3D-Modellierung von Deponien, Lagerplätzen und Mieten

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1 3D-Modellierung von Deponien, Lagerplätzen und Mieten am Beispiel der Deponie Rosenow (Ostmecklenburgisch-Vorpommersche Verwertungs- und Deponie GmbH (OVVD), BN Umwelt GmbH Rostock) CiS Ltd., Hansestraße 21, D Rostock, Telefon /

2 Einleitung Allgemeine Ausgangssituation Vor dem Anlegen einer Deponie wird zunächst ein Planungsvolumen festgelegt. Für den Betrieb der Deponie ist es wichtig, das aktuell eingelagerte Volumen und das noch zur Verfügung stehende Restvolumen zu bestimmen. Zur Bestimmung dieser Volumina wird vor der Einlagerung ein Grundmodell eingemessen (inkl. Basisabdichtung) sowie ein Zielmodell der vollständig befüllten Deponie erstellt. Die aktuelle Befüllung hingegen muss jeweils durch Vermessung bestimmt werden. Hier kann eine UAS-Befliegung weitere Daten liefern. Teilweise sind bestimmte Bereiche der Deponie schon mit einer Oberflächenabdichtung versehen und renaturiert, so dass dort eine bestimmte Volumenmenge abgezogen werden muss. Dazu kommt dann eventuell noch zu berücksichtigende Vegetation.

3 Einleitung: Deponieaufbau Schematischer Aufbau einer Deponie Basismodell: Deponie im leeren Zustand bzw. die Unterkante der Einlagerung Planungsmodell: Deponie in vollständig gefülltem Zustand (aktuelles + Restvolumen) Offener Einlagerungsbereich: sichtbare Oberfläche = Oberkante der Einlagerung Oberflächenabdichtung: Oberkante der Einlagerung = unterhalb der sichtbaren Oberfläche. Die Höhe der Abdichtung ist bekannt. Restvolumen Aktuelles Volumen Oberflächenabdichtung

4 Zusammenfassung (notwendige Arbeitsschritte) 1. Flugplanung und -vorbereitung 2. Durchführung der Befliegung 3. Bildauswertung im GIS 4. Photogrammetrische Bildauswertung 5. Import der 3D Information in das GIS 6. Volumenberechnung und weitere Verarbeitungsmöglichkeiten

5 1. Planung und Vorbereitung der Befliegung Flugroutenplanung aus der zu befliegenden Fläche im Flugplanungsprogramm UAV mobile Bodenkontrollpunkte mit bekannten Koordinaten können im Gelände gesucht oder festgelegt und eingemessen werden Steigerung der Genauigkeit bei der Weiterverarbeitung der Daten Markierung der Bodenkontrollpunkte im Gelände vom Fluggerät aus sichtbar

6 2. Durchführung der Befliegung Befliegung Speichern von Bilder und Protokolldateien

7 3. Bildauswertung im GIS Einlesen der Flugprotokolldatei nach UAV GIS Speichern der GPS-Position als EXIF-Information an die Einzelbilder Einzelanzeige der Fotos oder Mosaikbildung (Überblick über das Befliegungsgebiet) Vorbereitung des Exports in die Photogrammetrie-Software (z.b. PhotoScan von Agisoft)

8 4. Photogrammetrische Bildauswertung (1/3) Import und/oder Eingabe der Einzelbilder (inkl. Kameraposition), Kameraparameter und Koordinaten der Bodenkontrollpunkte (inkl. Höhe) Markierung der Bodenkontrollpunkte in den Einzelbildern (Die Software bietet zur Unterstützung auch geschätzte Positionen in anderen Bildern an.) Ein markierter Bodenkontrollpunkt im linken Bild führt zum Vorschlag der errechneten Position im rechten Bild.

9 4. Photogrammetrische Bildauswertung (2/3) 1. Punktwolke 2. Dichte Punktwolke 3. 3D-Modell ohne Textur 4. 3D-Modell mit Textur Nachbearbeitung: Entfernung von störenden Elementen (z.b. Container, Fahrzeuge) Berechnung des 3D-Modells, Export des Modells zur Auswertung im GIS Berechnung und Export von Orthofotos aus den Fotografien und den berechneten 3D-Informationen möglich

10 4. Photogrammetrische Bildauswertung (3/3)

11 5. Import und Weiterverarbeitung der 3D Information im GIS Import des errechneten 3D-Modells in das GIS Import von Basis- und Zielmodell der Deponie in das GIS Verwendung der Höhenwerte der Polygon-Eckpunkte für die Berechnung [ohne Bodenkontrollpunkte: Georeferenzierung des 3D-Modells (halbautomatisch mit Hilfe der Kamerakoordinaten)]

12 6. Volumenberechnung und andere Berechnungen (1/2) Weitergehende Analysen ausgehend vom 3D-Modell: Berechnung von aktuell eingelagertem Volumen und Restvolumen (in Verbindung mit Basis- und Planungsmodell) -> Umrechnung der Modelle auf ein gemeinsames Raster Anzeige von Querschnitten durch das Geländemodell

13 6. Volumenberechnung und andere Berechnungen (2/2) Weitergehende Analysen unabhängig vom Deponieszenario: Volumenbestimmung von Mieten durch Abschätzung des Bodenniveaus (z.b. Zuckerrüben). Volumenänderungen mit der Zeit aus Differenzbildung der Geländemodelle von Befliegungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten (z.b. Anwendung Küstenschutz) Fassungsvermögen von Geländehohlformen: Wie viel Wasser kann in eine Geländehohlform (z.b. einem Soll) gefüllt werden, bis eine bestimmte Wassertiefe an einem bestimmten Punkt erreicht ist? Welche Fläche wird dann überflutet?

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