Mobile Mapping in Kombination mit Echolotmessungen zur Dokumentation von Tagebauseen und Wasserstraßen

Transkript

1 Mobile Mapping in Kombination mit Echolotmessungen zur Dokumentation von Tagebauseen und Wasserstraßen Martin Wagner(ILV-Fernerkundung GmbH) Danny Nickel(AllTerra )

2 Gliederung 1. Übersicht 2. Trimble MX2 3. Multibeamsonare 8125-H und T50-P 4. Beispielprojekte - Störmthaler See - Elsterbecken Leipzig / Saale 5. Potential des MX2 und T50-P

3 1. Übersicht Die ILV-Fernerkundung GmbH mit Hauptsitz in Berlin (Groitzsch bei Leipzig, Seebad Trassenheide, Accra Ghana) weltweit innovativen Lösungen für Luftbildvermessung, Laserscanning, 3D Daten-Erfassung und Verarbeitung, Marine/Offshore-Projekte setzt seit 2003 hochauflösende Multibeamtechnik für Flachwasserbereichebis 200 m Tiefe ein und sucht nach immer effektiveren Methoden der multivalenten Gewässervermessung Die ALLTERRA mit Hauptsitz in Wunstorf bei Hannover(Berlin, Hamburg, Leipzig, Greven und Jena) breiteres Produktportfolio an innovativen Lösungen für Vermessung, Monitoring, 3D Daten-Erfassung und Verarbeitung, Marine/Offshore- Positionierung und mobilem GIS Bieten Softwareentwicklung und umfassende technische Unterstützung durch Support und eigene Werkstätten.

4 1. Sonartechnik mit Verwendung des MX2 In 2014/2015 wurde das portabele(24 Volt) MultibeamsonarT50-P und das MX2 getestet. Schnittstellen beider Systeme sind die Softwarekomponenten POS MV und POSPac von Trimble / Applanixsowie QINSy von QPS, d.h. über QINSyist die Einbindung des MX2 mit dem Sonarsystem möglich. Beide Systeme sind für kurze Reichweiten mit einer sehr hohen Punktdichte und sehr hohen Genauig- keit konzipiert. Die Systeme und Ergebnisse sollen im Folgenden kurz vorgestellt werden.

5 2. Trimble MX2 - Spezifikationen Laserklasse 1 (Augensicher) Reichweite bis zu 250m Genauigkeit ±1cm Scanner-Sichtfeld 360 Scanrate 20Hz (single head) Pulsrate 36KHz (single head) bei 72t P./sek. Operative Temperatur-10 to +50 C Lagertemperatur-20/+70 C Stromversorgung 12 bis 34 Volt DC Gewicht: 17kg (single laser) 25kg (dual lasers)

6 2. Trimble MX2 - Varianten Single Head Dual Head RTK oder RTK und Postprozessing

7 2. Trimble MX2 - Komponenten Hardware: Rugged Laptop Hardware: Interface Adaptor Software: Trimble Trident Capture Software: Applanix POSview

8 2. Trimble MX2 - Eckpunkte Robuste und kostengünstige Mobile Mapping-Lösung Alternative Capture Software QINSy (QPS) Einfache Installation und Betrieb nur wenige Minuten Vorbereitungszeit vor der Aufnahme Einsetzbar auch auf kleinen Fahrzeugen Datenaufzeichnung auf Laptop keine komplexen Computerracks erforderlich Feste Installation aller Komponenten in einem stabilen Gehäuse und Vehicle Roof mounting system Bewährte Trimble GNSS / Applanix-Inertial Lösung Werkskalibriert (GNSS + IMU+Scanner) G360 Kamera und DMI möglich

9 3. Technische Daten Sonare Technische Angaben der Multibeamsonare 8125-H und T50-P 8125-H T50-P Frequenz 455 khz khz Tiefenbereich 0,5 120 m 0,5 300 m (400 khz) 0,5 575 m (200 khz) Tiefenauflösung 6 mm 6 mm Anzahl der Beams 240 AD / 512 ED Öffnungswinkel 1 / 0,5 bei 400 khz 1 / 0,5 (längs/quer) 2 / 1 bei 200 khz Horizontale Schwadbreite Messrate variabel bis 40 variabel bis 50 Messungen / s je Beam Messungen / s je Beam

10 3. Roll Stabilisierung, Equi-Distant Modus Die Roll Stabilisierung wird zur Datenverbesserung verwendet kein Rollen Rollen verschiebt den Fächer Unterschiede zwischen Equi-Angle Modus (240/512 EA Beams) und Equi-Distant Modus (512 ED Beams)

11 3. Steuerbarer Fächer Dieses Leistungsmerkmal ermöglicht es, die Fächerbreite zu variieren und zu steuern. Kopfschwenkung: Bei dieser Anwendung wird der Kopf physisch bis zu 30 zu einer Seite geschwenkt, um das gewünschte Gebiet (z. B. ein Bauwerk) cm-genau zu beleuchten.

12 4. Beispielprojekt Störmthaler See Tagebaurestloch StörmthalerSee bei Leipzig, ehemals ein Teil des Brückentagebaues Espenhain, woraus auch der Markkleeberger See hervor gegangen ist Durch die besondere Topographie eines alten Braunkohletagebaus für die Test geeignet, d.h. Schwer zugängliche Ufer-bzw. Seebereiche wie Inseln können zeitgleich mit hoher Präzision erfasst werden Tiefe Bereiche bis 60 m Steile zerklüftete Hänge sowie Böschungskanten Sehr wichtig für die Kontrolle der Alttagebaue im Rahmen der Bergsicherheit

13 4. Trimble MX2 in der Hydrographie Links: Installation des MX2; Rechts: Luftbild des Hafens am Störmthaler See bei Leipzig

14 4. Visualisierung Kameradaten MX2 Dies ist ein Ausschnitt des mit der 360 Kamera erfassten Hafengebietes des StörmthalerSees bei Nebel, welcher ein Tagebaurestloch mit bis zu 60 m Tiefe ist.

15 4. Visualisierung Scandaten MX2 Brücke Saale

16 4. Sonartechnik mit Verwendung des MX2 Das linke Bild zeigt die Installation des MX2 mit der 360 Kamera und das rechte Bild die Sonarhalterung für das T50-P mit IMU und SVP im Kompaktgehäuse.

17 4. Beispielprojekt Störmthaler See 3D-Ansicht der Messungen im Störmthaler See mit der Umgebung

18 4. Beispielprojekt Störmthaler See Fokussierung von Bergschäden, z.b. Rutschungen (1 m -Raster)

19 4. Störmthaler See Differenzmodell Vergleich der Höhen von 2013 zu 2016 (1 m -Raster)

20 4. Hohe Genauigkeiten der Daten Post-Prozessierung der Multibeammessungen mit POSPac Genauigkeiten besser +/-1 cm in Lage und Höhe mit dem T50-P mit dem MX2 Die Abbildung zeigt die Genauigkeiten der Post-Prozessierungder Lotung am Störmthaler See

21 4. Beispielprojekt Elsterbecken Links: Einsatz des flexiblen Sonars T50-P im Elsterbecken; rechts: Schrägbildaufnahme

22 4. Beispielprojekt Elsterbecken Die Abbildung zeigt ein 50 cm -Raster aus der Datenaufnahme mit dem Multibeamsonar T50-P im Bereich der Landauer Brücke. Gut zu sehen im linken Bild, sind die Brückenpfeiler und die anschließenden Erhebungen. Im rechten Bild ist die Brücke im Luftbild sichtbar.

23 4. Trimble MX2 - Ergebnis

24 4. Hohe Genauigkeiten der Daten Post-Prozessierungder Multibeammessungenmit POSPacauch in urbanen Gebieten mit Brückenbauten möglich Die Lage- und Höhengenauigkeiten sind ca. +/- 1 cm Abweichung von bis zu +/- 5 cm sind mit Brückendurchfahrten ohne GPS-Signal zu begründen,welche durch die Einbeziehung der INS-Daten (Kalmannfilter) sehr gut interpoliert werden Abbildung auf nächster Folie

25 4. Hohe Genauigkeiten der Daten

26 5. Potential des MX2 und T50-P Präzise Erfassung der Untersuchungsgebiete Fokussierung auf besondere Kundenwünsche Kontrolle gefluteter Tagebaue (urbane) Wasserflächen, z.b. Schleusengebiete Seehäfen und deren Umfeld Erfassung der Situation nach Naturkatastrophen Vieles mehr Verarbeitung der Geländemodelle in verschiedenen Detailstufen Erstellung von Differenzmodellen Visualisierung in zwei- und dreidimensionaler Sicht Animationen des gesamten Untersuchungsgebietes

27 Ihre Lösung