zfv 2/2009

Mit dem Forschungsprojekt SUN-AREA kann mittels hochaufgelöster Laserscannerdaten ein Solarpotenzialkataster für große zusammenhängende Gebiete geschaffen werden. Damit kann das Energiepotenzial jeder einzelnen Dachfläche für die Nutzung von Photovoltaik- und Solarthermieanlagen abgeleitet werden. Über eine WEB-GIS-Anwendung können die Ergebnisse für jedes geeignete Dach dargestellt werden. Ermöglicht wird diese Berechnung durch die Entwicklung einer vollautomatischen Algorithmenkette aus Raster- und Vektor-GIS-Funktionen, welche Form, Neigung, Exposition und Verschattung jeder Dachfläche ermittelt.

Beim kinematischen terrestrischen Laserscanning (k-TLS) werden Anwendungen betrachtet, bei denen die Zeit eine wesentliche Rolle spielt. Dies betrifft zum einen das geodätische Monitoring, das sich mit der schnellen Bewegung oder Verformung von Messobjekten befasst, und zum anderen das Mobile Mapping, bei dem geometrische Umgebungsinformation von einer bewegten Plattform aus erfasst wird. Der Beitrag diskutiert zunächst verschiedene Messstrategien im Hinblick auf die Geschwindigkeit der Objekterfassung. Anschließend werden beide Varianten des k-TLS an beispielhaften Anwendungen veranschaulicht. Der Schwerpunkt der Darstellungen liegt auf der Nutzung des k-TLS für Monitoringaufgaben.

Terrestrisches Laserscanning (TLS) ist auf dem guten Weg, sich zu einem festen Bestandteil des »vermessungstechnischen Standardwerkzeugkoffers« zu etablieren. Leider fehlen bisher vereinheitlichte Kenngrößen für einen objektiven und direkten Vergleich verschiedener TLS-Systeme und für den Anwender nachvollziehbare, einfache und wirtschaftliche Feldprüfverfahren. In diesem Artikel wird nach einer Standortbestimmung versucht, Ansätze für mögliche TLS-Prüfverfahren aufzuzeigen, welche die Grundlage für eine künftige ISO-Prüf-Norm (z.B. ISO 17123 Teil 9) bilden könnten.

Das Kárahnjúkar Hydro-Electric Project im isländischen Hochland gehört weltweit zu den größten Ingenieurprojekten der letzten Jahre. Im ca. 40 km langen, TBM vorgetriebenen Oberwasserstollen stellte sich zum Abschluss des Projektes die Frage nach der effizienten Überprüfung der abschnittweise applizierten Spritzbetonauskleidung. Im vorliegenden Artikel wird das Projekt allgemein vorgestellt und speziell das eingesetzte Laser-Scanner-Verfahren erläutert, das insbesondere ohne Vorab-Scan und ohne Festpunkte zur Scan-Referenzierung auskam und dennoch repräsentative Stärken, Volumen etc. lieferte.

Es wurde eine neue Technik zur Identifizierung von Periodizitäten in zwei-dimensionalen Bewegungen entwickelt. Ein typisches Beispiel für derartige Bewegungen ist die Polbewegung, die durch eine komplexwertige Zeitreihe dargestellt werden kann. In diesem Fall müssen die Frequenzen keine ganzzahligen Verhältnisse zueinander aufweisen wie im Falle der Fourier-Reihen, sondern können beliebige Werte annehmen. Die Bestimmung der Parameter der komplexwertigen Frequenzreihe erfolgt mittels Ausgleichung, wobei nicht nur die Amplituden, sondern auch die Frequenzen als Unbekannte betrachtet werden. Die für diese nichtlineare Ausgleichung notwendigen Näherungswerte für die Frequenzen werden anhand eines heuristischen Verfahrens bereitgestellt. Aufgrund dieser Vorgehensweise besteht keine Notwendigkeit, Vorinformationen über eventuell vorhandene Frequenzen zu besitzen. Die Methodik des entwickelten Verfahrens wird anhand der Erdorientierungs-Parameter Serie C01 (EOP-C01) des International Earth rotation and Reference system Service (IERS) illustriert. Dabei zeigt sich, dass die mittels des heuristischen Verfahrens ermittelten jährlichen Frequenzen und Chandler-Frequenzen innerhalb der Intervalle liegen, die von anderen Forschern unter Verwendung anderer Methoden bestimmt wurden. Allerdings ist eine Interpretation der heuristisch ermittelten Frequenzen in Bezug auf ihr Vorhandensein in der Realität mehr gerechtfertigt als bei der Verwendung einer eingeschränkten Anzahl von Fourier-Frequenzen. Deshalb kann die präsentierte Technik als Erweiterung aller derzeitigen Methoden betrachtet werden, mit der erfolgreich die Bestimmung von Frequenzen aus zweidimensionalen Daten möglich ist. Der Vorteil der vorgestellten Technik besteht darin, dass eine Generalisierung für die Analyse von Zeitreihen beliebiger Dimensionen möglich ist sowie auch das Vorhandensein von Datenlücken keine theoretischen wie numerischen Probleme mit sich bringt.