Holst, Christoph: Analyse der Konfiguration bei der Approximation ungleichmäßig abgetasteter Oberflächen auf Basis von Nivellements und terrestrischen Laserscans. - Bonn, 2015. - , . In: Schriftenreihe / Institut für Geodäsie und Geoinformation, 51.
Online-Ausgabe in bonndoc: http://hdl.handle.net/20.500.11811/1636
@phdthesis{handle:20.500.11811/1636,
author = {{Christoph Holst}},
title = {Analyse der Konfiguration bei der Approximation ungleichmäßig abgetasteter Oberflächen auf Basis von Nivellements und terrestrischen Laserscans},
school = {},
year = 2015,
series = {Schriftenreihe / Institut für Geodäsie und Geoinformation},
volume = 51,
note = {Seit einigen Jahren unterliegt der Bereich der Ingenieurgeodäsie einem starken Wandel, da sich diese Disziplin generell den stetig weiterentwickelnden, anwendungsbezogenen Problemstellungen widmet. Unter diesen Aspekten ist insbesondere die flächenhafte Erfassung von Objekten und ihrer Geometrien – bis hin zur ganzheitlichen Raumkontinuisierung – in den Fokus der Ingenieurgeodäsie geraten. In diesem Kontext ergründet diese Dissertation, inwieweit die Konfiguration bei der Approximation von Oberflächen, die räumlich ungleichmäßig abgetastet wurden, analysiert und gegebenenfalls auch optimiert werden kann. Die zugrunde liegenden Messungen basieren auf Nivellements und terrestrischen Laserscans. Deren Oberflächenabtastung ist jeweils ungleichmäßig. Bei Nivellements liegt die Ursache in der Wirtschaftlichkeit und Siedlungsstruktur der Untersuchungsgebiete, beim terrestrischen Laserscanning (TLS) kann dies messtechnisch mit der polaren Abtastung begründet werden. In beiden Fällen dienen die Messpunkte häufig zur Approximation von Oberflächen, um flächenkontinuierliche Aussagen treffen zu können. Gängige Anwendungen sind z.B. die Analyse von Bodenbewegungen beim Nivellement oder die Deformationsanalyse beim TLS.
Obwohl bei diesen Anwendungen im Allgemeinen eine ausreichend große Anzahl an Messpunkten zur Verfügung steht, führt die ungleichmäßige Punktverteilung dennoch oftmals zu einer ungünstigen Konfiguration des Ausgleichs. Diese kann in Kombination mit dem oft nur limitiert vorhanden Modellwissen bei der Flächenmodellierung zu verzerrten Parameterschätzungen führen. Diese Konfiguration gilt es demnach zu analysieren und ggf. auch zu optimieren. Auf Basis dieser methodischen Analysen können schwerpunktmäßig vier Aspekte herausgestellt werden:
1) Anhand der Redundanzanteile sowie anhand von relativen Redundanzanteilunterschieden kann gezeigt werden, dass die ungleichmäßige Punktverteilung in Kombination mit limitiertem Modellwissen zu einer suboptimalen Konfiguration bei der Approximation von Oberflächen führt. Die Redundanzanteile vereinen sowohl die geometrische Verteilung der Messpunkte, die Objektgeometrie als auch das stochastische Modell der Beobachtungen zur Beurteilung der Zuverlässigkeit und der Konfiguration.
2) Zur Optimierung der Konfiguration bei der Approximation flächenhafter Nivellements wird ein Algorithmus aufgestellt, der die Messpunktverteilung im Bezug zur Komplexität der Bodensenkungen objektiv bewertet. Die existierenden Messpunkte werden hinsichtlich ihrer Wichtigkeit für die Approximation – auf Basis der Konfiguration – selektiert. Zusätzlich ist es in der Netzausgleichung erstmals möglich, die Positionen und die Anzahl zusätzlich benötigter Messpunkte zu bestimmen.
3) Die Approximationen gescannter Oberflächen sind oft verzerrt und abhängig vom Standpunkt. Dies kann anhand einer Konfigurationsanalyse unter Betrachtung der Redundanzanteile quantifiziert und analysiert werden. Ferner kann durch eine Punktausdünnung – also durch die Herstellung einer gleichmäßigen Abtastung – eine Minimierung der Standpunktabhängigkeit erzeugt werden. Dies zeigt sich auch in Form einer verbesserten Konfiguration.
4) Ein weiterentwickeltes Konzept zur scannerbasierten Deformationsuntersuchung integriert die beschriebenen Aspekte der Konfigurationsanalyse und -optimierung anhand eines konkreten Beispiels. Ferner wird der Aspekt der Scannerkalibrierung hervorgehoben und in die Deformationsanalyse integriert. Insgesamt bedeuten diese Maßnahmen einen großen Fortschritt für die Nutzung terrestrischer Laserscanner zur zuverlässigen und genauen Deformationsanalyse.
Diese Ergebnisse sind unmittelbar relevant für alle flächenhaften Approximationen mit hohen Genauigkeitsanforderungen. Im Gesamten stellt diese Dissertation also eine Grundlage zur verbesserten Analyse, Bewertung und Interpretation von Approximationen auf Basis ungleichmäßig abgetasteter Oberflächen dar. Eingebettet in ebenfalls erwähnte, weiterführende methodische Untersuchungen ist diese Dissertation damit bei der für die Ingenieurgeodäsie angestrebten ganzheitlichen Raumkontinuisierung von großem Nutzen},

url = {http://hdl.handle.net/20.500.11811/1636}
}

Die folgenden Nutzungsbestimmungen sind mit dieser Ressource verbunden:

InCopyright