Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Von Punkten und scharfen Kanten

22.06.2005


Wie komme ich am schnellsten von A nach B? Wo gibt es Straßen, Gehwege, Flüsse, Seen, etc.? Selbst um diese einfachen Fragen beantworten zu können, benötigt man verlässliches Wissen über unsere Umwelt. Wesentlich komplexer wird die Herausforderung, wenn es darum geht, beispielsweise Antworten darauf zu finden, wie hoch das Überflutungsrisiko von Grundstücken ist. Leider können manchmal keine optimalen Entscheidung getroffen werden, weil keine geeigneten raumbezogenen Daten verfügbar sind. Mit neuartigen Aufnahmetechnologien wie dem Laserscanning können diese wichtigen Umweltinformationen erfasst werden. Ein Problem konnte bisher aber nicht zufriedenstellend gelöst werden: die Kanten von Oberflächen, wie z. B. Dämme, exakt zu erfassen. Die Kenntnis solcher "Bruchkanten" ist aber extrem wichtig, um beispielsweise bei herannahenden Wasserfluten die entscheidenden Hochwasser-Maßnahmen rechtzeitig einleiten zu können. Ein junger Wissenschafter der Technischen Universität Wien hat im Rahmen seiner Dissertation einen Weg gefunden, diese Bruchkanten scharf und exakt auf Basis der erfassten unregelmäßigen Oberflächenpunkte darzustellen.


Flugzeuggetragenes Laserscanning (Airborne Laserscanning - ALS)


Geländemodell mit Bruchkanten aus Airbone Laserscanning-Daten



Laserscanning - Was es leisten kann



Die Vorzüge von Laserscanning liegen darin, dass die Oberflächenerfassung im Vergleich zu herkömmlichen photogrammetrischen Methoden viel automatisierter und unabhängig von der Oberflächentextur erfolgen kann. Soll die Erdoberfläche mit all ihren Höhen und Tiefen erfasst werden, verwendet man dazu das flugzeuggetragene Laserscanning. Hierbei werden Laserstrahlen zu Boden gesandt und das reflektierte Echo des Lasterstrahls wird im Flugzeug registriert. Damit man weiß, an welchem Ort sich das Flugzeug befindet und welches Gebiet vermessen wird, wird die Position und Orientierung des Sensors mit Hilfe eines Positionsbestimmungssystems (GPS) und eines inertialen Messsystems (IMU) bestimmt. Der Laserscanner nimmt unzählige Punkte auf (bis zu 100000 Punkte pro Sekunde), sogenannte "Punktwolken". Aus den Punktwolken erstellt man Oberflächenmodelle, anhand derer das Aussehen der Oberfläche (Erhebungen oder Vertiefungen wie z. B. Hochhäuser, Hügel, Seen, etc.) erkennbar ist.

Qualitätssteigerung durch explizite Modellierung von Kanten

Trianguliert man die Punktwolken, d. h. verwendet man geometrische Hilfsmittel in Form von Dreiecken zur Oberflächenbeschreibung, erhält man eine unzureichende Beschreibung in der Nähe von Unstetigkeitsstellen. Der Forscherdrang von Christian Briese, Projektassistent am Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung an der TU Wien, hat ihn dazu getrieben, genau dieses Problem zu lösen: nämlich Oberflächenmodelle zu generieren, in denen die Geländekanten explizit repräsentiert sind. Wichtig ist das vor allem in der Hydrologie, hier besonders im Hochwasserschutz und der Topografie. Einen weiteren Anwendungsschwerpunkt bildet die Gebäudedokumentation auf Basis terrestrischer Laserscanner (TLS).

Mit überlappenden analytischen Flächenpaaren zum Erfolg

Die Modellierung der Geländekanten basiert auf analytisch bestimmten Flächenpaaren, die mit Hilfe der unregelmäßig verteilten Punkte in der Nähe der Kante bestimmt werden. Integrierte statistische Verfahren im Rahmen der geometrischen Modellierung ermöglichen eine Berücksichtigung der Datencharakteristik. Neben der Modellierung wurde ein weiterer Schwerpunkt im Rahmen der Forschungsaktivität auf die Automatisierung der Methoden gelegt. Neben semi-automatischen Verfahren, wie dem "Kantenwachsen" (breakline growing) wurden vollautomatische Verfahren entwickelt und untersucht. Praktische Beispiele demonstrieren die Anwendbarkeit der Methoden. Die allgemeine Relevanz der Forschungsergebnisse (außerhalb der Geländemodellierung) konnte durch Beispiele im Bereich der Gebäudedokumentation anhand der Bestimmung von Gebäudekanten aus TLS-Daten demonstriert werden.

Resselpreis der TU Wien

Für seine Forschungsergebnisse, die Christian Briese in seiner Dissertation "Breakline Modelling from Airbone Laser Scanne Data" publiziert hat, wurde er mit dem 13.000,- Euro dotierten Resselpreis der TU Wien ausgezeichnet.

Christian Briese wird mit seiner Forschung der TU Wien weiter erhalten bleiben. Er forscht am Christian Doppler Labor "Spatial Data from Laser Scanning and Remote Sensing", das voraussichtlich noch bis Ende November 2010 läuft. In Christian Doppler Labors arbeiten private Firmen und Universitäten zusammen. Ihr grundsätzliches Ziel liegt darin, die Grundlagenforschung weiter voranzutreiben und auf spezielle Fragestellungen der privaten Firmen einzugehen.

Mag. Karin Peter | idw
Weitere Informationen:
http://www.ipf.tuwien.ac.at
http://www.ipf.tuwien.ac.at/cd-labor/cdl_home.htm

Weitere Berichte zu: Geländekante Kante Laserscanning Modellierung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Brain-Computer-Interface: Wenn der Computer uns intuitiv versteht
18.01.2017 | Technische Universität Berlin

nachricht »Lernlabor Cybersicherheit« startet in Weiden i. d. Oberpfalz
12.01.2017 | Fraunhofer-Gesellschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flashmob der Moleküle

19.01.2017 | Physik Astronomie

Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn

19.01.2017 | Medizin Gesundheit

Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile

19.01.2017 | Verfahrenstechnologie