quantities and the prediction of the future slope behaviour are possible. The application of an adaptive Kalman filter to a still simulated test slope is described below. The calibration method will be applied to a model of a real slope being the basis for a knowledge-based alarm system for mass movements.
Massenbewegungen treten insbesondere in gebirgigen Regionen verstärkt auf und stellen häufig eine Gefahr für Mensch und Infrastruktur dar. Für die Untersuchung solcher geodynamischen Prozesse werden heute oftmals numerische Modelle verwendet, die das Verhalten des Untergrundes simulieren. Die Anpassung solcher Modelle an in situ-Messdaten geschieht jedoch häufig durch unsicheres "trial and error". Einen Genauigkeitsgewinn und die statistische Beurteilung der Modellanpassung verspricht hier die adaptive Kalman-Filtertechnik. Diese erlaubt die optimale Schätzung des Zustands des Systems "Rutschhang" und kann auch zur Prädiktion des künftigen Hangverhaltens eingesetzt werden. Nachfolgend soll die Entwicklung eines adaptiven Kalman-Filters anhand einer noch simulierten Testböschung erläutert werden. Die Methode der Modellkalibrierung soll später auf das Modell eines realen Untersuchungsobjekts angewendet werden, und zusammen mit den erfassten Monitoringdaten die Grundlage für ein wissensbasiertes Alarmsystem für Massenbewegungen schaffen.
Abstract
Mass movements especially appear in mountainous regions and often cause dangerous situations for men and infrastructure. Today, the analysis of such geodynamic processes is commonly done by numerical modelling to simulate the behaviour of bedrock. The adjustment of such models with measured data is usually done by statistically non assured "trial and error" methods. Adaptive Kalman-filtering can be used to increase accuracy and enable the statistical evaluation of the adaptation results. The optimal estimation of relevant system quantities and the prediction of the future slope behaviour are possible. The application of an adaptive Kalman filter to a still simulated test slope is described below. The calibration method will be applied to a model of a real slope being the basis for a knowledge-based alarm system for mass movements.
Keywords/Schlüsselwörter
Massenbewegung Monitoring numerische Modellierung Finite-Differenzen-Methode adaptives Kalman-Filter Parameterschätzung
Massenbewegung Monitoring numerische Modellierung Finite-Differenzen-Methode adaptives Kalman-Filter Parameterschätzung
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VGI_201008_Schmalz.pdf
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Entwicklung einer langarmigen faseroptischen Strain-Rosette zum Monitoring eines Rutschhanges
Kurzfassung
Sensoren faseroptischer Messsysteme können direkt in Objekte eingebettet werden und liefern Informationen über das Verhalten aus dem Inneren des Objektes. Für eine Anwendung zum Monitoring eines Rutschhanges wurde eine langarmige Strain-Rosette entwickelt. Herausforderungen dabei waren die zur Untersuchung des Rutschverhaltens notwendige hohe Präzision der verwendeten interferometrischen SOFO-Systeme (2 µm für statische Messungen und 10 nm für dynamische Messungen bei 1 kHz) und die dadurch bedingte mangelnde Möglichkeit, durchgreifende Kontrollmessungen im Feld durchzuführen. Herkömmliche geodätische Messsysteme sind dafür zu ungenau (etwa Faktor 10). Bei der Einbettung der Sensoren in den Rutschhang war aber auch die repräsentative Verankerung der Sensoren mit dem Erdmaterial kritisch. Ziel der Untersuchung ist es, mit statischen und dynamischen Messungen Informationen über das lokale Verformungsverhalten zu erhalten, die bei der Erforschung der Ursache der tiefreichenden Massenbewegung von großer Bedeutung sind. In dieser Arbeit wird insbesondere auf die Entwicklung und den Test der Strain-Rosette eingegangen und die hohe Leistungsfähigkeit der Rosette anhand von Experimenten gezeigt.
Abstract
Fiberoptic sensors may easily be embedded into a structure and thus give information about internal deformations of the object. For the investigation of a deep-seated mass movement a large embedded strain rosette was developed. The sensors used are long gauge (5 m) fibre optical interferometers of SOFO type and allow the precise measurement of relative length changes. The high precision of the SOFO Systems (2 µm for long-term static measurements and 10 nm for dynamic measurements with 1 kHz) was a real challenge in the development, as independent field-checks cannot be performed. Geodetic standard equipment gives precisions that are smaller by a factor of about 10. Thus laboratory testing becomes crucial. When embedding the sensors, their representative attachment to the ground material becomes very critical. It is the goal to use the strain rosette for investigating the local deformation behaviour of the sliding area, and consequently to derive deeper knowledge about the mechanism of the deep-seated mass movement. Static measurements for the long-term monitoring as well as dynamic measurements for the investigation of possible strain waves will be performed. This paper describes the development of the large strain rosette, its realisation by embedding it in the landslide area and shows the high capability (e.g. detecting strain waves with 1 nm amplitudes) of the system using dedicated experiments
Sensoren faseroptischer Messsysteme können direkt in Objekte eingebettet werden und liefern Informationen über das Verhalten aus dem Inneren des Objektes. Für eine Anwendung zum Monitoring eines Rutschhanges wurde eine langarmige Strain-Rosette entwickelt. Herausforderungen dabei waren die zur Untersuchung des Rutschverhaltens notwendige hohe Präzision der verwendeten interferometrischen SOFO-Systeme (2 µm für statische Messungen und 10 nm für dynamische Messungen bei 1 kHz) und die dadurch bedingte mangelnde Möglichkeit, durchgreifende Kontrollmessungen im Feld durchzuführen. Herkömmliche geodätische Messsysteme sind dafür zu ungenau (etwa Faktor 10). Bei der Einbettung der Sensoren in den Rutschhang war aber auch die repräsentative Verankerung der Sensoren mit dem Erdmaterial kritisch. Ziel der Untersuchung ist es, mit statischen und dynamischen Messungen Informationen über das lokale Verformungsverhalten zu erhalten, die bei der Erforschung der Ursache der tiefreichenden Massenbewegung von großer Bedeutung sind. In dieser Arbeit wird insbesondere auf die Entwicklung und den Test der Strain-Rosette eingegangen und die hohe Leistungsfähigkeit der Rosette anhand von Experimenten gezeigt.
Abstract
Fiberoptic sensors may easily be embedded into a structure and thus give information about internal deformations of the object. For the investigation of a deep-seated mass movement a large embedded strain rosette was developed. The sensors used are long gauge (5 m) fibre optical interferometers of SOFO type and allow the precise measurement of relative length changes. The high precision of the SOFO Systems (2 µm for long-term static measurements and 10 nm for dynamic measurements with 1 kHz) was a real challenge in the development, as independent field-checks cannot be performed. Geodetic standard equipment gives precisions that are smaller by a factor of about 10. Thus laboratory testing becomes crucial. When embedding the sensors, their representative attachment to the ground material becomes very critical. It is the goal to use the strain rosette for investigating the local deformation behaviour of the sliding area, and consequently to derive deeper knowledge about the mechanism of the deep-seated mass movement. Static measurements for the long-term monitoring as well as dynamic measurements for the investigation of possible strain waves will be performed. This paper describes the development of the large strain rosette, its realisation by embedding it in the landslide area and shows the high capability (e.g. detecting strain waves with 1 nm amplitudes) of the system using dedicated experiments
Keywords/Schlüsselwörter
Verformungsmessung eines Rutschhanges langarmige eingebettete Strain-Rosette SOFO Sensoren
Verformungsmessung eines Rutschhanges langarmige eingebettete Strain-Rosette SOFO Sensoren
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VGI_201005_Woschitz.pdf
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Flood Management System
Kurzfassung
Was geschieht, wenn Hochwasser mit einem bestimmten Pegel durch die Stadt fließt? Wie viele Einwohner müssen evakuiert werden? Wie viele Kindergärten, Schulen, Krankenhäuser, Wohn- und andere öffentliche Gebäude sind betroffen? Wie viele Leute befinden sich innerhalb von Gebäuden? Wo sind mögliche gefährdete Gebiete, wenn das Hochwasser über die Ufer tritt? Wie groß sind diese Bereiche? Wo ist der optimale Weg für Fahrzeuge der Feuerwehr, wenn Verkehrswege überflutet sind? Wie hoch sind die abschätzbaren Schäden, die in der Landwirtschaft bzw. in Industrie-, Wohn- oder Bürogebieten entstehen könnten? Um alle diese Fragen beantworten zu können, wurde über einen Zeitraum von 3 Jahren von der Technischen Universität Graz und der Stadt Graz gemeinsam ein hybrides System entwickelt, das aus einem hydrodynamischen System und einem Geoinformationssystem (GIS) kombiniert ist. Die charakteristischen Eigenschaften des System-designs werden in der Folge beschrieben. Im Besonderen wird dabei auf das Datenbankdesign, die Überführung der Ergebnisse des hydrodynamischen Systems in die Datenbank, die Datenfusion und die Analyse der Teilbereiche eingegangen.
Abstract
What happens if deluge of level x were passing through the city? How many inhabitants have to be evacuated? How many kindergartens, schools, hospitals, residential and others public buildings were involved? How many people were inside the buildings? If the flood burst the river banks, where were most possible dangerous locations? How big was each of the gaps? If the traffic system were under water, say from A to B, where was the optimal route for fire bridge vehicles? After the flood, what the tangible damages either in agriculture, industrial or residential/commercial areas might look like? To answer all these practical questions, one hybrid system combined of hydrodynamic system and GIS was developed jointly by Graz University of Technology and City of Graz for about three years. The characteristic features of the system design are described. Especially, database design, adoption of the results from hydrodynamic system into database, data fusion and analysis subsystems are delineated in detail. Most distinctive features of the system are following: a) Results of different hydrodynamic systems can be adopted into the system; b) The requirement of basic data, either from hydrology or geoinformation, is scalable. If the minimal requisite of the data source is available, the system is operational, even the more data sources are the more extensive analysis resulted; c) Comparing to other flood hazard maps, the system can be used as tools before, during and after the flood disaster happening. It delivers not only graphical overview of the deluge scope, but also suggests the rescuers with numerical analyzed results interactively. For decision maker, water related authorities, fire brigades or other disaster rescuers, and insurance companies the system gives either generated damage scopes or detailed numerical information; d) The developing platform is based on one of most up-to-date GIS system. Two forms of the system may be implied, as plugin solution of ArcGIS 9.x© or as stand along solution based on ArcEngine9.x© library. Since 2005 this system is tested and implicated along the river Mur in Graz city area. The application by the city fire brigade and annual adjusted results are presented.
Was geschieht, wenn Hochwasser mit einem bestimmten Pegel durch die Stadt fließt? Wie viele Einwohner müssen evakuiert werden? Wie viele Kindergärten, Schulen, Krankenhäuser, Wohn- und andere öffentliche Gebäude sind betroffen? Wie viele Leute befinden sich innerhalb von Gebäuden? Wo sind mögliche gefährdete Gebiete, wenn das Hochwasser über die Ufer tritt? Wie groß sind diese Bereiche? Wo ist der optimale Weg für Fahrzeuge der Feuerwehr, wenn Verkehrswege überflutet sind? Wie hoch sind die abschätzbaren Schäden, die in der Landwirtschaft bzw. in Industrie-, Wohn- oder Bürogebieten entstehen könnten? Um alle diese Fragen beantworten zu können, wurde über einen Zeitraum von 3 Jahren von der Technischen Universität Graz und der Stadt Graz gemeinsam ein hybrides System entwickelt, das aus einem hydrodynamischen System und einem Geoinformationssystem (GIS) kombiniert ist. Die charakteristischen Eigenschaften des System-designs werden in der Folge beschrieben. Im Besonderen wird dabei auf das Datenbankdesign, die Überführung der Ergebnisse des hydrodynamischen Systems in die Datenbank, die Datenfusion und die Analyse der Teilbereiche eingegangen.
Abstract
What happens if deluge of level x were passing through the city? How many inhabitants have to be evacuated? How many kindergartens, schools, hospitals, residential and others public buildings were involved? How many people were inside the buildings? If the flood burst the river banks, where were most possible dangerous locations? How big was each of the gaps? If the traffic system were under water, say from A to B, where was the optimal route for fire bridge vehicles? After the flood, what the tangible damages either in agriculture, industrial or residential/commercial areas might look like? To answer all these practical questions, one hybrid system combined of hydrodynamic system and GIS was developed jointly by Graz University of Technology and City of Graz for about three years. The characteristic features of the system design are described. Especially, database design, adoption of the results from hydrodynamic system into database, data fusion and analysis subsystems are delineated in detail. Most distinctive features of the system are following: a) Results of different hydrodynamic systems can be adopted into the system; b) The requirement of basic data, either from hydrology or geoinformation, is scalable. If the minimal requisite of the data source is available, the system is operational, even the more data sources are the more extensive analysis resulted; c) Comparing to other flood hazard maps, the system can be used as tools before, during and after the flood disaster happening. It delivers not only graphical overview of the deluge scope, but also suggests the rescuers with numerical analyzed results interactively. For decision maker, water related authorities, fire brigades or other disaster rescuers, and insurance companies the system gives either generated damage scopes or detailed numerical information; d) The developing platform is based on one of most up-to-date GIS system. Two forms of the system may be implied, as plugin solution of ArcGIS 9.x© or as stand along solution based on ArcEngine9.x© library. Since 2005 this system is tested and implicated along the river Mur in Graz city area. The application by the city fire brigade and annual adjusted results are presented.
Keywords/Schlüsselwörter
Hochwasser hydrodynamisches System Überflutungsbereiche Routenplanung Evakuierung
Hochwasser hydrodynamisches System Überflutungsbereiche Routenplanung Evakuierung
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VGI_200958_Xu.pdf
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Alpenquerende Tunnelprojekte und Herausforderungen an die Ingenieurgeodäsie
Kurzfassung
Der neue Gotthard-Basistunnel als Teil des AlpTransit-Projektes ist mit 57 km der derzeitig längste Eisenbahntunnel, der sich im Bau befindet. Die Fertigstellung ist für 2017 geplant. Dieses Bauwerk hat damit Vorbild- und Pionierfunktion für weitere alpenquerende Tunnel, die zurzeit in Planung sind. Die technischen Herausforderungen bestanden dabei nicht nur in Bauverfahren unter speziell schwierigen geologischen Bedingungen, sondern auch in der Lösung der ingenieurgeodätischen Vermessungsaufgaben. Toleranzen im Dezimeterbereich, die Risiken und Baukosten reduzieren sollen, erforderten ebenso neue Wege in der geodätischen Messtechnik. Insbesondere die hochgenaue Richtungsübertragung in dem 800 m tiefen Vertikalschacht von Sedrun stellte eine spezielle messtechnische Herausforderung dar, da vom Schachtfuss aus der Tunnel nach beiden Seiten mehrere Kilometer vorgetrieben wird. Da sich im Bereich des Tunnels mehrere Staumauern befinden, wurden grossräumige Überwachungskonzepte realisiert, die auch auf andere Tunnelprojekte übertragen werden können.
Abstract
At the moment the new 57 km Gotthard base-tunnel is the longest railway tunnel of the world, which is under construction. It represents the kernel of the AlpTransit project which will be completed in 2017, approximately. This projects acts as template and pioneer for future alp-crossings. The challenges result not only in construction technologies under risky geological conditions but also in finding solutions for high precision geodetic tasks. Decimeter tolerances at 57 km which had to reduce risks and costs asked for new approaches in geodetic metrology. Especially the high precision direction transfer in a 800 m vertical shaft of the intermediate attack at Sedrun required sophisticated technologies, as this direction transfer gives the direction to both sides at the bottom of the shaft. As there are three concrete dams located above the tunnel large area monitoring concepts had to be established which can conceptually be transferred to other tunneling projects in alpine regions.
Der neue Gotthard-Basistunnel als Teil des AlpTransit-Projektes ist mit 57 km der derzeitig längste Eisenbahntunnel, der sich im Bau befindet. Die Fertigstellung ist für 2017 geplant. Dieses Bauwerk hat damit Vorbild- und Pionierfunktion für weitere alpenquerende Tunnel, die zurzeit in Planung sind. Die technischen Herausforderungen bestanden dabei nicht nur in Bauverfahren unter speziell schwierigen geologischen Bedingungen, sondern auch in der Lösung der ingenieurgeodätischen Vermessungsaufgaben. Toleranzen im Dezimeterbereich, die Risiken und Baukosten reduzieren sollen, erforderten ebenso neue Wege in der geodätischen Messtechnik. Insbesondere die hochgenaue Richtungsübertragung in dem 800 m tiefen Vertikalschacht von Sedrun stellte eine spezielle messtechnische Herausforderung dar, da vom Schachtfuss aus der Tunnel nach beiden Seiten mehrere Kilometer vorgetrieben wird. Da sich im Bereich des Tunnels mehrere Staumauern befinden, wurden grossräumige Überwachungskonzepte realisiert, die auch auf andere Tunnelprojekte übertragen werden können.
Abstract
At the moment the new 57 km Gotthard base-tunnel is the longest railway tunnel of the world, which is under construction. It represents the kernel of the AlpTransit project which will be completed in 2017, approximately. This projects acts as template and pioneer for future alp-crossings. The challenges result not only in construction technologies under risky geological conditions but also in finding solutions for high precision geodetic tasks. Decimeter tolerances at 57 km which had to reduce risks and costs asked for new approaches in geodetic metrology. Especially the high precision direction transfer in a 800 m vertical shaft of the intermediate attack at Sedrun required sophisticated technologies, as this direction transfer gives the direction to both sides at the bottom of the shaft. As there are three concrete dams located above the tunnel large area monitoring concepts had to be established which can conceptually be transferred to other tunneling projects in alpine regions.
Keywords/Schlüsselwörter
Tunnelbau Absteckung Monitoring Inertialmesstechnik Kreiselmessungen GPS-Netze Präzisionslotung AlpTransit
Tunnelbau Absteckung Monitoring Inertialmesstechnik Kreiselmessungen GPS-Netze Präzisionslotung AlpTransit
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VGI_200948_Ingensand.pdf
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Terrestrisches Monitoring natürlicher Zielobjekte
Kurzfassung
Reflektorlose Distanzmessung, Radartechnik und digitale Bilderfassung bereiten neue Möglichkeiten der Deformationsmessung natürlicher Zielobjekte. Im Fokus stehen aktuelle Entwicklungen für die Bestimmung von Ortsbrustdeformationen in der NÖT mit terrestrischem Laserscanning, Rutschhangüberwachung mit GB-SAR oder bildgebenden Tachymetern sowie Rissortung und -dokumentation mittels Digitalkameras.
Abstract
Prismless EDM, radar ranging and digital image capture create new possibilities for deformation measurement of natural objects. The investigation focusses on recent developments concerning determination of tunnel face deformations by terrestrial laserscanning for the NATM, on landslide monitoring by GB-SAR or by image assisted total stations as well as on crack locating and documentation by digital cameras.
Reflektorlose Distanzmessung, Radartechnik und digitale Bilderfassung bereiten neue Möglichkeiten der Deformationsmessung natürlicher Zielobjekte. Im Fokus stehen aktuelle Entwicklungen für die Bestimmung von Ortsbrustdeformationen in der NÖT mit terrestrischem Laserscanning, Rutschhangüberwachung mit GB-SAR oder bildgebenden Tachymetern sowie Rissortung und -dokumentation mittels Digitalkameras.
Abstract
Prismless EDM, radar ranging and digital image capture create new possibilities for deformation measurement of natural objects. The investigation focusses on recent developments concerning determination of tunnel face deformations by terrestrial laserscanning for the NATM, on landslide monitoring by GB-SAR or by image assisted total stations as well as on crack locating and documentation by digital cameras.
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VGI_200949_Wunderlich.pdf
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Die Gletscher im Wandel der Zeit - Gletschermonitoring am Beispiel der Pasterze
Kurzfassung
Die Gletscher im Wandel der Zeit – Gletschermonitoring am Beispiel der Pasterze: Das zentrale Thema dieses Beitrags ist die räumliche und zeitliche Veränderung der Gletscher unter veränderten Klimabedingungen. Zu diesem Zweck wird ein kurzer Überblick über glaziologische Grundbegriffe gegeben. Anschließend wird die Verteilung und Veränderung der Vergletscherung aus globaler Sicht unter besonderer Berücksichtigung der Situation seit dem Pleistozän diskutiert. Anhand der Pasterze, dem größten Gletscher Österreichs, wird der kontinuierliche Gletscherrückgang seit dem Jahre 1850 dokumentiert. Der Gletscherrückgang wird sowohl mit traditionellen als auch mit modernen (unter spezieller Berücksichtigung der Fernerkundung) Methoden durchgeführt. Ein Vergleich der verwendeten Beobachtungsmethoden zeigt, dass die besten Ergebnisse bei einer Kombination traditioneller mit modernen Methoden erzielt werden.
Abstract
Glaciers in the change of time – glacier monitoring by the example of Pasterze: The leading topic of this paper is the spatio-temporal reaction of glaciers to the changing climatic conditions. For this purpose a short overview of basic terms of glaciology is given first. Then the glacial phenomenon is discussed on a global perspective with special regard to the Pleistocene and the development since then. Pasterze glacier is used as an example of pronounced shrinking of a glacier since 1850. The glacier retreat is monitored by traditional as well as modern methods (with special focus on Remote Sensing) which are compared in the last chapter. The results show that the best way of monitoring the behavior of glaciers is to use a set of different methods.
Die Gletscher im Wandel der Zeit – Gletschermonitoring am Beispiel der Pasterze: Das zentrale Thema dieses Beitrags ist die räumliche und zeitliche Veränderung der Gletscher unter veränderten Klimabedingungen. Zu diesem Zweck wird ein kurzer Überblick über glaziologische Grundbegriffe gegeben. Anschließend wird die Verteilung und Veränderung der Vergletscherung aus globaler Sicht unter besonderer Berücksichtigung der Situation seit dem Pleistozän diskutiert. Anhand der Pasterze, dem größten Gletscher Österreichs, wird der kontinuierliche Gletscherrückgang seit dem Jahre 1850 dokumentiert. Der Gletscherrückgang wird sowohl mit traditionellen als auch mit modernen (unter spezieller Berücksichtigung der Fernerkundung) Methoden durchgeführt. Ein Vergleich der verwendeten Beobachtungsmethoden zeigt, dass die besten Ergebnisse bei einer Kombination traditioneller mit modernen Methoden erzielt werden.
Abstract
Glaciers in the change of time – glacier monitoring by the example of Pasterze: The leading topic of this paper is the spatio-temporal reaction of glaciers to the changing climatic conditions. For this purpose a short overview of basic terms of glaciology is given first. Then the glacial phenomenon is discussed on a global perspective with special regard to the Pleistocene and the development since then. Pasterze glacier is used as an example of pronounced shrinking of a glacier since 1850. The glacier retreat is monitored by traditional as well as modern methods (with special focus on Remote Sensing) which are compared in the last chapter. The results show that the best way of monitoring the behavior of glaciers is to use a set of different methods.
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VGI_200954_Sulzer.pdf
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