Kategorie: Allgemein

Hochwasser und Flutereignisse, oder: Die Relevanz aktueller Geoinformationen

Erst Ereignisse wie in den vergangenen Wochen lenken die Aufmerksamkeit der Allgemeinheit auf Themen wie Hochwasserschutz, die Organisation in Katastrophenszenarien, oder die vorhandenen Konzepte für Überflutungen/Überschwemmungen.

Ingenieure, Wissenschaftler und Ökonomen aus den diversen, betroffenen Fachgebieten (Stadtplanung, Wasserwirtschaft, Umweltschutz, Versicherungsbranche, Landschaftsarchitektur uvm.) wissen jedoch längst: die Risiken extremer Hochwasserereignisse lassen sich minimieren.

Prävention im Vorfeld, aber auch die Führungskompetenz und die Übernahme von Verantwortung im Alltag gelingt uns ausschliesslich dann, wenn wir die richtigen und aktuellen Informationen haben.

Hier kommen Drohnenvermessungen in’s Spiel. Sie sind kurzfristig verfügbar, erfassen berührungslos und großflächig und mit ihren unterschiedlichen Sensoren sind sie für verschiedene Aufgaben einsetzbar.

Neben verschiedener Spezialdaten (Multispektral, Thermal, Sonar/Echolot, Gasdetektion etc.) soll hier erneut auf die Bedeutung von räumlichen (3D) Daten von Gelände, Bauwerken, Gewässern eingegangen werden.

Wir erfassen in einem einzigen Vermessungsflug mehrere Hundert Hektar Gelände und simulieren am Computer verschiedene Risikoszenarien. In solchen „Hydraulischen Modellen“ werden z.B. Überschwemmungsgebiete ermittelt, indem Daten zur Geländeoberfläche (Topographie), zur Beschaffenheit dieses Geländes (Vegetation, Bebauung), aber auch Informationen zu Niederschlag und Wasserabfluss (Hydrologie) ausgewertet werden. Dabei wird am Computer ein detailliertes digitales Modell des Geländes und des Flusslaufs erstellt, mit dem simuliert wird, wie das Wasser bei einem Hochwasserereignis voraussichtlich abfließen wird. Die Überflutung wird also schrittweise simluliert, um Überschwemmungsgebiete darzustellen. Damit können die Grenzen, die Wassertiefen und Fließgeschwindigkeiten der verschiedenen Hochwasserszenarien ermittelt werden.

Hier ein Simulationsbeispiel der Stadt Dresden.

 

SLAM-Jam am Olympiadach München

Für unseren Standort in München ist das Projekt am Olympiadach eines der regionalen Highlights.
Kein Wunder, denn hier wurden viele Flüge zur photogrammetrischen Erfassung, zur Inspektion und Beweissicherung/Dokumentation durchgeführt. Hier gelangen Sie zu einem älteren Beitrag zu diesem Projekt.

Diese früheren Arbeiten sind bereits abgeschlossen, die 3D-Daten (Punktewolken) sind längst mit dem terrestrischen Laserscanning zusammengeführt und u.a. digitale Modelle zur statischen Nachweisrechnung daraus abgeleitet.

Für unsere süddeutschen Kollegen bietet solch ein komplexes Bauwerk + Umgebung auch immer eine gute Gelegenheit neue Ausrüstung zu testen und ihre Datenqualität zu prüfen. So haben wir den GeoSLAM ZEB Horizon im Außen- und Innenbereich der Olympiahalle eingesetzt und dem Digitalen Zwilling weitere 3D-Daten hinzugefügt.

 

 

Digitalisierung von Schleusen & Wasserstraßen

Eine Vermessung von Schleusen und Wehren ist für unsere Kolleg:innen immer etwas Besonderes, denn alle Teilabschnitte in einem solchen Projekt sind mit höheren Herausforderungen verbunden.

Bereits in der Planungsphase bringen die nötigen Fluggenehmigungen einen Mehraufwand mit sich, denn entlang von Verkehrswegen (zu welchen neben Landstraßen, Autobahnen und Bahnstrecken auch Wasserstraßen gehören können) gelten besondere Abstandsregeln. Meist kommt an Schleusen und Wehren auch ein weiterer Aspekt zur Genehmigung in’s Spiel: die Kombination mit sogenannten „Anlagen der Energieerzeugung und -verteilung“ ist eher die Regel, als die Ausnahme.

Die terrestrischen Messarbeiten sind ebenfalls besonders. Für Hektometerpunkte und Pfeiler nutzen wir spezielle Formen der Signalisierung. Die Zugänglichkeit zwischen den Uferbereichen kann nur über Brücken bzw. die Schleuse erfolgen, dafür entfallen Kontrollmessungen im Bereich des Gewässers.   😉

Zu guter Letzt kommt der Planung und Auswertung der Photogrammetrie eine Schlüsselbedeutung zu. Die vorhandenen Störeinflüsse in Szenarien mit viel Wasseroberfläche, Verkehr und Bewegung darf die hohen Ansprüche an die Genauigkeiten nicht schmälern. Vergleichen Sie beispielsweise diese Rahmenbedingungen mit unserem Projekt LiDAR vs. Photogrammetrie.

Fazit & Ergebnis:
Im hier vorliegenden Projekt wurden 1231 Fotos per PPK-Verfahren georeferenziert, sowie 24 Messpunkte am Boden zur Modellbildung, als auch Kontrolle genutzt. Unsere Daten wurden gewissenhaft in die speziellen Koordinatensysteme der Schleusen und Wasserstraßen transformiert. Die erzeugte Punktewolke wurde in 5 Klassen unterteilt und hat eine Gesamtpunktezahl von 315 Millionen.

Die relativen Genauigkeiten liegen bei:
Hochwert 6mm 
Rechtswert 5.3mm
Höhe 8.5mm

Unser Dank geht an das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur und die dort integrierte Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) für die Unterstützung und tolle Zusammenarbeit.

 

Photogrammetrie + LIDAR = ?

Im März stand nach umfangreichen Vorbereitungen und mit frisch erteilter Sondergenehmigung die Befliegung entlang einer Bundesstraße im Südwesten der Republik an. Ein Teil unseres Equipments war noch in einem anderen Projekt gebunden, die Wetteraussichten wechselten von ungünstig zu unmöglich und zurück, während gleichzeitig der Projektablaufplan in Form des Meilensteins „Befliegung“ davon unbeeindruckt im IB WOLF vor sich hin tickte. Die Genehmigung musste schließlich aufgrund der andauernden Schlechtwetterphase verlängert werden (Dank an dieser Stelle an die zuständige Landesluftfahrtbehörde) während unseren Auswertern die nun einsetzende Belaubung im Waldbereich mehr und mehr Kopfschmerzen bereitete. Schließlich gibt unser Ingenieurbüro alles dafür, die umfangreiche Datenerzeugung mit einem Höchstmaß an Genauigkeit sicherzustellen und gleichzeitig den Aufwand im Außendienst zu minimieren. Mit langjähriger Erfahrung und unseren Spezialisten für die Auswertung sichern wir die hohe Präzision und den Mehrwert im Projekt ab. Dies gilt selbstverständlich auch für besonders komplexe Szenarien – hier unter anderem repräsentiert durch „die Erzeugung von Geländemodellen in Waldgebieten“.

Einer unserer Partner ist die Firma Quantum-Systems in Gilching, welche neben der Entwicklung und Produktion von Hochleistungs-UAVs (Drohnen) in diesen Tagen eine weitere Nutzlast auf den Markt bringt. Den Prototypen des QUBE 240 LiDAR haben wir in diesem Projekt einem Härtetest unterzogen und „gegen“ die altbewährte Photogrammetrie mit dem 42MP Sensor der Sony RX1 II antreten lassen. Genaugenommen ist es kein „gegeneinander“. Wir sollten hier besser von einer „idealen Ergänzung“ sprechen, denn beide Möglichkeiten der Fernerkundung haben ihre Vorteile. In ihrer Kombination liegt unsere Stärke.

Die Flugdaten beider Sensorsysteme sind über ein eigenentwickeltes und optimiertes PPK-Verfahren (post processed kinematics) zentimetergenau verortet, lassen sich dadurch exakt überlagern und liefern durch ihre unterschiedlichen Erfassungskonzepte (aktiv und passiv) ein Maximum an Auswerteoptionen.

Hier geht’s zum Video in unserem Youtube-Kanal.

Eckdaten zum Projekt:
+ 25 ha erfasste Fläche
+ 2 Flüge mit Trinity F90+ (42MP RGB Sensor; Qube 240 LiDAR)
+ Punktewolken georeferenziert, klassifiziert und in RGB Farben
+ Punkteanzahl (roh): Photogrammetrie mit 440M Punkten und LiDAR mit 120M Punkten
+ Orthophoto mit einer Auflösung von 1cm/px
+ Digitales Höhenmodell mit einer Auflösung von 2.5cm/px
+ Lagefehler 8mm (rel)
+ Höhenfehler 10mm (rel)
+ Pass- und Kontrollpunktmessungen mit Tachymeter und GNSS-Rover

Denkmalschutz & Bauwerksdokumentation

Im Rahmen großer Bau- und Sanierungsprojekte ist eine Vorher-Nachher-Dokumentation unerlässlich. Die Firmengruppe Förster + Sennewald vertraut hierbei seit langem auf das Team IBW.

Ähnliche Schwerpunkte finden Sie außerdem in unseren Beiträgen zur Fassadeninspektion und computergestützten Auswertung und im Beispiel einer Risskartierung einer Tunneldecke in 0.1 mm.

Olympiastadion München // Vermessung & Bauwerksinspektion

Die 74.800 qm große Dachlandschaft wurde für die Olympischen Spiele 1972 errichtet. Sie besteht aus einer vorgespannten Seilnetzkonstruktion die mit Acrylglas-Platten verkleidet ist, Die Hauptlast wird über die Randseile, sowie die bis zu 81 m hohen Pylonen abgeleitet.

Die Zeltdachkonstruktion überspannt neben dem Stadion auch die Olympiahalle, die Olympia-Schwimmhalle sowie die dazwischenliegenden Wege. Dadurch soll das Stadion Leichtigkeit, Transparenz und Offenheit symbolisieren. Es zählt zu den wichtigsten Bauten der bundesdeutschen Nachkriegsarchitektur und gilt als ein Wahrzeichen Münchens. Wie die anderen Bauten unter dem Zeltdach steht das Olympiastadion seit 1998 unter Denkmalschutz.

Eine ARGE aus unterschiedlichen Fachunternehmen und Ingenieurbüros ist aktuell mit der Nachrechnung und der Bauwerksprüfung der gesamten Dachkonstruktion beauftragt, um das denkmalgeschützte Bauwerk auch weiterhin erhalten zu können.

Das Ingenieurbüro WOLF ist im Projekt in drei Themenbereichen aktiv und liefert seit 2018:

1) hochgenaue Vermessungsdaten aus der Luft, welche die terrestrischen Laserscans ergänzen und in Abschattungsbereichen nachverdichten

2) hochauflösende Bild- und Videodaten zur Bauwerksinspektion im Nahbereich schwer zugänglicher Bereiche

3) Spezialequipment zur georeferenzierten Bilddokumentation mit dem DROBIT Inspector

Kurze Lesepause?
   
Fliegen Sie in unserem Video virtuell über das Gelände.

Welche Flugverbote haben uns nun beim Olympiaprojekt betroffen?
+ Bundesstrasse
+ Parkanlage
+ Ortslage
+ Industrie/Gewerbefläche

Einige Gesetzesänderungen zur damaligen Zeit machten eine spezielle Fluggenehmigung (auf Basis einer SORA) erforderlich. Diese wurde erstmals durch uns beantragt und 6 Monate später auch durch das Luftamt Süd in Bayern genehmigt. Die Genehmigung wurde durch das zuständige Luftamt 2x sehr unkompliziert verlängert, da der Projektfortschritt dies erforderlich machte.

Weitere Herausforderungen bestanden durch den anspruchsvollen Veranstaltungskalender des Auftraggebers, welcher für unsere Arbeiten einen 14-Tage-Vorlauf erforderlich machte.

Auch die saisonalen Vogelbrut/Naturschutz (Nistplätze am Bauwerk selbst) und das naturgemäß ohnehin recht hohe Aufkommen an Besuchern/Sportlern/Touristen waren Herausforderungen im Projektablauf.

 

Golfplatz Vermessung


WIR.ERZEUGEN.GEODATEN  =>   Video auf unserem YouTube-Kanal

Die Vorteile einer Vollformatkamera mit 42MP kommen erst dann zur Geltung, wenn ihre sorgfältige und präzise Integration zu einer höheren Gesamtleistung des Flugsystems führt.
Unsere #TrinityF90Plus und ihr Einsatzplanungs- und Geotagging-Tool #QBase bieten uns die zusätzliche Leistung, die wir unter teils schwierigen Bedingungen brauchen.
#Quantum-Systems GmbH
👍
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WE.CAPTURE.REALITY         =>     Watch on our YouTube-Channel

The advantages of a full format 42MP camera only count when its accurate and precise integration leads to a great overall performance of the UAS.
The #TrinityF90Plus and its mission-planning and geotagging tool #QBase give us the extra performance we need in challenging conditions.
#Quantum-Systems GmbH
👍



Workshops im Winter => professionell in die Saison 2021

Wir planen weitere Workshops zur „Drohnenvermessung“.

Den genauen Ort und Zeitraum legen wir gemeinsam mit Ihnen fest und die Inhalte werden individuell abgestimmt.

Vorläufige Planung/Eckdaten:
# Januar bis März
# BASIC => Photogrammetrie & Einstieg in Agisoft Metashape
# ADVANCED => Weiterverarbeitung & Vermessungsprodukte
# Region Süd: FFM – S – N – M

Weitere Details finden Sie hier.
Kontaktieren Sie uns gerne und wir arrangieren die Details.

Nachts im Tunnel // Risskartierung & -monitoring von Betondecken in Zehntelmillimetern

Tunnelsperrungen in Großstädten sind eine Herausforderung für sich.

Um die „Ausfallzeiten“ zu minimieren setzt beispielsweise das Baureferat München auf innovative Methoden, um Inspektions- und Sanierungsarbeiten durchzuführen und zu dokumentieren.

Viele Gewerke müssen während der kurzen Sperrzeiten im Tunnel agieren. Es werden Reinigungen durchgeführt, die Beleuchtung bei Bedarf erneuert, der Bauwerkszustand überwacht, Sensorik nachgerüstet, oder der Brandschutz aktualisiert.

Und so nutzen unsere Photogrammetrie-Profis des Ingenieurbüro WOLF im Zusammenspiel mit anderen  Spezialisten die nächtlichen Sperrzeiten, um für Bauwerkssicherheit und -erhalt tätig zu werden.

Neben der hochgenauen Kartierung der gesamten Tunneldecke werden potentiell neuralgischen Abschnitte mit besonders hoher Objektauflösungen (0.05 mm) in ihrem Zustand erfasst. So können auch feinste Haarrisse in einem Orthophoto dokumentiert werden und diverse Pläne und Karten daraus abgeleitet werden.

Im aktuellen Projekt wird unter anderem eine Brandschutzverkleidung aufgebracht und somit zukünftig der direkte Blick auf potentielle Schadstellen erschwert. Für die zukünftige Zustandsüberwachung kann die Stadt München von nun an auf hochauflösende Daten mit exakter Koordinatenangabe zurückgreifen. So kann der Brandschutz auch noch in Jahrzehnten zielgenau geöffnet werden und der Zustand mit dem heutigen verglichen werden.

LiDAR fly & drive

Laserscanning²
Der Yellowscan Surveyor Ultra erfasst bei uns Geländedaten aus der Luft und am Boden.

Hochinnovative Lösungen wie der senkrechtstartende Tron von Quantum-Systems (VTOL UAV) und die iShell von Yellowscan (Magnetbefestigung am Fahrzeugheck, oder auf der Motorhaube) erlauben den effizienten Einsatz der gleichen Scanner-Hardware auf verschiedenen Trägerplattformen.

In unserem Video bekommen Sie einen Eindruck zur fahrzeugbasierten Erfassung mit diesem State-Of-The-Art Laserscanner.