Stadionsanierung in Kalifornien

Technik
& mehr
Ausgabe 2012-1
Eine Publikation für Fachleute der
Vermessung und Kartografie
Stadionsanierung
in Kalifornien
Dulles Metrorail Megaprojekt
Sandverfrachtung im Visier
Erhaltung prähistorischer Kunst
Technik
& mehr
Willkommen bei „Technik & Mehr“:
Über ein Jahrzehnt mit
weltweiten Projekten
Inhalt
Sehr geehrte Leserinnen und Leser,
Es ist kaum zu glauben, dass wir mit dieser Ausgabe von „Technik & mehr“ bereits in unser elftes Jahr
gehen, indem wir Ihnen innovative Vermessungsprojekte unserer Kunden in aller Welt vorstellen. Von der
ersten Ausgabe von „Technik & mehr“ im Jahr 2002 bis heute möchten wir mit dieser Zeitschrift Projekte
präsentieren, durch die die gesteigerte Effizienz und die umfassenderen Möglichkeiten deutlich werden, die
sich durch die Nutzung von Trimble® Technologielösungen ergeben. Darüber hinaus hoffen wir, dass wir
Ihnen mit unseren Artikeln hilfreiche Anregungen und Informationen bereitstellen, die Ihnen und Ihrem
Unternehmen heute und in Zukunft wesentliche Vorteile bringen.
Chris Gibson: Leiter der
Vermessungssparte
Themen dieser Ausgabe: Wir berichten unter anderem, wie mit 3D-Scans
ein kompletter Datenbestand einer Vorher-Nachher-Bestandsaufnahme
zum Sanierungsverlauf des Footballstadions der University of California
in Berkeley in einem großen Modernisierungsprojekt erstellt wurde. Sie
erfahren außerdem, wie GNSS- und GeoSpatial-Lösungen im Anschluss
an eine schreckliche Folge von Erdbeben in Neuseeland die ersten
Sicherungs- und Wiederherstellungsmaßnahmen in Christchurch
unterstützten. In einem weiteren Artikel wird beschrieben, wie eine
einzige Person durch die Integration von optischen und GPS/GNSSVermessungsinstrumenten in der Lage ist, die sich teilweise sehr
schnell vollziehenden Änderungen im Küstenverlauf von Südwales
in Großbritannien zu messen und zu dokumentieren. Wir berichten
auch davon, wie in einem großen Metrorail-Erweiterungsprojekt bei
Washington DC sämtliche Bauaspekte über eine Trimble Connected
Site™-Lösung abgewickelt wurden. Des weiteren erfahren Sie, wie
im Herzen Deutschlands die Gleisverlegung mit sogenannten
Vormesssystemen beschleunigt wird. Aus Spanien berichten wir über
3D-Scans, durch die vierzigtausend Jahre alte Höhlenkunst detailgenau
dokumentiert werden kann.
USA
Seite 4
Neuseeland
Seite 8
In allen diesen Projekten waren Trimble-Lösungen (mit unterschiedlichsten Technologien wie GNSS, optische
Vermessung, Spatial Imaging, GeoSpatial, GIS oder VRS™) entscheidend daran beteiligt, dass Anwender ihre
Arbeit zügiger und effizienter abwickeln konnten. Teilweise konnten mit Hilfe unserer Trimble-Lösungen
auch Arbeiten durchgeführt werden, die noch vor wenigen Jahren nicht möglich gewesen wären.
Wir informieren Sie außerdem darüber, wie progressive Vermessungstechniker mit Spezialsoftware
für Trimble-Vermessungssysteme arbeiten. Mit dem Trimble Access™ Software Development Kit (SDK)
können Softwareentwickler auf sehr anwendungs- und ortsspezifische Kundenanforderungen eingehen,
indem sie hierzu die geeigneten Softwarelösungen entwickeln. Das Trimble Access SDK bietet für
Vermessungsfachleute verschiedenste anpassbare Optionen, um Projekte schneller, bequemer und
produktiver abwickeln zu können.
Deutschland
Seite 12
Spanien
Seite 14
Wenn Sie anderen Lesern von „Technik & mehr“ von Ihren eigenen innovativen Projekten berichten
möchten, sind wir sehr daran interessiert: Schreiben Sie uns einfach eine E-Mail an folgende Adresse:
[email protected]. Wir verfassen sogar den Artikel für Sie.
Merken Sie in Ihrem Kalender schon jetzt die internationale Anwenderkonferenz „Trimble Dimensions“
vor, die vom 5. bis 7. November 2012 im Mirage Hotel in Las Vegas (US-Bundesstaat Nevada) stattfindet.
Zu der „Trimble Dimensions 2010“ waren um die 3000 Teilnehmer aus dem Vermessungswesen und aus
der Baubranche gekommen. Wir hoffen, dass wir Sie dieses Jahr ebenfalls als Teilnehmer begrüßen dürfen:
Die „Trimble Dimensions 2012“ verspricht bereits jetzt, wieder eine äußerst anregende Konferenz mit
umfassenden Fortbildungsoptionen, unvergleichlichen Netzwerkgelegenheiten und einer Menge Spaß
zu werden.
Und jetzt wünsche ich Ihnen viel Freude bei der Lektüre dieser Ausgabe von „Technik & mehr“.
Chris Gibson
Impressum:
Trimble Engineering
& Construction
10355 Westmoor Drive
Westminster, Colorado 80021
Tel: 720-587-6100
Fax: 720-887-6101
E-Mail: T&[email protected]
www.trimble.com
Chefredakteurin: Shelly Nooner
Redaktion: Angie Vlasaty;
Lea Ann McNabb; Omar Soubra;
Heather Silvestri; Eric Harris; Kelly Liberi;
Susanne Preiser; Christiane Gagel;
Lin Lin Ho; Bai Lu; Echo Wei; Maribel
Aguinaldo; Stephanie Kirtland, Technisches
Marketingteam Vermessung
Layout und Grafik: Tom Pipinou
© 2012, Trimble Navigation Limited. Alle Rechte vorbehalten.
Trimble, das Globus- und Dreieck-Logo, GEDO, GeoExplorer,
Pathfinder, Ranger, RealWorks, TSC2 und TSC3 sind beim
United States Patent and Trademark Office eingetragene
Marken von Trimble Navigation Limited oder von angeschlossenen Unternehmen oder Tochterunternehmen. Access,
Business Center, Connected Site, CU, FX, GeoXR, GeoXT, GX,
Integrated Surveying, NetR9, POS LV, ProXH, Survey Pro,
VRS, VRS Now und VX sind Marken von Trimble Navigation
Limited oder von angeschlossenen Unternehmen oder Tochterunternehmen. Alle anderen Marken sind Eigentum der
jeweiligen Inhaber.
Titelseite von Tom Pipinou. Unser Dank geht auch an KOREC
für das ursprüngliche Manuskript zum Artikel „Sandverfrachtung im Visier“.
Technik
& mehr
Windparkvermessung
D
um statische und RTK-Messungen durchzuführen. CME greift für
alle RTK-Arbeiten so viel wie möglich auf das KeyNetGPS RTN
(Real-Time Network, Echtzeitnetz) zurück, das auf Trimble VRSTechnologie beruht.
as unwegsame Gebiet der Appalachen in den USBundesstaaten Pennsylvania und West Virginia kann
für Reise und Handel Widrigkeiten bereithalten. Aber
die hohen Gebirgszüge bieten ein wichtiges Potenzial für neue
gewinnträchtige Projekte: Sie sind der ideale Standort für
Windparks. Gemäß dem US-amerikanischen nationalen Labor
für erneuerbare Energien (NREL) kann die Windhöffigkeit in
Südwest-Pennsylvania mehr als sechs Prozent des bestehenden
Elektrizitätsbedarfs im Bundesstaat decken. In der Region wird
jedoch nicht nur Elektrizität produziert: Im Jahr 2010 wurde
berichtet, dass Pennsylvanias Windkraftbranche mehr als
3000 Arbeitsplätze im produzierenden Gewerbe, im Bauwesen
sowie im Betrieb der im Bundesstaat gelegenen Windparks
unterstützte.
„Durch die in vielen Bereichen nur begrenzt vorhandene
Mobilfunkabdeckung nutzen wir oft das Trimble HPB450
Funkmodem für RTK-Arbeiten“, erläutert Maust. „Mit Repeatern
werden die RTK-Signale auch in tiefe, enge Gebirgstäler
übertragen.“ In Gebieten, in denen mit Totalstationen gearbeitet
werden muss, vermarken CME-Vermessungstechniker GNSSFestpunkte und messen mit einer Nikon DTM-332 Totalstation
Polygonzüge zwischen den GNSS-Festpunkten. Grob 60 Prozent
der Festpunkte werden mit statischen Verfahren bestimmt,
während der Rest mit RTK erfolgt. Die meisten Arbeiten werden
mit einer Genauigkeit von 3 mm durchgeführt.
Das Unternehmen CME Engineering LP bietet von seinen
Unternehmenssitzen in Pennsylvania und Maryland verschiedene
Dienstleistungen im Bereich der Windparkentwicklung in
Südwest-Pennsylvania und West Virginia an. Laut Dan Llewellyn,
Projektleiter bei CME, sind für Windparks verschiedenste
Vermessungsaufgaben
erforderlich.
Ein
wesentlicher
Bestandteil in jedem Projekt besteht in Katasterarbeiten in
der Erstellung von Karten und Beschreibungen bezüglich der
Grunddienstbarkeiten und Wegerechte auf den Grundstücken,
auf denen sich die Windkraftanlagen, Zufahrtswege und
Starkstromleitungen befinden. Zusätzliche Arbeiten ergeben sich
durch Bauvermessungen zum Wegeausbau, damit mit langen
Anhängern Rotorblätter und Turbinentürme zu den Bergkämmen
transportiert werden können. Mit abschließenden Vermessungen
werden Bestandaufnahmen fertig gestellter Standorte von
Strommasten und anderen Anlagen durchgeführt.
Maust erwähnt außerdem, dass die geforderte Genauigkeit
variiert und Windparkprojekte kurze Bauzyklen haben, die
ein großes Maß an Flexibilität und Reaktionsschnelligkeit
erfordern. Als Beispiel führt er West Virginia’s Pinnacle Windpark
mit 23 Windkraftanlagen an, die die Stromversorgung für
14000 Haushalte sicherstellen. Der Bau begann im Frühling
2011, und der Windpark hatte Ende 2011 bereits den vollen
Betrieb aufgenommen. Zwei CME-Messteams arbeiteten
mit statischem GNSS, um mehr als 100 Festpunkte für Bau,
Luftbildaufnahmen und Katastermessungen zu vermarken.
CME sorgte auch für entsprechende Vermessungen für Wege,
Windturbinenfundamente und Stromleitungen.
Die Arbeit an den Windparkprojekten lässt nicht nach. Wie
viele andere Bundesstaaten gibt es in Pennsylvania wählerseitig
gebilligte Auflagen für die gesteigerte Nutzung von Windkraft und
anderen alternativen Energiequellen. Dies stellt eine wichtige
Chance dar, und Vermessungsfachleute mit flexibel einsetzbaren
Instrumenten und Verfahren sind bestens in der Lage, den
Anforderungen gerecht zu werden.
Das schwierige Gelände erfordert eine ganze Palette an
Vermessungstechniken und -instrumenten. Asa Maust,
Vermessungstechniker bei CME Engineering, arbeitet mit einem
Trimble R8 GNSS-Empfänger in Verbindung mit einem mit der
Trimble Access-Software ausgestatteten Trimble TSC3® Controller,
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Technik & mehr; 2012-1
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Sandverfrachtung im Visier
Ä
ltere Einwohner von Cwm Ivy in Südwales erinnern sich noch daran, wie sie an der Küste von den Klippen Penny-Münzen auf die unten vor
Anker liegenden Boote geworfen haben. Inzwischen hat sich die Wasserkante gute 500 m nach außen verlagert, und wo einst tiefes Wasser
war, erstrecken sich heute Sanddünen.
Das gemeinsam tätige Forscherteam von CEH und BGS hat vor,
das Gebiet in Südwales im Verlauf der nächsten 5 bis 10 Jahre zu
dokumentieren. Hierzu wurde geplant, die Ausrüstung zu erneuern
und von wichtigen technologischen Fortschritten seit dem letzten
Kauf von Messausrüstung zu profitieren.
Charlie Stratford, Hydrologe und Experte für Feuchtbiotope befasst
sich eingehend mit diesen Wanderdünen, und eines seiner zentralen
Forschungsinstrumente beim Dokumentieren der Landbewegungen
ist die Trimble S3 Robotic Totalstation. Stratford arbeitet mit
optischen und GNSS-Messverfahren, und sein Forschungsteam kann
dieses dynamische Gebiet mit Integrated Surveying™-Techniken
überwachen und vermessen.
Stratford plante, den größten Teil der Vermessungsarbeiten mit
optischen Messverfahren durchzuführen, durch die gleichzeitig
Probleme in Verbindung mit GNSS-Messungen in Waldgebieten in
der Nähe des Messgebiets im nationalen Naturreservat von Whiteford
Burrows umgangen werden können. Außerdem benötigte er leichte,
tragbare Messinstrumente, da er die meisten Vermessungsarbeiten
selbst durchführen wollte. Er entschied sich für eine Trimble S3
Robotic Totalstation und einen Trimble TSC2® Controller mit Trimble
Access-Software.
Stratfords Erforschung von Süßwasserökosystemen erfolgt im
Rahmen seiner Arbeit für das Centre for Ecology & Hydrology (CEH)
und in Kooperation mit dem British Geological Survey (BGS), die
beide zum Natural Environment Research Council gehören.
Die Dünen und Salzmarschen befinden sich an der Gower-Halbinsel
in Swansea an der nordöstlichen Küste von Südwales.
Dokumentation einer stets neuen Umgebung mit neuem
Instrumentarium
Für die GNSS-Messungen beinhalteten die Neuanschaffungen ein
Trimble R8 GNSS-System, um mit Messungen arbeiten zu können,
bei denen mit GPS- und GLONASS-Satellitensignalen die benötigten
Daten erfasst werden, auch in der sich ständig wandelnden Dünenwelt
der Küste.
Das Forschungsgebiet in Südwales ist für das Institut durch seinen
beständigen Wandel von besonderem Interesse. Ein Sturm kann
gefährdete Abschnitte der Küstenlinie über Nacht umgestalten,
während sich die Konturen des Landes durch Erosion im Laufe vieler
Jahre deutlich verschieben können. Durch den Wandel der Landschaft
ändert sich auch das Wasser des Feuchtbiotops. Der Salzgehalt des
Salzwassers geht zurück, sodass sich in dem Gebiet neue Pflanzenund Tierarten ausbreiten können.
Um nicht immer wieder Neumessungen durchführen und feste
Markierungen verwenden zu müssen, entschied sich Stratford
zudem für die Nutzung des Trimble VRS Now™-Dienstes, mit dem
ein Direktzugriff auf RTK-Korrekturen in ganz Großbritannien
bereitgestellt wird.
„Nur wenige Landschaftsgebiete können sich so frei und unabhängig
vom menschlichen Eingriff entfalten wie das Gebiet, das wir in
Südwales haben, und dies ist der Grund, warum dieses Gebiet für
uns so wichtig und faszinierend ist“, erläutert Stratford. „Dies ist
ein dynamisches Ökosystem, das sich wirklich sehr eigenständig
verhält, und der Schlüssel oder besser der Dreh- und Angelpunkt zum
Beobachten, Überwachen und Verstehen dieser Änderungen besteht
in zuverlässigen topographischen Messdaten.”
Technik & mehr; 2012-1
„Dieses Gebiet befindet sich in fortlaufender Entwicklung, sodass
feste Markierungen im Sand vergraben oder durch Stürme fortgespült
werden können“, erläutert Stratford. „Als nahe liegende Lösung
bot sich das R8 GNSS-System an, durch das einerseits ein ganzer
Bereich an Unsicherheiten ausgeschlossen wird und uns andererseits
erstklassige Kartierungsfunktionen und die Wiederholbarkeit von
Messungen verfügbar sind.“
-2-
Integrated Surveying
Das Prinzip von Integrated Surveying besteht in der nahtlosen Integration von
GNSS- oder GPS-Empfängern und optischen Totalstationen auf eine Weise, dass
sie von Vermessungstechnikern als kombiniertes System angesehen werden.
Der Controller und die Anwendungssoftware stellen eine gemeinsame Datei und
Oberfläche für GNSS/GPS- und konventionelle Vermessungsinstrumente bereit.
Im Projekt von Stratford wird die nahtlose Verbindung der beiden Systeme mit
dem Trimble TSC2 Controller unter Verwendung der Trimble Access-Software
sichergestellt. Stratford kann mit diesem System bequem zwischen der optischen
und GNSS-Datenerfassung umschalten, wenn die Trimble Totalstation und der
GNSS-Rover aktiv sind.
„Wenn Sandhügel uns bei der Arbeit mit dem optischen Instrument die Sicht
blockieren oder wenn dichte Baumkronen unser GNSS-Signal beeinträchtigen,
drücken wir einfach eine Taste oder Schaltfläche und wechseln zum anderen
System“, erklärt Stratford.
„Der TSC2 Controller ist gleichzeitig mit beiden Systemen verbunden. Dieses
Verfahren ist sehr einfach und praktisch und hat unsere Produktivität beträchtlich
gesteigert, und zwar je nach Aufgabe um 50 bis 100 Prozent gegenüber der
separaten Verwendung unserer alten Systeme. Es ist wirklich fantastisch.“
„In vielen Fällen können wir unsere Vermessungsarbeiten mit der RoboticTotalstation mit einer einzigen Person durchführen, sodass der zweite
Vermessungsmitarbeiter vor Ort sich mit anderen dringlichen Aufgaben befassen
kann, während wir durch die reflektorlose Option einen guten Eindruck der Höhe
der verschiedenen Dünenkämme erhalten, was sich als besonders hilfreich erweist.
Auch das VRS-System funktioniert ausgezeichnet. Einige dieser Küstenbereiche
stellen uns vor große Herausforderungen, aber mit Integrated Surveying können
wir uns stets darauf verlassen, gute Daten zu erhalten.“
Stratford verwendet das Trimble R8-System zum Einrichten der Totalstation,
platziert sich mit einer freien Standpunktwahl im Ordnance Survey-Gitter und
kann anschließend sofort loslegen. Durch die optionale Verfügbarkeit von GNSSoder optischen Instrumenten werden Positionen geliefert, die stets mit einem
sechsstelligen Ordnance Survey-Gitterwert aufgezeichnet werden, der wiederum
den Postprocessing-Aufwand reduzieren kann und Stratford maximale Flexibilität
bei seinen Vermessungsarbeiten gibt.
Daten werden nach der Erfassung im Büro heruntergeladen. Mit der Software
Trimble Business Center™ werden die Daten grafisch dargestellt oder erfasste
Daten werden über Google-Luftbildkarten gelegt. In der Esri ArcGIS-Software
können dann weitere Analysen durchgeführt werden.
Stratford fasst zusammen: „Die Analyse räumlicher Daten ist für unser Team
unerlässlich, um ein echtes Verständnis der sich vollziehenden Änderungen
zu erhalten. Wir haben in diesem Projekt noch viel vor uns, Aber durch die
Datenoverlays anhand unseres aufgezeichneten Datenmaterials können wir alte
Luftbildaufnahmen heranziehen und eindeutige Unterschiede zwischen jetzt und
damals identifizieren. Wir werden unsere Messungen voraussichtlich einmal pro
Jahr wiederholen (oder ggf. öfter, wenn wir von heftigen Stürmen wissen) und eine
zeitliche Dokumentation der Topographie erstellen. Mit laufenden Fortbildungen
stellen wir sicher, dass wir in der Lage sind, den vollen Funktionsumfang unserer
Vermessungsinstrumente optimal zu nutzen. Dies kann sich nur positiv auf die
weitere Entwicklung unseres Projekts auswirken.“
Siehe auch den Artikel in der Oktoberausgabe von GeoConnexion (2011):
www.geoconnexion.com
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Technik & mehr; 2012-1
Technik
& mehr
Titelgeschichte
Stabiles Fundament
für Berkeleys Stadion
Chad Mathias (links) und Devin Finn bei Messungen im Cal Stadium. Die Trimble S6 Totalstation von Devin Finn liefert Festpunkte für den von Chad Mathis bedienten
Trimble GX Scanner.
In einem umfangreichen Sanierungsprojekt des
Footballstadions der University of California in
Berkeley wird dieses gegen Erdbeben gesichert.
D
as California Memorial Stadium, das abgekürzt einfach Cal Stadium genannt wird, liegt eingebettet in den Berghang am
Eingang des Strawberry Canyon beim Campus der University of California at Berkeley (UCB) und zeichnet sich durch
eine der schönsten Naturkulissen im Hochschulsport aus. Seit seiner Eröffnung im Jahr 1923 hat das Stadion, das in das
nationale Verzeichnis historischer Stätten von besonderer Bedeutung aufgenommen wurde, jedes Jahr Tausende Fans der UCBFootballturniere und anderer Sportveranstaltungen willkommen geheißen. Nach 90 Jahren Betrieb sind im Cal Stadium wichtige
Modernisierungsmaßnahmen fällig. Das Stadion entspricht inzwischen längst nicht mehr dem Bau- und Einrichtungsstandard
anderer großer universitärer Sportstadien. Es sind Modernisierungsmaßnahmen im Gang, die unter anderem eine neue
Pressetribüne und die Sanierung der Zugangshallen und der Ausschank- und Verkaufsbereiche beinhalten. Außerdem wird das
Spielfeld tiefer gelegt und neue Sitzreihen sollen das Sichtfeld der Zuschauer optimieren.
Obwohl diese Modernisierungsmaßnahmen wichtig sind, liegt der eigentliche Grund für die Erneuerung des Stadions tief
in der Erde. Das Cal Stadium liegt direkt über dem Hayward Fault, einem geologisch aktiven geologischen Bruch, der durch
das Gebiet von Berkeley verläuft. Ein Großteil der Erneuerungsmaßnahmen erstreckt sich auf Verbesserungen, die bei einem
Erdbeben das potenzielle Ausmaß an Schäden minimieren und Menschenleben schützen.
Die UCB bietet hochkarätige akademische Programme auf dem Gebiet der Geophysik und des Ingenieurwesens an, und die
Professoren und Wissenschaftler der Universität lieferten einen wichtigen Beitrag, in den Bau der neuen Stadionanlagen die
besten Konzepte der Wissenschaft und der Ingenieurtechnik einfließen zu lassen. Bei der modernen Bauweise wird weniger
versucht, Widerstand gegen Erdbebenstöße zu bieten, sondern mit den Bewegungen des Erdbebens mitzugehen. Die neue
Pressetribüne ist so konstruiert, dass sie auf eigenen vorgespannten Betonstützwänden und Stoßdämpfern ruht. Sie ist
bautechnisch vom Rest des Stadions isoliert und kann sich bei einem starken Erdbeben 30 cm bewegen. Die Sitzabschnitte
an den beiden Enden des Stadions wurden entfernt und als schwimmende, gegen entstehende Erdspalten gefeite Blocks neu
gebaut, sodass sich das Stadium selbst mit starken Erdbeben verziehen und bewegen kann.
Webcor Builders, der mit der Planung und Durchführung der Baumaßnahmen beauftragte Generalunternehmer,
hatte die Vorgabe bekommen, die massive Westwand des Stadions zu erhalten und Störungen des Universitätsbetriebs
und Beeinträchtigungen der Umwelt zu minimieren. Webcor beauftragte F3 & Associates mit der Durchführung der
Technik & mehr; 2012-1
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Vermessungsarbeiten im Projekt. Eine der ersten Maßnahmen
bestand im Vermarken der Festpunkte und Definieren eines
Zentrums und einer Achse für das Koordinatensystem des
Stadions. Sean Finn, Geschäftsführer bei F3 berichtet, dass
das Vermessungspersonal von F3 hierzu mit einem Trimble
5700 GPS-System und einer Trimble 5601 DR200+ Totalstation
arbeitete, die über eine Verbindung zu Trimble Ranger®
Handhelds mit Survey Pro™-Software verfügten, um feste
Zielpunkte an der Stadionwand einzurichten und Festpunkte
um das Stadion herum zu vermarken. Nach der Verknüpfung
des Stadions mit den Festpunkten und nach Messungen zu den
vorhandenen Wänden arbeiteten die Vermessungstechniker
von F3 mit Planungs- und Konstruktionsteams, um
gemeinsam das Zentrum des Stadions zu bestimmen. „Dies
war nicht ganz einfach“, beschreibt Webcor Projektleiter
Victor Elliot. „Wir befinden uns mit dem Stadion direkt über
dem Bruch, und offensichtlich haben sich im Lauf der Jahre
beträchtliche Bewegungen vollzogen. Wir müssen mit einem
längst gebauten Stadion arbeiten und hierzu unbedingt den
Koordinatenursprung kennen. Sean Finn machte es mit seiner
Vermessungstechnologie möglich.“
Scans. Durch die komplementäre Verwendung der Scanner
konnte das Messpersonal den Zeitaufwand der Datenerfassung
äußerst effizient gestalten. Eigens geschulte Techniker im Büro
kombinierten die Scans mit der Trimble RealWorks® Software
und modellierten die Säulen und andere Komponenten
der Mauer.
Mess- und Scanarbeiten auf der Baustelle
Die Universitätsverantwortlichen bestehen darauf, das
Erscheinungsbild und die Konstruktionsmerkmale des
ursprünglichen Stadions zu erhalten. Zum Umsetzen
dieser Vorgabe mussten sehr detaillierte Messungen
und Datenerfassungen der bestehenden Bausubstanz
durchgeführt
werden.
Genaues
Datenmaterial
ist
besonders an Stellen erforderlich, an denen neue gebaute
Stadionabschnitte mit der Originalkonstruktion von 1923
zusammengeführt werden müssen. Gemäß Finn stellte dies
die idealen Voraussetzungen für Scans dar. So befinden sich
in mehreren Abschnitten der Stadionmauer über 7,6 Meter
hohe Fenster. Zur Herstellung von neuen Fensterscheiben für
Ein wichtiges Element bei der erfolgreichen Abwicklung des
Projekts besteht darin, dass die gescannten Daten immer genau
mit dem Festpunktnetz übereinstimmen. Die Messteams von
F3 haben im Verlauf der Arbeiten mehr als Hundert Einzelscans
durchgeführt; und jeder dieser Scans wird genau in das
Festpunktnetz des Stadions eingepasst. Das Ergebnis besteht
in einer einzigen 3D-Punktwolke des gesamten Stadions mit
mehr als einer Milliarde Punkten. Die kombinierten Daten der
beiden Scanner ergeben ein ausgezeichnetes Bild des Stadions
und gestatten, Bereiche zu vergrößern, in denen mehr Details
oder eine höhere Datendichte benötigt werden. „Dies ist das
Schöne an Scans in einem Projektdatum“, sagt Finn, „wir
scannen bestimmte Objekte und die gescannten Daten passen
genau in die Punktwolke.“
Bei den Rückbauarbeiten wurden Stadionsitzreihen und
tragende Komponenten entfernt, sodass das Innere der
Westmauer freigelegt wurde. Die F3-Messteams scannten mit
einem Trimble GX™ 3D-Scanner sofort die soeben freigelegten
Flächen. Mit den Messabläufen des Scanners stellen sie
Verknüpfungen zu den Festpunkten des Stadions her, wobei
sichergestellt wurde, dass die Daten mit zu einem früheren
Zeitpunkt durchgeführten Scans übereinstimmten. Während
mit dem Trimble GX-Scanner 360°-Scans durchgeführt
wurden, nutzte das Messteam von F3 in besonders wichtigen
Bereichen einen Trimble FX™ 3D-Scanner für detailgenaue
Ein Spalt in der Stadionmauer zeigt das Ausmaß der Verschiebung durch Bewegungen in der Hayward Fault-Bruchzone. Durch Modernisierungsmaßnahmen kann sich
das Stadion künftig mit den Bewegungen der Bruchzone mitbewegen.
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Technik & mehr; 2012-1
diese Fenster benötigen die beauftragten Glasereien
genaue Maße der Fensteröffnungen. Wenn die Mauer
vollständig freigelegt ist, können sich die Oberkanten
der Fensteröffnungen bis zu 21 Meter über dem
Boden befinden. Die F3-Messteams scannten jede
Fensteröffnung mit dem Trimble FX-Scanner, sodass
kein gesonderter Gerüstbau zum Ausmessen der
Fenster erforderlich war. Die F3-Techniker erzeugten
3D-Modelle der Fensteröffnungen und konnten an die
Glasereien komplett bemaßte 2D-Zeichnungen liefern.
Das gescannte Datenmaterial hat eine lange
Gültigkeitsdauer. Nach der Lieferung der ersten
Datenaufzeichnungen fordern Auftragnehmer oder
Auftraggeber oft zusätzliche oder detailliertere
Daten. Statt erneut ein Messteam zur Baustelle zu
schicken, kann Finn aus der Punktwolke der bereits
vorhandenen Modelle neue Daten extrahieren. Dies
bedeutet eine wichtige Zeitersparnis, und dieses
abrufbare Datenmaterial ist besonders wertvoll,
wenn Informationen zu Objekten benötigt werden,
die durch spätere Baumaßnahmen verdeckt wurden.
Projektleiter Elliot von Webcor beschreibt einen
Fall, bei dem ein Architektenbüro zusätzliche Informationen zu Abstandsmaßen von Ausgangsbereichen
benötigte. „Sie wollten genaue Angaben zu bestimmten
Gebäudebereichen und Höhenangaben bestimmter
Gegebenheiten“, erzählt Elliot. „Das Schöne an den
Scandaten war, dass wir bei F3 bei Anfragen wegen
zusätzlicher Daten diese stets aus dem gescannten
Material extrahieren können und nicht erneut vor Ort
messen müssen.“ Im weiteren Bauverlauf des Stadions
wurde der Aufgabenbereich von F3 um die Einbau- und
Bestandsdokumentation erweitert. Hierzu wurde mit
den Trimble FX- und Trimble CX-Scannern gearbeitet,
um die neue Pressetribüne und die Sportvereinsebene
zu messen, indem Daten der verbauten Stahl- und
Betonelemente gemessen wurden.
Das Cal Stadium veranschaulicht sehr schön,
wie F3 durch die Kombination verschiedener
Trimble-Systeme mit enormer Geschwindigkeit
und Genauigkeit arbeiten kann. Die Firma
entwickelte beispielsweise ein Verfahren, bei dem
Totalstationen zur Qualitätskontrolle der Scans
eingesetzt werden. Bei jeder Scanaufgabe arbeiten
die Messteams mit einer Trimble S6 Totalstation
und Direct Reflex-Messungen (DR), um eine ganze
Reihe bestimmter Punkte im gescannten Bereich
zu messen. Die Vermessungstechniker im Büro
importieren die Totalstationsdaten in die Anwendung
Trimble RealWorks, um zusätzliche Prüfungen und
Qualitätskontrollen durchzuführen. „Die Kombination
der Scantechnologie mit Vermessungstechnik bringt
genau die gewünschten Ergebnisse“, beschreibt
Finn. „Ein Vermessungstechniker muss gescanntes
Datenmaterial letztlich an einer konkreten Örtlichkeit
auf der Erde ausrichten. Die Scantechnologie sollte und
wird meiner Ansicht nach ein integraler Bestandteil
des täglichen Vermessungshandwerks werden. Ich
bin vollkommen überzeugt, dass der Scanner künftig
ein essenzielles Vermessungsinstrument in den
Fahrzeugen von Vermessungsingenieuren wird.“
Dieser Artikel ist eine überarbeitete Fassung eines
Sonderbeitrags in der Oktoberausgabe 2011 der
Zeitschrift „Point of Beginning“: www.pobonline.com
Oben: Sean Finn nähert sich dem Stadiontor. Mit Scans wurden völlig ohne Gerüste oder Hebebühnen genaue Messdaten des Torbogens bereitgestellt.
Unten: F3-Vermessungspersonal bei der Vorbereitung eines Scanvorgangs mit der Trimble FX. Mit den Daten werden detailgenaue Zeichnungen für
beispielsweise Glasereien vorbereitet.
Technik & mehr; 2012-1
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Technik
& mehr
Sanierung von Brückenbögen
I
m Dezember 2008 ergab sich in Kanada bei einer Routineinspektion der Chaudière-Brücke, die Ottawa (Provinz Ontario) und
Gatineau (Provinz Quebec), dass zwei der gemauerten Brückenbögen erhebliche Risse aufwiesen. Da die Chaudière-Brücke als
wichtige Verbindung zwischen den Provinzen fungiert, wurde von Kanadas Beschaffungsministerium (PWGSC, Public Works
and Government Services Canada) entschieden, dass beide Brückenbögen von Grund auf saniert werden müssen.
Nach dem Vergleich der Punktwolke mit älteren Baudaten war
Robert Cornell, Projektingenieur bei Kiewit, sich sicher, über
die geeigneten räumlichen und positionsbezogenen Daten
zum Bau der Bogenelemente zu verfügen: „Ich war erstaunt,
mit welch großer Genauigkeit Denis Dubois die VX zum
Scannen der Brücke eingesetzt hat“, berichtet Cornell. „Durch
die Daten der Punktwolke waren wir absolut zuversichtlich,
dass wir unsere vorgefertigten Brückenelemente so bauen
lassen konnten, dass dieses Projekt erfolgreich umgesetzt
werden würde.“ Dubois zufolge waren die hochgenauen
Messungen und die hohe Datendichte für diesen Erfolg
ausschlaggebend. Aus den gesammelten Daten wurden
Unregelmäßigkeiten in den Brückenbögen erkennbar, die bei
konventionellen Messungen möglicherweise untergegangen
wären. „Wir konnten in kürzerer Zeit aussagekräftigere
Daten produzieren als sonst“, sagt Denis Dubois. „Ohne
die Scanfunktion hätten sich die Außenarbeiten über viele
Tage hingezogen und gleichzeitig weniger detailgenaue
Daten erbracht.“
Das Projekt stellte die ausführenden Unternehmen vor
besondere technische und logistische Herausforderungen.
Aufgrund der historischen Bedeutung der 180 Jahre alten
Brücke musste die ursprüngliche Baukonstruktion erhalten
werden, und durch das Verkehrsaufkommen war es
dringlich, dass die Sanierungsarbeiten durchgeführt wurden,
ohne die Brücke komplett für den Verkehr zu sperren oder
den Verlauf des Ottawa River zu beeinträchtigen. Die
Bauingenieure entwickelten einen Plan, in den Brückenbögen
vorgefertigte Stützelemente aus Beton zu verankern, und
das Beschaffungsministerium vergab den Bauauftrag an
die Infrastructure Group von Peter Kiewit Sons (Kiewit).
Denis Dubois Arpenteur-Géomètre Inc in Saint-Bruno-deMontarville (Provinz Quebec) wurde mit der Durchführung
der Vermessungsarbeiten beauftragt.
Für die Sanierungsarbeiten waren detaillierte Messungen der
bestehenden Bausubstanz nötig. „Dieses Projekt ist ideal für
3D-Scans geeignet“, erläutert Dubois. „Es nicht ganz einfach,
die genaue Form eines Brückenbogens zu erfassen. Der
Zugang zum Bauobjekt war kompliziert, und konventionelle
Totalstationsmessungen wären zeitaufwändig und würden
zudem kein umfassendes Abbild der Brückenbögen liefern.“
Die Messungen mussten mit absoluter Präzision durchgeführt
werden. Nach der Fertigung und Lieferung der Stützelemente
waren diese vorerst fest verbaut.
Sieben Monate nach den ersten Messungen waren zwölf
20 Tonnen schwere Brückenbogenelemente einbaufertig.
Dubois kehrte mit seinem Team zur Baustelle zurück und
richtete diesmal mit einer Trimble VX als Robotic-Totalstation
Festpunkte ein und unterstützte die Positionierung
von speziellen Schienen, um die Betonelemente an die
gewünschte Position zu bewegen. Nicht einmal zwei Jahre,
nachdem der schlechte Zustand der Brückenbögen bemerkt
worden war, waren die Sanierungsarbeiten abgeschlossen
und alle vier Spuren der Chaudière-Brücke konnten wieder
für den Fahrzeug- und Fußgängerverkehr freigegeben werden.
Zur Datenerfassung arbeitete Dubois mit einem Verfahren,
bei dem er GPS und 3D-Scans kombinierte, um ein
georeferenziertes 3D-Modell der Brückenbögen zu erhalten.
Nach der Vermarkung von fünf Festpunkten mit RTK GPS
führte das Messteam den Scan der Brückenbögen mit
einer Trimble VX™ Spatial Station durch. Durch Messungen
an den GPS-Punkten entlang des Flusses wurden in
etwa fünf Stunden 80.000 3D-Einzelpunkte erfasst. Die
Punkte mit einem Abstand von 5 cm untereinander
wurden mit einer Genauigkeit von 3 mm gemessen und
mit dem örtlichen geodätischen Koordinatensystem
verknüpft. Im Vermessungsbüro wurden die Scans von den
Vermessungstechnikern mit der Trimble RealWorks-Software
integriert und in Form von 3D-Oberfächen im DXF-Format
an den Auftraggeber geliefert.
Siehe Sonderbeitrag in der Juni-Ausgabe 2011 von „Point of
Beginning“: www.pobonline.com
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Technik & mehr 2012-1
Technik
& mehr
Wiederaufbau nach Erdbeben
Vermessungsarbeiten
in Christchurchs
versunkenen
Randbezirken der
Kategorie „Orange“
Am 4. September 2010, wurde Neuseelands
zweitgrößte Stadt, Christchurch, in der Stille des
frühen Morgens von einem Erdbeben der Stärke 7,1
mit Tausenden weiteren Nachbeben heimgesucht.
Insbesondere das Erdbeben der Stärke 6,3 am 22.
Februar 2011 forderte 181 Todesfälle und führte zu
verheerenden Verwüstungen an den bereits durch
das Septemberbeben geschwächten Gebäuden, an
N
ach dem Beben im Juni wurde das Gebiet von Christchurch in
folgende vier Zonen eingeteilt, je nachdem, ob Reparaturen
und Wiederaufbauarbeiten praktikabel waren: Grün: ja;
Rot: nein; Orangefarben: weitere Daten benötigt; Weiß: noch nicht
kartiert. Ungefähr 9.000 Merkmale der orangefarbenen Zone mussten
zügig gemessen werden, um mehr Klarheit darüber zu erhalten, ob
diese Bereiche als „rot“ oder „grün“ einzustufen wären. Bei vielen
dieser Merkmale bestand das Problem darin, dass das Land durch
Verflüssigung teilweise beträchtlich abgesunken war, teilweise sogar
um bis zu 1,5 m, sodass Bauten weniger gut gestützt werden konnten.
Bauingenieure benötigten aussagekräftige Vermessungsdaten, um
Klarheit darüber zu erhalten, was getan werden musste, um das
Land wieder über den Hochwasserspiegel zu bringen und ob dies
wirtschaftlich überhaupt sinnvoll ist.
wobei diese sich normalerweise weniger verschiebt wie das umgebende
Land. Die meisten Punkte wurden mit GNSS-Messungen erfasst, wobei
sich GLONASS-Satelliten in Bereichen mit dichten Baumkronen als
besonders wertvoll erwiesen. Die Datenerfassung wurde zusätzlich
durch das integrierte Modem des TSC3-Controllers vereinfacht,
da auf diese Weise kein externes Mobiltelefon für den Netzzugang
erforderlich war.
Das Projekt wurde durch die verschlankten Projektabläufe und durch
die effiziente Teamarbeit in nur zwei Wochen abgeschlossen. „Es
handelt sich nur um grundlegende Vermessungsaufgaben, jedoch mit
einem enormen Umfang (mehr als 860 Hektar), sodass das VRS-Netz
und unsere zügige Arbeitsgeschwindigkeit sich extrem vorteilhaft
auswirkten“, sagt Botting. „Die Messteams konnten aufgrund des
Netzwerks gleich nach Eintreffen an einer Messstelle bereits nach
wenigen Minuten mit dem Messen beginnen.“
Tonkin & Taylor, Ltd, ein geotechnisches Gutachterbüro im Auftrag
der Canterbury Earthquake Recovery Authority (CERA) vergab
den Vermessungsauftrag für die orangefarben markierte Zone
an Paterson Pitts, ein Vermessungsbüro für Landvermessungen
und Ressourcenmanagementdienste für den Verwaltungsdistrikt
Otago von Neuseeland. GeoSystems New Zealand, Ltd, stellte
neun zusätzliche Vermessungssysteme bereit, die aus Trimble
R8 GNSS-Rovern und Trimble TSC3-Controllern mit Trimble
Access-Anwendungssoftware bestanden. Bei dem auf Trimble
VRS-Technologie beruhenden, unternehmenseigenen iBASENetz sind Referenzstationen innerhalb und außerhalb des
Erdbebenbereichs mit Festpunkten platziert. Der Zugang zu dem
Netz war bei den anfänglichen Bestandsaufnahmearbeiten für alle
Vermessungstechniker kostenlos.
Die erfolgreiche Durchführung des Projekts beruhte aufgrund
des großen Messgebiets, der zeitlichen Einschränkungen und der
vielen Vermessungstechniker unterschiedlicher Firmen auf der
Konsistenz aller Daten. „Wir konnten uns keine Fehler leisten“,
sagt Mike Botting, Projektmanager bei Paterson Pitts. „Die
Existenzgrundlage und das Wohneigentum der Menschen stand
auf dem Spiel.“ Um diese Datenkonsistenz sicherzustellen, wurden
alle Messverfahren für das Projekt von GNSS-Vermessungsexperte
Reece Gardner von 3D World in Christchurch definiert. Gardner war
außerdem für die Verarbeitung der Daten, für die Qualitätskontrolle
und Gewährleistung der Datenvollständigkeit zuständig.
Täglich arbeiteten vor Ort bis zu 20 Vermessungsteams. Zu
Spitzenzeiten erreichte das iBASE-Netz eine Rekordanzahl
gleichzeitiger Nutzer. Die Vermessungstechniker befassten sich
in erster Linie mit der vertikalen Verschiebung aller Grundstücke
und führten Messungen alle 10 m bzw. jeweils 8 bis 10 Messungen
pro Grundstück durch. Sie führten auch Messungen der
Straßenböschung und, sofern möglich, der Straßenachse durch,
Technik & mehr; 2012-1
-8-
in Christchurch, Neuseeland
Trimble-Büro in Montreal aufbereitet, indem Kontrolldaten einer
Trimble NetR9™ Referenzstation im iBASE-Netz von GeoSystems
genutzt wurden.
der städtischen Infrastruktur und am Land. Zwar war
das Erdbeben im Februar weniger stark, dafür war es
oberflächennäher und schlagkräftiger und produzierte
mit einem Wert von 2,2 g eine der weltweit stärksten
Aufzeichnungen der Spitzenbodenbeschleunigung.
Durch ein weiteres heftiges Erdbeben der Stärke 6,4 am
13. Juni 2011 wurde der Wiederaufbau der zerstörten
Stadtbereiche extrem zurückgeworfen.
B
Um das Geschäftsviertel wieder für den Wiederaufbau sicher
zu machen, wurden zahlreiche beschädigte Gebäude zügig
abgerissen und abgeräumt. Dadurch wurden viele Messpunkte
vernichtet, sodass eine Neuvermessung der Grundstücksgrenzen
äußerst schwierig wurde. Außerdem bestanden die baulichen
Begrenzungen vieler Geschäftshäuser als primärer Anhaltspunkt
der Grundstücksgrenzen nur noch in den Umrissen der
Gebäudereste. Nach dem Abräumen der Gebäudetrümmer blieb
auch davon nichts mehr übrig.
3D-Scans zur
Katastervermessung
nach dem Erdbeben
in Christchurch
„Durch das Scanverfahren verfügen wir über ein einzigartiges
3D-Modell des Geschäftsviertels mit einer Genauigkeit von ca.
5 cm“ sagt Hewitt. „Dieses Modell steht allen zur Verfügung, die
für Wiederaufbauarbeiten, künftige Stadtentwicklungsarbeiten
oder historische Nutzung darauf zurückgreifen müssen, sodass den
Trimble MX-Scandaten bei der Katastervermessung im Rahmen des
Wiederaufbaus potenziell eine entscheidende Funktion zukommt.“
Siehe Sonderbeitrag in der Märzausgabe der Zeitschrift Professional
Surveyor: www.profsurv.com
ereits wenige Stunden nach dem Erdbeben im Februar wurde
Christchurchs Hauptgeschäftsviertel (CBD) von der Armee
mit Absperrungen gesichert, während starke Nachbeben
weiterhin städtische Gebäude zum Einsturz brachten. Ein Messteam
mit Experten im Bereich der räumlichen Bilddatenerfassung (Spatial
Imaging) wagte sich in dieses kriegsähnliche Gebiet, um 3D-Daten der
schwer in Mitleidenschaft gezogenen Stadt aufzuzeichnen.
Trimble bot den für die gesamten räumlichen Daten zuständigen
Behören über sein Tochternehmen GeoSystems New Zealand, Ltd, sein
mobiles MX8 Spatial Imaging-System zusammen mit einem erfahrenen
Techniker an. Das Angebot wurde sofort angenommen.
Das Trimble MX8-System wurde auf dem Geländewagen von Martin
Hewitt, dem zuständigen Leiter der Abteilung für Geschäftsentwicklung
bei GeoSystems montiert. Auf einem Gestell auf dem Wagendach
waren zwei Scanner in einem Winkel von 270° zueinander sowie vier
Kameras (drei nach vorne und vier nach hinten gerichtet) befestigt. An
Stelle des Beifahrersitzes wurde ein ganzer Schrank mit Computern
mit der Trimble Trident-Datenerfassungssoftware eingebaut. Mit
einem Applanix POS LV™-System und der integrierten Kombination
von Inertialsensoren und GNSS- und Entfernungsmesssystemen
wurden selbst unter den härtesten Bedingungen genaue Positions- und
Fahrtrichtungsdaten geliefert.
Mit Unterstützung des Ministeriums für Zivil- und Katastrophenschutz
erhielten die drei Mitarbeiter des Spatial-Imaging-Teams Zugang
zum Geschäftsviertel, nachdem sie eine intensive Einweisung in
Sicherheitsvorkehrungen und mögliche Gefahrenquellen wie starke
Nachbeben und Erdeinbrüche erhalten hatten. Dennoch war das
Team von dem, was es zu sehen bekam, geschockt. Hewitt sagt hierzu:
„Es war absolut unheimlich und surreal.“ Hewitt stammt zwar selbst
aus Christchurch, aber bei den vielen ihm bekannten, eingestürzten
Gebäuden wäre ihm ohne die GNSS-Daten oft nicht klar gewesen, wo
er sich überhaupt befand.
Die Datenerfassung war bereits nach zwei Tagen abgeschlossen, obwohl
die Fahrgeschwindigkeit durch Trümmer und andere Hindernisse
auf ca. 20 km/h beschränkt wurde. Die Daten wurden dann im
-9-
Technik & mehr; 2012-1
Technik
& mehr
Neue Verkehrsanbindung
zum Flughafen
Washington
D
er in den Vorstädten von Northern Virginia westlich von Washington D.C. gelegene Washington Dulles International Airport ist
der größte und verkehrsreichste Flughafen in der Region von Washington/Baltimore. Im Jahr 2010 wurden über den Flughafen
mehr als 23,7 Millionen Passagiere und der Großteil der internationalen Flüge der Region abgefertigt. Doch für die Fluggäste
ist die Fahrt zwischen dem Zentrum von Washington und dem Dulles Airport ein 48 km weite Fahrt mit Taxi, Bus oder eigenem KFZ,
die je nach Verkehrsverhältnissen eine Stunde oder länger dauern kann. Demnächst steht jedoch eine weitere Verkehrsanbindung
zur Verfügung.
Mit dem Dulles Corridor Metrorail-Projekt wird das MetrorailZubringersystem von Washington erweitert, sodass künftige eine
Zuganbindung zum Dulles Airport besteht. Nach Abschluss der
Bauarbeiten werden über die Metrorail-Strecke der Flughafen
und die Gegenden mit hoher Firmendichte von Northern Virginia
bedient. Der Baubeginn der ersten Projektphase war im März
2009 und die Fertigstellung ist für 2013 geplant. Der Auftrag für
Phase 1 wurde an die Firma Dulles Transit Partners, LLC (DTP), ein
Unternehmen von Bechtel, vergeben.
hergestellt, einem Echtzeitnetz, das auf Trimble VRS-Technologie
beruht. Wenn das Bauprojekt die Bauphasen mit Stahl und Beton
erreicht, gehen die Vermessungsingenieure zur Verwendung von
Trimble Totalstationen und digitalen Nivellieren über. Bei dem
Projekt müssen mehr als 5 km erhöhte Gleistrasse in beiden
Richtungen gebaut werden. Hierzu sind sehr genaue Mess- und
Positionierungsarbeiten von Pfeilern und Führungsschienen
erforderlich, damit alle Bauelemente wie vorgesehen
platziert werden.
Sämtliche Aspekte des Projekts wie Baugrund, Zeitplan und
Budget sind knapp bemessen. Laut Joe Betit (ÖbVI), dem leitenden
Vermessungsingenieur von DTP, sind für den Umfang und die
Komplexität des Projekts hochmoderne Vermessungstechnologie
und strikt durchgeführte Vermessungsverfahren erforderlich,
die mit klar definierten Abläufen und mit einer zügigen und
zuverlässigen Kommunikation verbunden sein müssen.
Überwachungsarbeiten machen einen großen Anteil an den
Messaufgaben von DTP aus. Viele Aushubarbeiten erfolgen
entlang der Mittelstreifen von Straßen in ausgebauten Gebieten.
Diese müssen genau überwacht werden, um sicherzustellen, dass
bestehende Baustrukturen nicht einsacken oder in die neu gebauten
Konstruktionen rutschen. Dass Vermessungsteam überwacht
laufende Aushubarbeiten einmal pro Tag und gibt Warnungen
aus, wenn Bewegungen außerhalb des Toleranzbereichs von 6 mm
auftreten. „Hochpräzisionsinstrumente und EDMs sind für unsere
Arbeitsweise absolut entscheidend“, so Betit. „Für einen Großteil
der optischen Messarbeiten verwenden unsere Mitarbeiter
Trimble S6 oder S8 Totalstationen oder eine Trimble VX Spatial
Station.“ Mit einem Trimble GX 3D-Scanner werden Daten für
die Qualitätskontrolle, für Volumenberechnungen und für die
Überwachung von Aushubarbeiten gesammelt. Die Grundlage
für die Positionierungsarbeiten wird von einem Netz aus 2000
Referenzpunkten entlang des Projektkorridors gebildet, die bereits
zu einem früheren Zeitpunkt gemessen und vermarkt wurden. Die
Vermessungstechniker führen freie Stationierungen durch, um die
Instrumentkoordinaten zu bestimmen. Im Hintergrund trägt eine
übergreifende Datenbank für Projektdaten dazu bei, systematische
Positionierungsfehler auszuschließen.
Die Vermessungsingenieure von DTP nutzen ein Arsenal
verschiedener Positionierungsinstrumente. Zu den verwendeten
optischen Instrumenten zählen digitale Nivelliere, Totalstationen
und 3D-Scanner. Die verschiedenen eingesetzten Technologien
bieten jeweils besondere Stärken, und das Messteam von Betit
ist sehr sachkundig in der Wahl der geeigneten Vorgehensweise
für die einzelnen Projektaufgaben. Vermessungsfachleute und
Bauunternehmen verwenden GNSS für Positionsbestimmungen
auf der Baustelle, darunter eine Trimble GNSS-Referenzstation und
Trimble GCS900 Grade Control Systeme zur Maschinensteuerung.
Die Vermessungsingenieure arbeiten mit GNSS RTK, um vorläufige
Messungen sowie Absteckungen für Pfählungen vorzunehmen,
mit denen Baustrukturen gestützt und Aushubarbeiten
gesichert werden. Bei einer zu großen Entfernung zur DTP
GNSS-Referenzstation wird eine Verbindung zum KeyNetGPS
Technik & mehr; 2012-1
-10-
Die Connected Site
Bei dem Projekt stellten sich Aufgaben, die über
den normalen Bedarf an Baumaschinen und
Baustoffen deutlich hinausgingen. DTP muss große
Informationsmengen zwischen den Projektbüros,
LKWs, Maschinen und Mitarbeitern bewegen. Hierzu
wird in dem Projekt ein Kommunikationssystem
verwendet, das mit DTPs sicherem IT-Netzwerk
integriert ist. Das Einrichten der Trimble Connected
Site für das Dulles-Projekt erforderte eine enge
Zusammenarbeit zwischen Trimble und DTP, um die
optimale Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung
des Systems zu gewährleisten. „Entscheidend für die
erfolgreiche Umsetzung war der offene Austausch
der Zielvorgaben und Systemanforderungen
zwischen DTP und Trimble“, so Misha Nikulin, Leiter
der IT-Abteilung bei DTP. „In der Zusammenarbeit
der Unternehmen wurden wichtige technische
Problemkreise und unternehmensbezogene ITFragestellungen von strategischer Bedeutung in
Angriff genommen.“
Ein Großteil des Kommunikationsbedarfs auf der
Baustelle wird mit Funktechnologien abgewickelt.
DTP installierte an festen Punkten entlang der
Trasse HF-Kommunikationsgeräte. An anderen
Punkten wird mit auf Anhängern montierten und mit
Solarenergie betriebenen Drahtloszugangspunkten
eine zuverlässige Signalstärke sichergestellt und
dafür gesorgt, dass sichere IT-Funkverbindungen
bis zum Ende des Projektkorridors verfügbar
sind. GNSS-Korrekturdaten und bidirektionale
Maschinensteuerungsdaten werden über das DTPNetzwerk zwischen der GNSS-Basisstation und den
Trimble-Zugangspunkten übertragen, bei denen zu
den Trimble-Kommunikationsgeräten umgeschaltet
wird, um die Daten zu den Baumaschinen zu
übertragen. „Es handelt sich um ein äußerst
komplexes, Zwei-Wege-Kommunikationssystem“, so
Betit. „Eine Baumaschine ist für uns im Prinzip wie
ein Drucker in einem unserer Büros. Wir betrachten
die Baumaschine einfach als ein weiteres Gerät
in unserem DTP-Netzwerk.“ Projektdateien,
Arbeitsanfragen und Überwachungsdaten werden
rasch und reibungslos übertragen. Das System
überträgt außerdem GNSS-Daten für EinzelbasisRTK-Positionierungsaufgaben
anhand
der
Projektreferenzstation und sorgt für die mobile
Internetverbindung, mit denen auf das KeyNetGPSEchtzeitnetz zugegriffen werden kann.
Baustelle hat sich absolut bezahlt gemacht. Im Rahmen der Qualitätssicherungsmaßnahmen
des Projekts führen die DTP-Mitarbeiter nach Abschluss bestimmter Bauphasen
Einbaumessungen durch. Die Einbaumessungen werden mit den Entwurfsdaten
verglichen, und alle Abweichungen müssen entsprechend bearbeitet werden, damit die
Gleistrasse auf den Betonelementen korrigiert wird. Laut Betit gab es keinen Bedarf an
Baukorrekturen. „Wir haben enorm viel Arbeit in die vorbereitenden und begleitenden
Messarbeiten gesteckt“, erklärt Betit die erfolgreiche Baudurchführung, „und außerdem
arbeiten wir mit modernsten Geräten und Instrumenten. Dies war ein bedeutender
Einsparfaktor bei diesem Projekt.“
Siehe Sonderbeitrag in der Januar-Ausgabe von „Point of Beginning“: www.pobonline.com
DTPs
Geräteausstattung
und
Zwei-WegeKommunikationsnetz sind besonders bei der
Fehlersuche und Fehlerbeseitigung wichtig. Durch
das System kann der Maschinenbetrieb in Echtzeit
verfolgt werden und sogar Einbaudaten können
in Echtzeit erfasst werden. Wenn ein bestimmtes
Problem vorliegt, können die Techniker im Büro
die in einer bestimmten Maschine gespeicherten
Entwurfsmodelle prüfen und ggf. ein neues Modell
zur Baustelle übertragen. Die Messteams nutzen
das drahtlose System des Projekts vor Ort für
Ihre Arbeit am Laptop. Sie verfügen über einen
Direktzugang auf das IT-Netzwerk des Projekts und
können aktuelle Pläne und Messdaten abrufen und
übertragen.
Das extrem ausgefeilte Kommunikationsnetz der
-11-
Technik & mehr; 2012-1
Technik
& mehr
Mit Verfahren
zur Vormessung
bleibt die Bahn
auf Spur
D
ie Notwendigkeit von Geschwindigkeits- und Fahrkomfort
im Personen- und Güterzugbetrieb stellt hohe Ansprüche
an die tragenden Elemente der Eisenbahninfrastruktur
(Schotterbett und die Gleise). Die Qualität des Schotterbetts
und der Gleise muss beim Bau hergestellt und instand gehalten
werden. Hierzu gehört das ordnungsgemäße Aufschütten
und Planieren des Schotters, das Verlegen der Schwellen und
insbesondere das Unterstopfen und Verdichten des Schotters
für die genaue Verlegung der Schienen. Da viele dieser Arbeiten
unabhängig davon, ob es sich um eine Neuanlage oder um laufende
Instandhaltungsarbeiten handelt, davon abhängen, dass die
vorgesehene bzw. aktuelle Schienenposition sehr genau bestimmt
bzw. nachgewiesen wird, ist die Verwendung einer hochgenauen
Vermessungstechnologie absolut entscheidend.
Alle Fotos von Bernd Schumacher
Gleiserneuerung in Herzen Deutschlands
Deutsche Bahn AG als Deutschlands führendes Eisenbahnunternehmen vergab 2011 an die Spitzke SE, einem der größten
Eisenbahninfrastrukturunternehmen in Deutschland, einen Auftrag für ein Gleiserneuerungsprojekt im Bundesland Hessen. Bei diesem
Projekt mussten die vorhandenen Schwellen und Schienen auf einem ca. 8 km langen Streckenabschnitt zwischen den Orten Sontra und
Cornberg ausgetauscht werden. Dieser Streckenabschnitt gehört zur Nord-Süd-Verbindung und wird in erster Linie von Güterzügen sowie
Regional- und Nachtzügen des Personenverkehrs genutzt.
Spitzke SE setzt für die Vormessungsarbeiten das Trimble
GEDO® CE-Gleismesssystem ein. Dieses Gleismesssystem
besteht aus zwei kleinen und leichten Gleismesswägen, die vom
Vermessungsingenieur oder seinem Messgehilfen sehr einfach
auf dem Gleis bewegt werden können. Ein Wagen ist mit einer
Totalstation (elektronischer Tachymeter) der Trimble S-Serie
und der andere Wagen mit einem festen Prisma ausgestattet.
Der Tachymeter- und der Prismenwagen besitzen außerdem
entsprechende Sensoren zum Messen des Abstands zwischen
den Schienen, der Überhöhung und weiterer Werte. Sämtliche
Daten werden per Funkverbindung zu einem Trimble TSC2- oder
TSC3-Controller übertragen, von dem die Gleisabweichung von
der vorgegebenen Position berechnet wird. Das Messwagensystem
liefert in Verbindung mit den Softwareanwendungen Trimble
GEDO Vorsys, Trimble GEDO Office und Trimble GEDO
Tamp eine erstklassige Gleisbaugenauigkeit bei maximaler
Arbeitsgeschwindigkeit und Flexibilität.
In einem ersten Schritt wurden von einem Gleiserneuerungszug
die alten Schwellen und Gleise durch neue ersetzt. Anschließend
wurden die grob platzierten Gleise horizontal und vertikal exakt
ausgerichtet. Hierzu wurde von der Spitzke SE eine Stopfmaschine
vom Typ „Stopfexpress 09-3X“ der Firma Plasser & Theurer
eingesetzt. Diese massiven gleisgebundenen Maschinen heben
in einem Arbeitsgang die Gleise um die erforderliche Höhe an,
verdichten den Schotter unter den einzelnen Schwellen mit
hydraulischen Stopfaggregaten und führen das seitliche Richten
der Gleise aus. Der Grad der horizontalen oder vertikalen Korrektur,
die vorgenommen werden muss, beruht auf der Abweichung der
Gleise von der vorgegebenen Position nach dem Verlegen der
Gleise bzw. nach den Instandhaltungsarbeiten am Schotter. Diese
Abweichung wird durch das sogenannte Vormessen bestimmt.
„Vor dem Starten eines Stopfdurchgangs wird durch das Vormessen
die aktuelle Gleisposition genau erfasst, um die Gleisabweichung zu
ermitteln und die richtigen Werte für das Heben und Verschieben
der Schienen zu erhalten“, erläutert Vermessungsingenieur Dipl.
Ing. Falko Soffner, der bei Spitzke SE für die Durchführung der
Vormessungsarbeiten beim Gleiserneuerungsprojekt Sontra/
Cornberg zuständig ist.
Technik & mehr; 2012-1
Die Messungen erfolgen anhand von Festpunkten, die
normalerweise an jedem Fahrleitungsmast angebracht sind. Mit
der Totalstation wird exakt der Höhenunterschied zum Festpunkt
gemessen, und die zugehörigen Daten werden zum TSC2- oder
-12-
TSC3-Controller übertragen. Die Messung wird dann beim
nächsten Fahrleitungsmast wiederholt. Der Prismenwagen wird
anschließend wieder zur beim ersten Mast erfassten Position
gefahren, um dann die Position des Prismas zu messen. Dadurch
wird eine optische Sehne zwischen den gemessenen Koordinaten
erzeugt. Wenn der Prismenwagen auf dem Gleis bewegt wird,
werden die Prismenverschiebungen von der Totalstation genau
verfolgt, und jegliche Gleisabweichungen von der optischen
Sehne werden erfasst. Die Daten werden dann sofort vom TSC2
ausgewertet und verwendet, um die faktischen Positionsdaten
zu berechnen.
Da der gesamte Satz der Trassendaten im TSC2-Controller
gespeichert ist, sind die vertikalen und horizontalen
Veränderungen, die Spurweiten- und Überhöhungswerte sowie
alle signifikanten Punkte, an denen sich die Gleisgeometrie
ändert, jederzeit verfügbar. Dadurch ergibt sich ein Riesenvorteil
gegenüber anderen Methoden, bei denen die Istwerte anhand
manueller Berechnung ermittelt werden müssen. Da die
Messarbeiten oftmals zeitlich sehr kurz vor dem Einsatz der
Stopfmaschine durchgeführt werden, müssen Entscheidungen
zu den Parametern des Stopfdurchgangs (z. B. die Menge
des benötigten Schotters) kurzfristig umgesetzt werden. Die
möglichst frühe Verfügbarkeit genauer Daten vereinfacht die
Arbeit des Bauleiters.
Eine schnelle Alternative zum manuellen Vormessen
Das Trimble GEDO CE-Gleismesssystem bietet signifikante
Vorteile gegenüber herkömmlicher Messtechnologie im Bereich
von Gleisbauanwendungen. Das manuelle Vormessen ist ein
äußerst langwieriges und arbeitsaufwändiges Verfahren, bei
dem das Anzielen der Punkte, die verschiedenen Berechnungen
und das Markieren der Daten am Gleis manuell vorgenommen
werden müssen. Ein gut organisiertes und erfahrenes Messteam
kann mit drei Personen in einem Arbeitsdurchgang ca. 600 Meter
pro Stunde messen, benötigt jedoch drei Arbeitsdurchgänge
zum Erfassen sämtlicher Daten.
Im Gegensatz dazu sind beim Gleismesssystem mit den
Messwägen nur zwei Mitarbeiter erforderlich, und alle Daten
können bei einer Geschwindigkeit von 1200 bis 1500 Meter pro
Stunde bereits in einem einzigen Durchgang erfasst werden.
Dadurch ergeben sich Personalkosten, die etwa sechsmal
niedriger als bei der manuell durchgeführten Vormessung sind.
Darüber hinaus wird durch die Geschwindigkeit des Trimble
Gleismesssystems das kostspielige Unterstopfen zeitlich
verkürzt, und durch die digitale Erfassung, Übertragung und
Berechnung der Daten werden zahlreiche menschlich bedingte
Fehlerquellen ausgeschlossen.
„Der Zeitfaktor für das Vormessen ist von besonderer Bedeutung,
da dieser Arbeitsgang so oft ausgeführt werden muss. Für die
Gleiserneuerung sind drei aufeinander folgende Stopfdurchgänge
erforderlich, und das Vormessen ist vor jedem Durchgang ganz
entscheidend“ erläutert Dipl. Ing Soffner. „Bei der Fertigstellung
muss eine abschließende Kontrollmessung durchgeführt
werden, und ca. sechs Wochen nach der Verkehrsfreigabe der
Strecke ist bei einem erneuten Stopfdurchgang wieder ein
erneutes Vormessen gefragt. Es liegt somit auf der Hand, dass
die Vormessungen so schnell wie möglich durchgeführt werden
müssen, und mit dem Trimble GEDO CE Gleismesssystem
können wir hierbei maximale Effizienz erzielen.”
-13-
Technik & mehr; 2012-1
Technik
& mehr
Erhaltung prähistorischer Kunst
V
or mehr als 40.000 Jahren hinterließen Menschen in Europa Zeugnisse für die Anfänge von Gesellschaft und Kultur. Zusätzlich zu
den täglichen Härten des Jagens, Sammelns und des einfachen Überlebens begannen die Menschen des Altertums damit, ihr Leben
und ihre Umgebung zu dokumentieren. Einige dieser Zeitzeugnisse sind bis heute in Form von Zeichnungen und Piktogrammen
in den von den damaligen Menschen bewohnten Höhlen erhalten. Diese frühen künstlerischen Darstellungen, die hauptsächlich an
Höhlenwänden oder Feldwänden vorhanden sind, werden fachsprachlich als Parietalkunst bezeichnet.
heutigen Hausrinds), Wild, Pferden, Ziegen und möglicherweise
einem Mammut.
In der Region Kantabrien des Fürstentums Asturias in
Nordspanien gibt es zwei Höhlen namens La Lluera und El
Pindal, die eine in der Altsteinzeit gefertigte Gruppe von
Gemälden, Inschriften und Skulpturen beheimaten. Dieses
Gebiet wurde von der UNESCO als Weltkulturerbe ausgewiesen.
In Teilen der zugehörigen Bestimmungen sind die örtlichen
Organisationen dazu aufgerufen, die Kulturgüter zu bewahren
und wissenschaftliche Forschungen zum Schutz der Orte und
zum Verbreiten der historischen Informationen durchzuführen.
Hierzu führte Ramón Argüelles, Student an der Universität von
Oviedo, Studien und Messungen der Kunstwerke in den Höhlen
La Lluera und El Pindal durch.
Die Kunstwerke in den beiden Höhlen sind durch ihre
dreidimensionale Struktur von besonderem Interesse. Die
prähistorischen Künstler schufen Abbildungen von Tieren,
indem sie Reliefarbeiten mit Malerei kombinierten. Sie bereiteten
die Arbeitsfläche vor und schufen manchmal sozusagen eine
gemeißelte „Leinwand“, auf die sie dann die Figuren aufmalten. Auf
diese Weise verbanden die Künstler die natürliche Felsstruktur mit
der gezeichneten oder gemeißelten Figur. Das bemerkenswerteste
Kunstwerk in La Lluera trägt den Namen Gran Hornacina und
besteht aus einer natürlichen Höhle, die von Künstlern der
Altsteinzeit mit ockerfarbenen Streifen vermischt mit graublauen
Akzenten gestaltet wurde. An einer anderen Stelle gravierten
die Künstler eine Wand von 3 m Breite und 1 m Höhe. Auf dieser
befindet sich eine der schönsten Darstellungen dieser Höhle:
eine Gruppe von sechs oder sieben Auerochsen und ein Pferd.
Umgeben von natürlichen Furchen in der Steinwand scheinen
die Tiere einen Hang herunter zu laufen. Nach archäologischen
Schätzungen wurde das Kunstwerk Gran Hornacina zwischen
16.500 und 21.000 Jahren vor unserer Zeitrechnung geschaffen.
Das Kunstwerk El Pindal wurde zwischen 12.000 und 14.500
Jahren vor unserer Zeitrechnung geschaffen.
Prähistorische Kunsthandwerker
Höhlenmalereien bieten wichtige Anhaltspunkte zur Lebensweise
der Menschen in der Altsteinzeit. Oft sind die Tiere dargestellt,
mit denen es die Menschen zu tun hatten, sowie Umrisse von
menschlichen Händen und Fingern. Die Künstler fertigten die
über Jahrtausende erhalten gebliebenen Zeichnungen und
Figuren mit Sticheln, Kratzern und andere Steinwerkzeugen an.
Sie stellten ihre Farben aus vor Ort verfügbaren Mineralien und
Tierfetten her und trugen diese mit den Fingern oder mit Pinseln
aus Pflanzenfasern oder Haarbüscheln auf die Wände auf. Die
Kunstwerke in den Höhlen La Lluera und El Pindal bestehen
aus Zeichnungen von Fischen, Auerochsen (Vorfahren des
Technik & mehr; 2012-1
-14-
Das Dokumentieren unterirdischer Kunst
Der herkömmliche Weg zur Dokumentation von Höhlenkunst besteht
in konventionellen Messverfahren in Kombination mit grafischen und
schriftlichen Aufzeichnungen. Die terrestrische Photogrammetrie
wird zur Dokumentation von Höhlenkunst verwendet. Mit ihr können
hochwertige 3D-Modelle erzeugt werden. Genaue Messstudien
waren jedoch oft durch die Lage der Höhlenkunst eingeschränkt.
Das Kunstwerk in El Pindal befindet sich ungefähr 240 Meter tief im
Höhleninneren. Der Zugang ist nur zu Fuß möglich, und selbst dies ist
eine Herausforderung. Bedingungen wie komplette Dunkelheit, hohe
Luftfeuchtigkeit, niedrige Temperaturen und ein ungleichmäßiger,
unstabiler Untergrund sind ungünstige Voraussetzungen, um das
Kunstwerk genau zu lokalisieren und zu dokumentieren. Bereits für
einfache Fotos von zweidimensionalen Höhenmalereien werden
schwere Kameraausrüstung und umfangreiche Beleuchtung benötigt.
Eine noch größere Herausforderung ist das Dokumentieren des
dreidimensionalen Kunstwerks in La Lluera und El Pindal. Die Forscher
müssen größte Sorgfalt auf die Beleuchtung und Kamerapositionen
aufwenden, um die Szene genau aufzunehmen. In den vergangenen
Jahren haben sich 3D-Scans als wertvolles Hilfsmittel für Archäologen
erwiesen. Mit den Scannern können detailgenaue Daten auf den
Flächen erfasst und 3D-Modelle und Abbildungen erzeugt werden.
Für das Durchführen der Scans wählte Argüelles eine Trimble VX Spatial
Station. Er kam zu dem Schluss, dass sich die Trimble VX am besten
zum Erfassen der benötigten Daten eignete, um das Kunstwerk genau
abzubilden. Dies beinhaltete eng beieinanderliegende 3D Punkte und
hochauflösende digitale Abbildungen. Durch seine kompakte Größe
und sein geringes Gewicht konnte die Trimble VX gut in die zerklüfteten
Höhlen getragen werden, und das Instrument war ausgezeichnet für die
Kälte und die feuchten Bedingungen tief im Höhleninneren ausgelegt.
Zum Aufzeichnen des Gran Hornacina in La Lluera führte Argüelles
Scans von zwei Standpunkten aus durch und zeichnete mit der Trimble
VX über 87.000 einzelne Punkte und 18 Digitalfotos auf. In El Pindal
scannte Argüelles drei verschiedene Höhlenwände und zeichnete
über 55.000 Punkte auf. Neben der internen Kamera der Trimble VX
verwendete Argüelles eine SLR-Digitalkamera mit Spezialausstattung
für die schwierigen Lichtverhältnisse. Argüelles ging bei der
Positionierung des Instruments in der Höhle mit besonderer Sorgfalt
vor. Er musste alle Informationen vollständig erfassen und Lücken im
gescannten Datenmaterial ausschließen. Argüelles stellte die Trimble
VX auf eine Aufzeichnung von Punkten mit einem Abstand von 1 mm
ein, um die Details der Felswand einzufangen.
Die Felddaten wurden vom Trimble CU™ Controller direkt in die Trimble
RealWorks-Software geladen. Argüelles nutzte diese Software, um die
Scans zu registrieren und die Datensätze mit hoher Datendichte zu
verarbeiten und visuell wiederzugeben. Er erzeugte Maschenflächen
und gerenderte 3D-Flächen und fügte dann die Digitalabbildungen
hinzu, um detaillierte Orthofotos des Kunstwerks zu erstellen. Die 3DModelle können in den Trimble RealWorks Viewer geladen und weltweit
von Forschern genutzt und analysiert werden. Mit den Daten können
Multimedia-Animationen und perfekt skalierte 3D-Nachbildungen der
Kunstwerke erstellt werden. Nachdem dem erfolgreichen Abschluss
seiner Arbeit in La Lluera und El Pindal führt Argüelles nun weitere
Forschungen zur Verwendung von 3D-Scans im Bergbau und in anderen
unterirdischen Anwendungen durch.
-15-
Technik & mehr; 2012-1
Technik
& mehr
Anpassen von
Trimble Access
E
s gibt neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Messleistung und Produktivität im Feld. Softwareentwickler können mit dem Trimble
Access Software Development Kit (SDK) anwendungsspezifische Anwendungen erstellen und zum Verkauf über den Trimble Store zur
Verfügung stellen. Das SDK bietet einen zielgerichteten, schrittweisen Ansatz zur Entwicklung und Integration neuer Module in die Trimble
Access-Anwendungssoftware. Welche Vorteile bringt dies? Rationalisierte Arbeitsabläufe, neue Anwendungen und individuell angepasste
Lösungen, die genau auf die Anforderungen von Vermessungsfachleuten und ihren Kunden zugeschnitten sind.
Das Trimble Access SDK wird mittlerweile von Trimble-Anwendern
in der ganzen Welt eingesetzt. In China sorgt eine für elektrische
Versorgungseinrichtungen erstellte Spezialanwendung dafür, dass
Berechnungen und Absteckungen im Feld schneller und einfacher
durchgeführt werden können. Ein spanischer Entwickler nutzte
das SDK, um trigonometrische Höhenübertragungen für TrimbleTotalstationen einzuführen. Ein anderer Entwickler hat für einen
bestimmten Arbeitsablauf ein automatisches Verfahren zum Ein- und
Ausrichten einer Totalstation entwickelt. Ein weiteres Beispiel sind
Anwendungen, mit denen Datenerfassungsvorgänge vereinfacht
werden, sodass nicht entsprechend geschultes Vermessungspersonal
einfache Messvorgänge ausführen kann.
Das Trimble Access SDK wurde entwickelt, um die zunehmende
Anzahl und Vielfalt von Spezialanwendungen für TrimbleVermessungssysteme zu optimieren. Laut Jason Rossback,
Trimbles Abteilungsleiter für Drittanbieterlösungen, ist das
SDK ein professionelles Werkzeug, das von Vertriebspartnern,
Endbenutzern sowie von anderen mit Microsoft Visual Studio- und
C++-Programmierung vertrauten Entwicklern verwendet werden
kann. Das SDK bietet eine Plattform, mit der Vermessungsfachleute
Messinstrumente und Systeme von Trimble in Übereinstimmung mit
kunden- oder projektspezifischen Anforderungen einsetzen können.
Darüber hinaus schafft es die geeigneten Bedingungen, um TrimbleSysteme als Positionierungskomponenten für integrierte Systeme
unter Einbeziehung von anderen Drittanbieterlösungen oder -geräten
einzusetzen. Mit diesem individuellen Ansatz können Arbeitsabläufe
im Feld vereinfacht und die Produktivität der Vermessungsarbeiten
erhöht werden.
Das Trimble Access SDK umfasst Software, Dokumentationen und
entsprechenden Support, sodass ein Softwareentwickler Anwendungen
erstellen kann, die in die Trimble Access-Software integriert sind.
Alle Fotos von Bernd Schumacher
Die SDK-Software besteht aus den folgenden Elementen:
• Eine Programmierschnittstelle für Anwendungen (API), mit der ein benutzerdefiniertes Programm mit Trimble Access interagieren und
die normalen Messfunktionen des Programms nutzen kann.
• Einen Trimble Access-Emulator, mit dem die Programmierproduktivität erhöht werden kann, indem ein praktisches, direktes
Tool zur Prüfung von neuem Programmiercode bereitgestellt wird.
• Ein Musterquellcode, den der Entwickler zum Erstellen neuer
Anwendungen studieren und modifizieren kann.
der Trimble Connected Community™, wo sie mit Trimble-Experten
und anderen Entwicklern Informationen austauschen können.
Wenn das SDK von einem Entwickler verwendet wird, erhält dieser
Zugriff auf die in Trimble Access eingebauten leistungsstarken
Funktionen. Eine Anwendung kann die Trimble Access-Bibliothek
der Berechnungen, Datenverwaltung, Formulare und Anzeigen in
anwendungsspezifische Arbeitsabläufe integrieren.
Zusätzlich zu diesen Softwarekomponenten enthält das Trimble Access
SDK ein eigenes Programm für technischen Support. Wenn Entwickler
ihre neuen Anwendungen erstellen, können sie auf das Fachwissen
von Trimble-Spezialisten und -Softwareentwicklern zurückgreifen.
SDK-Anwender haben auch Zugriff zu einer Organisation innerhalb
Technik & mehr; 2012-1
Dadurch können die neuen Anwendungen dasselbe Aussehen
und dieselbe Bedienungsweise wie andere Trimble AccessModule aufweisen. Da das SDK sämtliche Schnittstellen mit
Trimble-Messinstrumenten (einschließlich GPS/GNSS-Empfänger
und Totalstationen) bietet, kann sich der Entwickler auf die
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Anwendung und die Arbeitsabläufe konzentrieren. Entwickler können Zeit sparen,
indem sie die in Trimble Access vorhandenen Funktionen nutzen. Ein Programmierer
kann monatelangen Arbeitsaufwand vermeiden, indem er z. B. vorhandene Routinen für
die Instrumenteneinrichtung und -orientierung, Koordinatensystemberechnungen und
Koordinatengeometrie nutzt.
„Für den Entwickler ergeben sich bedeutende Zeiteinsparungen und kürzere Testzyklen“,
merkt Rossback an. „Anwender haben mit anwendungsspezifischen Programmen, die fest
in ihre Trimble-Hardware und -Software integriert sind, ein leistungsstarkes Instrument
in den Händen.“ Er fügt hinzu, dass mit den meisten benutzerspezifischen Anwendungen
Trimble Access-Standardprojektdateien erstellt werden können, die nahtlos mit der
Trimble Business Center-Desktopsoftware und der Trimble Connected Community
verwendet werden können.
Rossback geht davon aus, dass die Anzahl der anwendungsspezifischen Programme immer
größer wird. Branchen wie Archäologie, Gerichtsmedizin und Erdöl- und Erdgaserkundung
sind auf Spezialverfahren bei der Vermessung angewiesen und sind geeignete Bereiche
für die Verwendung des SDK durch Entwickler. Rossback weist auch darauf hin, dass
die Trimble-Entwickler mit dem SDK das neue Landseismikmodul für Trimble Access
entwickelt und die Entwicklungs- und Testphasen des neuen Moduls erheblich verkürzt
haben.
Weitergabe von individuellen Anwendungen
Einige Entwickler sind bereit, ihre selbst entwickelten Anwendungen kostenfrei
weiterzugeben bzw. zu verkaufen. Andere Entwickler möchten Anwendungen nur für
firmeninterne Anwender zugänglich machen. Hierzu werden alle mit dem Trimble Access
SDK erstellten Anwendungen über den Trimble Access Installation Manager (TAIM)
verfügbar gemacht. Der Entwickler erhält von Trimble die Kontrolle über die Weitergabe und
Nutzung von Spezialanwendungen, sodass eine unautorisierte Nutzung ausgeschlossen ist.
Außerdem wird mit dieser Vorgehensweise eine reibungslose Installation und Lizenzierung
individueller Spezialanwendungen auf Trimble-Controllern gewährleistet. Für die
Weitergabe einer Anwendung in mehreren Ländern verwendet das Trimble Access SDK
dieselben Übersetzungstools wie für Trimble Access. Nach Fertigstellung einer Anwendung
kann diese von den Entwicklern in verschiedene Sprachen übersetzt werden. Entwickler
können je nach Bedarf neue Anwendungen für Einzelanwender, für eine Gruppe von
Benutzern oder für die weltweite Weitergabe erstellen. Während der Entwicklungsphase
können die Entwickler mit Trimble’s Softwarespezialisten kooperieren, um sehr spezifische
und professionelle technische Unterstützung zu erhalten. Die Anwendungen werden von
Trimble getestet, um sicherzustellen, dass diese mit dem TAIM für die Verwendung auf der
gewünschten Hardware auch wirklich bereitgestellt werden können.
Einige Organisationen und Unternehmen hätten gerne Spezialanwendungen, verfügen
jedoch nicht über die entsprechenden Programmiermöglichkeiten. Um diesem
Kundenkreis geeignete Unterstützung zu bieten, hat Trimble verschiedene qualifizierte
Entwickler (so genannte Trimble Access-Entwicklungspartner) bestimmt, die mit dem SDK
kundenspezifische Anwendungen erstellen können. Interessierte Firmen können sich an
Trimble wenden (siehe folgenden Weblink), um von einem Entwicklungspartner bei der
Entwicklung ihrer Lösung Unterstützung zu erhalten.
Trimble Access-Anwendungen können auf allen von Trimble unterstützten Plattformen
ausgeführt werden, darunter in den Windows- und Windows Mobile-Umgebungen. Die
Anwendungen funktionieren auch auf den Trimble TSC2- und Trimble TSC3-Controllern,
auf dem Trimble Tablet, auf dem Trimble CU-Controller und in der Trimble M3 Totalstation.
Das SDK wird zudem auf dem Trimble GeoExplorer ® GeoXR™ Netzwerkrover unterstützt.
Mit Trimble Access erzeugte Felddaten können mit Trimble Access Sync und über die
Trimble Connected Community weitergegeben werden. Weitere Informationen finden Sie
unter www.trimble.com/developer.
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Technik & mehr; 2012-1
Technik
& mehr
GIS-Technologiefahrzeug:
„Superhero“
D
as GIS-Technologiefahrzeug unerstützt bei Tag die
Bestandskartierung und dient in der Nacht als mobiler
Leitstand für Aufgaben der öffentlichen Sicherheit in
Monroe County im US-Bundesstaat New York.
Im Jahr 2008 entzog sich ein tatverdächtiger Drogendealer
der Strafverfolgung, in dem er sich in einem der zahlreichen
bewaldeten Feuchtgebiete von Monroe County versteckte.
Winterlicher Schnee hatte das Labyrinth zugefrorener Sümpfe und
Teiche zugeschneit, sodass die Verfolgung für die Gesetzeshüter
gefährlich war. Im nächsten Frühling wurde die Leiche des
Verdächtigen in den Sumpfgebieten gefunden. Behördenvertreter
des Bezirks vom Department of Environmental Services (DES)
gehen davon aus, dass ein anderes Fahndungsergebnis denkbar
gewesen wäre, wenn die umfangreichen GIS- und GNSSRessourcen den Strafverfolgungsbehörden vor Ort verfügbar
gemacht worden wären. So entstand die Idee, ein GIS-Fahrzeug
mit der passenden Technik auszustatten.
In Monroe County leben 750.000 Menschen verteilt auf 19 Städte,
10 Dörfer und Rochester, die drittgrößte Stadt des Bundesstaates
New York. Vor mehr als einem Jahrzehnt wurde ein UnternehmensGIS gestartet, das auf dem Konzept des bidirektionalen
Datenaustauschs zwischen Bezirks- und Lokalverwaltungen
beruhte. Der Bezirk setzte zur Bestandsaufnahme von Anfang
an Trimble GNSS-Technologie ein, um den GIS-Datenbestand
zu füllen.
GNSS-Empfängern eingerichtet. Die Vermessungsrover im
Feld empfangen in der Regel Echtzeitkorrekturen über eine
Mobilfunkverbindung, und die Daten der Kartierungsempfänger
werden im Fahrzeug mit der Trimble GPS Pathfinder OfficeSoftware nachbearbeitet. Die GNSS-Daten werden in beiden
Fällen differenziell korrigiert, bevor sie zum Unternehmens-GIS
übertragen werden.
Gegenwärtig werden praktisch alle Bezirksbehörden von der
GIS-Abteilung von DES (GISD) mit Kartierungsdiensten versorgt.
Die Abteilung beschloss, den Zugang auf den Datenbestand und
die GIS-Funktionen für den gesamten, 1.898 Quadratkilometer
großen Bezirk zu verbessern, indem das Dienstangebot auch auf
die Straße verlagert wurde. Die Firma Eastman Kodak Company
mit Sitz in Rochester ermöglichte durch die Spende eines
Kleintransporters die praktische Umsetzung dieses Plans.
Tagsüber wird das Fahrzeug bei größeren Technik- und
Bauprojekten eingesetzt, indem GIS-Karten zur Lage von
Versorgungsanlagen und Grundstückgrenzen erstellt werden.
Während die Bauprojekte voranschreiten, werden von
den Mitarbeitern mit den GNSS-Empfängern Einbaudaten
aufgenommen, um das Unternehmens-GIS zeitnah zu
aktualisieren. Aktuelle Datensätze neu installierter oder verlegter
Infrastrukturanlagen sind somit maximal wenige Stunden alt.
Die Behörden von Monroe County ließen den Kleintransporter
dann in ein GIS-Technologiefahrzeug umbauen. Hierzu wurden im
Fahrzeug drei Bildschirmarbeitsplätze mit robust nachgerüsteten
Laptops, einem 36-Zoll-Plotter, Druckern, einem SmartBoard,
einem Großbildschirmmonitor, Funkgeräten und weiterem
Funkzubehör eingerichtet. Über diese Kommunikationsoption
kann mit den im Fahrzeug installierten Computern auf das
Unternehmens-GIS und auf die GNSS-Referenzstationen des
Bezirks zugegriffen werden. Bei Bestandsaufnahmen können
GIS-Merkmalsebenen von unterwegs aus mit Daten aktualisiert
werden, die direkt von den im Fahrzeug transportierten mobilen
GNSS-Empfängern hochgeladen wurden. Die Daten können auch
zur Notfall-Einsatzleitstelle übertragen werden.
Wenn das Fahrzeug nicht in Bau- oder Instandsetzungsprojekten
verwendet wird, wird es im gesamten Bezirk von Monroe County
zur Bestandskartierung mit Trimble GeoXT GNSS-Handhelds
eingesetzt. Das Fahrzeug wurde auch intensiv für ein Projekt
im Monroe County genutzt, bei dem im gesamten Bezirk die
Glasfaseranbindung auf alle Städte und Ortschaften ausgedehnt
wurde. Am GIS können Außendienstteams genau ersehen, wo
Grundstücksgrenzen verlaufen, sodass Grabenarbeiten auf
Privateigentum weitgehend vermieden werden können. Wenn
Außendienstmitarbeiter Zugang zu bestimmten Grundstücken
benötigen, können sie den jeweiligen Hauseigentümer dank der
GIS-Datenbank bei der Anfrage namentlich anschreiben.
Die GISD-Abteilung verwendet GNSS-Instrumente im
Rotationsverfahren zwischen Hauptbüro und Fahrzeug, aber
normalerweise werden Trimble GPS Pathfinder® Pro XREmpfänger als Rucksacksysteme sowie neuere GPS Pathfinder
ProXH™-Empfänger genutzt. Diese Kartierungsempfänger werden
zusammen mit Trimble GeoXT™ GNSS-Handhelds verwendet.
Der Bezirk hat drei Referenzstationen mit zwei Trimble R8
Technik & mehr; 2012-1
Steve Schwartzmeier, Betriebsleiter bei DES, vergleicht das
Fahrzeug mit einem „Superhero“, der am Tag und bei Nacht und an
Wochenenden jeweils andere Identitäten annimmt.
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„Das Fahrzeug wird täglich für alle nur denkbaren Kartierungsaufgaben im Bereich der Wartungs- und Betriebsabläufe
und Baumaßnahmen des Bezirks eingesetzt“, erläutert Schwartzmeier. „In der Nacht sind wir dann in einer völlig anderen
Sparte tätig, indem wir für Bereiche der Feuerwehr, der Polizei und des Katastrophenschutzes eine umfassende Ergänzung an
Kartierungsfunktionen bereitstellen.“
Das Fahrzeug wird oft vom Sicherheitsbeauftragten von Monroe angefordert. Die zugehörigen Aufgabenbereiche sind in der Regel
in Notfalleinsätze und routinemäßige Verwendungen unterteilt. Bei den meisten routinemäßigen und geplanten Einsätzen handelt
geht es um Festivals und andere öffentliche Veranstaltungen, die normalerweise von großen Menschenmassen besucht werden.
Das Fahrzeug erfüllt hier eine wichtige Funktion bei der Koordinierung der Sicherheitslogistik.
Beispielsweise trifft das Fahrzeug bei einer jährlich veranstalteten Flugschau bereits vor Veranstaltungsbeginn vor Ort ein. Die
Mitarbeiter kartieren dann die verschiedenen Positionen der Verkaufsstände, Stromversorgungseinrichtungen und Sammelpunkte
sowie der Evakuierungswege für Besucher und der Zu- und Abfahrtswege für Rettungsfahrzeuge. Diese Punkte werden dem GIS
und den Karten als Layer hinzugefügt und im Fahrzeug für das verantwortliche Sicherheitspersonal der Flugschau ausgedruckt.
Mindestens einmal im Monat hat das GIS-Technologiefahrzeug einen Einsatz bei einem dringenden Notfall. Kürzlich musste ein
flüchtiger Häftling einer Justizvollzugsanstalt wieder eingefangen werden. Das Fahrzeug traf gerade in dem Moment am Einsatzort
ein, als die Kommunikationsverbindung der Polizei mit der Notfall-Einsatzleitstelle unterbrochen war. Die Polizeibeamten
zogen schnell in das GIS-Fahrzeug um, um in diesem die Vor-Ort-Einsatzleitung durchzuführen. GIS-Karten und Farbluftbilder
der betreffenden Gegend wurden im Fahrzeug ausgedruckt und an die Polizeibeamten für die Verwendung am Boden und in der
Luft verteilt. Auf diese Weise konnte die Festnahme des Flüchtigen ohne Zwischenfälle durchgeführt werden. Dieses Resultat
unterschied sich erfreulich von dem Vorfall von vor drei Jahren, der erst zu der Idee dieses Spezialfahrzeugs geführt hatte.
„Durch die Kartenausdrucke, die wir mit unserem Großformatplotter ausgeben konnten, bekamen die Polizeibeamten ein gutes
Bild des umgebenden Geländes, und so konnten sie bereits nach ein, zwei Stunden die erfolgreiche Festnahme melden“, berichtet
Scott McCarty, der Betriebsleiter der GISD-Abteilung.
Das GIS-Technologiefahrzeug hat sich als ein absolut erfolgreiches Projekt erwiesen und ist im gesamten Bezirk von Monroe
sehr gefragt. Mit dem Fahrzeug konnten Tausende an Personalstunden im Außendienst und im Büro eingespart werden. Der
hervorstechendste Nutzen des Fahrzeugs besteht darin, dass benötigte Daten, die teilweise lebensrettend sein können, den
jeweiligen Fachleuten zeitnah an Ort und Stelle verfügbar gemacht werden.
„Wir sind in der Lage, Informationen zügig bei Einsatzorten bereitzustellen“, sagt Schwartzmeier hierzu, „und Entscheidungsprozesse
können mit einer exzellenten Datengrundlage vereinfacht werden.“
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Technik & mehr; 2012-1
Technik
& mehr
Fotowettbewerb
A
uch in dieser Ausgabe haben wir unsere Trimble
Survey Facebook-Freunde gebeten, bei diesem
stets beliebten Fotowettbewerb mit abzustimmen.
Nachdem unsere Redaktion die besten drei Fotos
ausgewählt hatte, wurde der erste Platz von den Trimble
Survey Facebook-Freunden bestimmt. Der erste Preis
und eine vierteilige Trimble Allwetterjacke geht an
den Fotografen des auf Seite 21 und auf der hinteren
Umschlagseite abgebildeten Fotos „Durch den Nebel“.
Wir gratulieren allen drei Gewinnern zu ihren kreativen
Aufnahmen!
Machen Sie mit: Auf unserer TrimbleSurvey FacebookSeite (www.facebook.com/TrimbleSurvey) finden Sie
die Bewerber für den Fotowettbewerb der nächsten
Ausgabe. Bei jedem Wettbewerb gewinnt einer der
Facebook-Abstimmungsteilnehmer per Zufallsauswahl
Trimble-Zubehör. Lassen Sie sich den Spaß nicht entgehen!
Die Ehrensieger dieser Ausgabe erhalten eine Armbanduhr
der Trimble-Sonderserie:
Eine fürstliche Vermessung
Ulrich Gaesing, bei der Stadt Bielefeld angestellter
Vermessungsingenieur, hat dieses Foto von einem
Messeinsatz auf der Sparrenburg, einer wichtigen
Sehenswürdigkeit von Bielefeld, eingereicht. Die
Festungsanlage wurde um das Jahr 1200 auf dem zum
Teutoburger Wald gehörenden Sparrenberg zum Schutz
der jungen Stadt errichtet und zeichnet sich durch ein
verzweigtes unterirdisches Gangsystem aus. Gaesing war
mit der Erarbeitung einer neuen Karte des Gebiets um die
Sparrenburg befasst, die alle dort erfolgten Veränderungen
und archäologischen Ausgrabungen wiedergeben sollte.
„Eine tierische Ein-Mann-Vermessung!“
Von Benedetto Domenico, Vermessungstechniker bei
Studio Tecnico Topografico, wurde dieses Spaßfoto
eingereicht, das er mit automatischem Selbstauslöser
aufgenommen hatte. Domenico war mit der Vermessung
eines ländlichen Gebäudes bei Albenga in Nordwestitalien
befasst, das in einer Katasterkarte aufgenommen werden
sollte. Benedetto arbeitete im Ein-Mann-Betrieb mit einem
Trimble R6 GNSS System (als Basis und als Rover) und
einem Trimble TSC2-Controller. Obwohl Benedetto der
einzige Vermessungsexperte vor Ort war, musste er schnell
feststellen, dass er nicht allein war: Im Bereich der Anlage
befanden sich auch verschiedene Tiere, darunter ein Esel.
Der Esel wurde von den leuchtenden Controller-LEDs
angezogen und rannte jedes Mal weg, wenn der Controller
Pieptöne ( für einen gemessenen Punkt) von sich gab. Aber
kurz darauf näherte er sich wieder und interessierte sich
für das Messgeschehen und die Trimble-Technologie. Es
war im wahrsten Sinne des Wortes „eine tierische EinMann-Vermessung!“, schreibt Domenico.
Technik & mehr; 2012-1
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Durch den Nebel
Von Stoian Stoianov, Vermessungsingenieur aus
Bulgarien, stammt diese faszinierende Aufnahme,
die er über der Stadt Varna aufgenommen hatte (das
Foto wurde auf einer kleinen Anhöhe 19 km westlich
von Varna bei den Koordinaten 43° 14' 45,87" N 27° 46'
24,87" O geschossen). „Wir sind mit RTK-Messungen
befasst, um ein 3D-Modell des Geländes im Bereich
eines Straßennetzes mehrerer Dörfer bei Varna zu
erstellen“, berichtet Stoianov. „Das Modell wurde
herangezogen, um die Rohrleitungen und die neuen
Straßen zwischen den Ortschaften zu planen. An den
zwei Tagen des Messeinsatzes herrschte dichter Nebel,
und die Arbeitsbedingungen waren alles andere als
gut, und trotzdem waren die Ergebnisse exzellent!“
Technik
& mehr
Fotowettbewerb
Machen Sie mit beim „Technologie & mehr“
Fotowettbewerb!
Die Gewinner des Trimble Fotowettbewerbs erhalten
Trimble-Preise und ihre Fotos werden in „Technologie
& mehr“ veröffentlicht. Mit dem ersten Preis dieser
Ausgabe wurde das Foto „Durch den Nebel“ auf Seite 21
ausgezeichnet. Wenn Sie künftig am Wettbewerb
teilnehmen möchten, senden Sie Ihr mit einer
8-Megapixel-Digitalkamera (oder besser) an folgende
Adresse: [email protected]. Bitte vergessen
Sie nicht, Ihren Namen, Ihre Berufsbezeichnung und
Ihre Kontaktdaten anzugeben.
Hier können Sie „Technologie & mehr“ kostenlos abonnieren: www.trimble.com/t&m.
Sie können auch eine E-Mail an die folgende Adresse senden: T&[email protected].
Außerdem können Sie „Technologie & mehr“ auch online unter www.trimble.com/t&m lesen.
Optional können Sie auch dieses Formular
ausgefüllt per Fax an uns senden.
Fax (USA) +1-720-887-6101
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