Vorstellung der Diplomarbeit

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1 Ausgangslage ALK liegt flächendeckend in einem einheitlichen Maßstab vor Genauigkeit der ALK ist abhängig von Qualität, Maßstab und Genauigkeit der analogen Karte in Verbindung mit der Erfahrung des Bearbeiters bei der Überführung der analogen Karte (Analog - Digital Wandlung ist fehlerbehaftet durch Fehlinterpretation des Bearbeiters) Angabe der Grenzpunktkoordinaten auf Millimeter vermittelt Genauigkeitsangaben, die so nicht den Tatsachen entsprechen Grundsätzliche Aussagen zur Qualität der Karte kann getroffen werden, aber die Frage nach der Qualität (Genauigkeit und Zuverlässigkeit) einzelner Punkte bleibt unbeantwortet ist i.d.r. aber das entscheidende Element Fazit: Genauigkeit der bisherigen ALK - Koordinaten ist nicht einheitlich und nicht durchgehend zufriedenstellend 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 1

2 Geometrische Verbesserung der ALK Neuvermessung (erhöhte Kosten, lange Bearbeitungszeit) Eingabe und Auswertung des vorhandenen Zahlennachweises mit zusätzlicher Passpunktbestimmung (Fehler und Ungenauigkeiten zum amtl. Lagebezugssystem und innerhalb der Objektgeometrie können korrigiert werden.) Voraussetzung zur Auswertung des Zahlennachweises Ausgleichungsprogramm mit Visualisierungsmöglichkeit Automatisierte Generierung von geometrischen Bedingungen Übergabe des gesamten Datenbestandes des FB Kataster (Risse, Karten, Koordinaten, digitale Daten) Anwendung im Rahmen der Diplomarbeit: KAFKA in Verbindung mit KAFPLOT 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 2

3 Eingabe des Zahlennachweises und dessen Gewichtung Messwert nimmt mit einem bestimmten Gewicht an der Ausgleichung teil durch unterschiedliche Gewichtung verschiedenartiger Messungen ist nachbarschaftstreue Berechnung möglich Unterteilung der Katasterunterlagen in Gruppen von Messungen, die nach identischen Vorschriften durchgeführt wurden Ziel: gleichartige Gewichtung ähnlicher Messungen und damit größerer Einfluss genauerer Messungen auf das Ausgleichungsergebnis, aber: wie genau soll die Unterteilung erfolgen? 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 3

4 Eingabe des Zahlennachweises und dessen Gewichtung Richtlinie für die Diplomarbeit: Genauigkeitsabschätzung der Risse (aus: Leitfaden QL, Anlage 6, Tab.: 1) 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 4

5 Gewichtungsmöglichkeiten Basisgewichtung: für alle Messungen eines Typs (Orthogonal, Polar, ) identisch Individualgewichtung: erfolgt über Auf- oder Abwertung der Basisgenauigkeit an Hand realistischer Schätzungen Einfluss der Individualgewichtung: Abwertung: z.b. einzelne, ungeprüfte Messungszahlen üben einen zu großen Einfluss auf die Koordinatenberechnung aus (Daten sind unverzichtbar, aber unsicher ) Aufwertung: z.b. geprüfte Maße mehrfach gemessen 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 5

6 Passpunktauswahl Ziel der PaPu: größter Nutzen mit minimalem Aufwand (Kosten Aussendienst > Kosten Innendienst) 1. Stützung des Verfahrensrandes und der Berechnung Planung! 2. Kontrolle des Berechnungsergebnisses Auswertung! Kriterien zur Passpunktauswahl (allgemein) Wann: vorab, während und nach Abschluss der Ausgleichung Wie: Auswahl durch den Bearbeiter unter Anwendung globaler Richtlinien Wieviel: Anzahl nicht allgemeingültig sondern projektbezogen, abhängig vom Risswerk 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 6

7 Kriterien zur Passpunktauswahl (projektbezogen) westlich: Punkte entlang des Verfahrensrandes durch zusammenhängende Straßenschlussvermessung entstanden (2 Punkte ausreichend) östlich: ein Verknüpfungspunkt nördlich: keine PaPu notwendig, da Gemarkungsgrenze teilweise amtlich koordiniert und berechenbar südlich: keine PaPu notwendig, da amtlich koordiniert 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 7

8 Planung der PaPu Bestimmung Verknüpfungspunkt Vermarkung gesichert nachgewiesen Abgleich mit Orthophoto Abschätzung des Verhältnisses Aufwand-Nutzen 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 8

9 Berechnung Einzelausgleichung der Risse Vorteil: geringe Berechnungszeit und dadurch schnelle Lokalisierung von Fehlern innerhalb eines Risses; sauberer Datenbestand in der Berechnung Nachteil: Doppelnummerierung und Punktidentitäten werden erst bei Zusammenführung der Daten aufgedeckt Ausgleichung des gesamten Datenbestandes Lokalisierung der Widersprüche innerhalb einzelner Messungen ist ungenauer und zeitaufwendiger (Widersprüche können innerhalb eines Risses liegen, oder durch Zusammenführung der Risses entstanden sein) 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 9

10 Berechnung Vorauswertung: Ermittlung von Näherungskoordinaten als Startwerte für die Verbesserungsgleichungen Aufzeigen von Punkten mit quasiidentischen Koordinaten Aufzeigen von überschrittenen Fehlergrenzen zwischen Näherungskoordinaten und Riss Keine Nutzung von geometrischen Bedingungen Gesamtausgleichung: Freie Netzausgleichung (Prüfung der Beobachtungsgewichtung, Ermittlung der inneren Genauigkeit, Lokalisierung grober Datenfehler) Dynamische Ausgleichung (Ausgleichung mit den äußeren Zwängen der Anschlusskoordinaten) Ausgleichung unter Zwangsanschluss (nur für Gebiete mit hoher Anzahl genauer Anschlusspunkte) 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 10

11 Grobe Datenfehler grobe Fehler sind nicht ungewöhnlich (Beobachtungswerte unterliegen der Gaußschen Normalverteilung) Rückschlüsse auf Datenfehler bietet die Normierte Verbesserung (NV) als Verhältniszahl zwischen Verbesserung eines Messwertes und dessen a priori Standardabweichung bei Überschreitung eines Grenzwertes ist die Wahrscheinlichkeit eines groben Fehlers sehr hoch Klärung der Widersprüche und Datenbereinigung Ergebnisbewertung an Hand folgender Kriterien Standardabweichung der Neupunkte Anschlussgenauigkeit Zuverlässigkeit 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 11

12 Ergebnis Erwartungswert: durchschnittliche Genauigkeit in Abhängigkeit des ursprünglichen Maßstabes: 4,0m Durchschnittliche Abweichung der gefundenen Punkte zu den a priori ALK Koordinaten beträgt ~2,2m (Spitzen von 0,5m und 6,0m) Standardabweichung der berechneten Punkte: 4cm Abweichung zur tatsächlichen Lage hat einen 10x höheren Wert 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 12

13 Ergebnisbewertung 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 13

14 Bestimmung zusätzlicher Passpunktkoordinaten Große (oberhalb der a priori geschätzten Standardabweichung) und vor allem gleich gerichtete Verschiebungsvektoren benachbarter Punkte Qualitätssteigerung des Ausgleichungsergebnisses Steigerung der Genauigkeit (Bestimmung zusätzlicher Passpunkte, Verbesserung der Genauigkeit der Anschlusskoordinaten, Grenzermittlung bei nicht festgestellten Grenzen) Steigerung der Zuverlässigkeit durch Erhöhung der Redundanz der Messwerte (Eingabe von Kontrollmaßen, Verwendung der gemessenen Hypotenusen) 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 14

15 Zusammenfassung und Ausblick wahrscheinlichster Wert der historischen Messergebnisse wurde ermittelt Bewertung nur an Hand der berechneten Standardabweichung der Berechnungsergebnisse ist unzulässig Lagegenauigkeiten der Stufen 1-3 können mit QL-Projekten nicht erreicht werden Realistische Werte liegen in einer Größenordnung von <0,5m Genauigkeit besonders abhängig von Anzahl, Qualität und Verteilung der Anschlusspunkte (PaPu und bereits koordinierte Punkte) Fazit Spürbare Verbesserung der Koordinaten wird erreicht Ausgleichungsergebnis ist ein Kompromiss zwischen Genauigkeit und Kosten 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 15

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 16