Bachelorarbeit Erik Horn

Titel:

Untersuchung des Potentials verschiedender Programmpakete zur Veränderungs- und Deformationsanalyse (auf Basis von Laserscannerdaten)

Beschreibung:

Insbesondere in Gebirgsregionen verursachen Hangrutschungen häufig Situationen, die eine Gefahr für Menschenleben und wichtige Infrastruktur darstellen. Diese komplexen geodynamischen Vorgänge können dabei von unterschiedlichem Ursprung sein. Neben natürlichen Einflüssen, wie starkem Niederschlag und großen Mengen an Schmelzwasser, können auch anthropogene Eingriffe diese Deformationen des Geländes hervorrufen. Zur Einleitung präventiver Maßnahmen bedarf es deshalb einer detaillierten Untersuchung der vorliegenden Prozesse. 

Zur flächendeckenden Analyse rutschungsempflindlicher Gebiete hat sich das terrestrische Laserscanning etabliert. Diese räumlich angepasste Lösung liefert, durch die Aufnahme sogenannter Punktwolken, eine Fülle an geometrischen Informationen. Findet ein wiederholter Scan der Hangrutschungsgebiete in ausgewählten Zeitintervallen oder im Rahmen eines Hangmonitorings statt, wird es zudem möglich Differenzanalysen durchzuführen, welche die Detektion dynamischer Prozesse zulassen. Die Untersuchung der Vorgänge ermöglicht es somit auch die Hintergründe für eventuelle Deformationen zu ermitteln. 

Die Bachelorarbeit befasste sich intensiv mit der Bearbeitung aufgenommener Laserscandaten, um dadurch wichtige Hanganalyseparameter zu erhalten. Eine Reihe von Softwarepaketen in Form von Geomagic, GOM-Inspect und RiScan-Pro sollte es dabei ermöglichen, diese Faktoren aus den Daten zu ermitteln. Die unterschiedlichen Entwicklungshintergründe der Programme bringen variierende Bearbeitungswerkzeuge mit sich und lieferten den Anlass für einen Vergleich. Mit Hilfe eines Modellhanges, der an der Professur für Photogrammetrie der Technischen Universität Dresden erzeugt und mittels des Laserscanners MicroScan aufgenommen wurde, war es somit möglich ausgewählte Hangparameter aus den Punktwolken zu extrahieren. Dazu zählen: die Hangneigung, die Messung von Distanzen, die Differenzanalyse, das Ermitteln von Volumen und Oberflächeninhalt sowie das Setzen von Profilschnitten. Diese Schritte konnten durch die Software in unterschiedlichem Umfang realisiert werden. Bei den ermittelten Resultaten zeichneten sich zudem Qualitätsdifferenzen ab. Geomagic erwies sich letztendlich als souveränstes Programm bei der Extraktion der gesuchten Hangparameter, gefolgt von GOM Inspect und RiScan Pro.