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Anwendungsbeispiele

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Laseraltimetrie

Auf dieser Seite finden Sie eine Reihe von Anwendungsbeispielen für abbildende Laseraltimetrie und ihre Produkte: digitale Landschaften und digitale Höhenmodelle. Diese Übersicht erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, da für diese junge Technologie ständig neue Anwendungen entstehen, die ihre besonderen Möglichkeiten nutzen.

Anwendungen sind beispielsweise zu finden in

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Topographische Kartierung

Die abbildende Laseraltimetrie ist das ideale Werkzeug zur Erfassung der dritten Dimension für die topographische Kartierung. Ihre Eigenschaft, 'durch die Bäume hindurchzusehen' erlaubt die genaue Bestimmung der Bodenhöhe auch in bewachsensen Gebieten, was die Kosten und der Zeitaufwand für die topographische Kartierung drastisch reduziert. Dank des hohen Informationsumfangs, der mit abbildenden Laseraltimetriesystemen erfaßt wird, wird auch die automatische, thematische Klassifizierung der Oberfläche stark vereinfacht.

Erstellung und Aktualisierung topographischer Karten mit präzisen 3D-Daten
Oberflächen- und Landnutzungsklassifizierung mitt Oberflächenrauhigkeit, Objekthöhe und Dichte, und die schattenfreie Reflexionsinformation als Kriterien

Bau und Wartung von Infrastruktur

In der Entwicklung von Infrastrukturprojekten

  • genaue und aktuelle digitale 3D-Geländedaten, sogar für Waldgebiete, helfen den Planungssprozeß und die Logistik beim Bau zu optimieren
  • Umweltverträglickeitssimulationen basierend auf digitalen Oberflächenmodellen können helfen, die Lösung mit den geringsten negativen Einflüssen auf das Landschaftsbild, die Vegetation und die hydrologische Situation zu finden.
Autobahn, Flughafen und Bahntrassenwartung: abbildende Laseraltimetrie bietet genügend vertikale Auflösung um größere Verformungen von Straßen- und Landebahnoberflächen und Gleisanlagen im Vorbeiflug zu erkennen. Beispielsweise lassen sich in geteerten Oberflächen Schlaglöcher, die nur 5 cm tief sind, detektieren. Größere Hindernisse wie bei Stürmen umgestürzte Bäume lassen sich natürlich ebenfalls schnell erfassen.
Wartung von Überlandleitungen und Pipelines: der Durchhang und Unterbrechungen von elektrischen Überlandleitungen, Hindernisse in Schneisen durch Waldgebiete ("vorwitzige" oder umgestürzte Bäume) und Unregelmäßigkeiten in den Trassen von Öl- und Gaspipelines lassen sich mit Hilfe von flugzeug- oder hubschraubergetragenen Laserscannern schnell und zuverlässig erfassen und ermöglichen einen gezielten Einsatz von Wartungsmannschaften. Dies trifft in besonderem Maße auch auf die Oberleitungen von Hochgeschwindigkeitsbahntrassen zu.
Wartung von Wasserstraßen: Das Bodenprofil von Wasserstraßen läßt sich, in Abhängigkeit von der Wassertrübung, bis zu Tiefen von über 40 m mit einer besonderen Klasse von Laseraltimetern (Bathymetrie) überwachen.

Stadtplanung und Stadtentwicklung

Digitale Oberflächenmodelle, die mittels Laseraltimetrie gewonnen wurden, enthalten den geringsten Anteil an Abschattungen aller derzeit verfügbaren flugzeuggetragenen Vermessungsverfahren. Mit diesen Oberflächenmodellen können hochgenaue und aktuelle dreidimensionale Stadtmodelle u.a. für folgende Anwendungen erzeugt werden:

Stadtverwaltung: Aktualisierung von GIS-Datenbanken in städtischen Gebieten zur Ermittlung von Bebauungszustand, Gebäudehöhen, Dachformen, Vegetationsanteil etc.

Einsatz von 3D Stadtmodellen für Stadtplanung und Stadtentwicklung

  • zur Verbesserung der Luftqualität, indem Brennpunkte hoher Abgaskonzentrationen und verminderter Frischluftzufuhr bei der Planung durch Einbeziehung von Mikroklima-Simulationen vermieden werden,
  • zur Planung von Oberflächenwasser-Kanalisation: wo konzentriert sich Regenwasser
  • zum Überschwemmungsschutz: welche Gebiete sind gefährdet, wie wirksam sind Schutzmaßnahmen
  • für die Telekommunikation: wo sollten Mobilfunk-Antennen aufgestellt werden, um eine flächendeckende Versorgung sicherzustellen
  • für die Gestaltung neuer Stadtentwicklungsprojekte

Ökologie und Umwelt

Bereiche der Wissenschaft, die dreidimensionale Oberflächendaten benötigen, sind:

  • Geologie
  • Hydrologie
  • Archäologie - 3D-Kartierung ausgedehnter archäologischer Stätten

Monitoring von Veränderungen in der Erdoberfläche erfordert dreidimensionale Meßverfahren. Vollautomatische, hochgenaue Verfahren sollten für wiederholte Messungen gewählt werden, wie sie für Überwachungsaufgaben notwendig sind. Abbildende Laseraltimetrie als direktes, dreidimensionales Meßverfahren ist die bevorzugte Methode zur Gewinnung von Oberflächenmodellen in vielen der im Folgenden aufgeführten Bereiche, da sie hohe vertikale Genauigkeiten bei geringem Meß- und Verarbeitungsaufwand bietet.

  • Eisflächen und Gletscher
  • Erosion
  • Vulkanische Aktivität
  • Baumhöhen, Belaubungsdichte, Biomasse
  • Strand und Dünen
  • Wassertiefe in Flüssen und Küstengewässern
  • Watt
  • Feuchtgebiete

Modellierung

  • Wasserscheiden- und Wasserlaufmodelle erfordern hochgenaue Höhendaten
  • Ökosysteme - Baumhöhen und Vegetationsdichte, wie sie aus Laseraltimetriedaten abgeleitet werden können, sind wichtige Eingangsfaktoren bei der Modellierung von Prozessen der Biosphäre

Unterricht

  • Die dreidimensionale Visualisierung von Geländeformen kann das Verständnis für die Wechselwirkungen zwischen Gelände und Ökosystem fördern
  • Animationen zur Veranschaulichung von geologischen, hydrologischen und Erosionsprozessen
  • Computeranimationen (Durchfliegungen) echter Landschaften ziehen die Aufmerksamkeit auf sich und können Geographie- und Ökologiekurse und Multimediaprodukte für den Unterricht ansprechender gestalten helfen.

Land- und Forstwirtschaft

Precision farming: abbildende Laseraltimetrie ist hervorragend geeignet um das Wachstum von Pflanzen (Pflanzenhöhe und -dichte) über ausgedehnte Flächen hinweg zu erfassen. In Zonen ungleichmäßigen Wachstums kann dann durch gezielte Wasser- oder Düngemittelzufuhr Ausgleich geschaffen werden. Das exakte dreidimensionale Geländemodell, das durch eine Laserbefliegung erzeugt wird, erlaubt darüber hinaus die Be- und Entwässerung des Geländes zu optimieren
Forstwirtschaft und -verwaltung: die Messung von Belaubungsdichte und Baumhöhe gehören zu den Anwendungen, bei denen die Vorzüge moderner Laserscanner besonders zum Tragen kommen, und die in dieser Form und Einfachheit mit keinem anderen Meßverfahren durchgeführt werden können. Die Meßergebnisse können beispielsweise eingesetzt werden, um Pflanzenerkrankungen zu erkennen, und um die Auswirkungen von Unwettern und Stürmen schnell zu erfassen. Auch hier können digitale Geländemodelle des Waldbodens zum Studium von Wasserläufen und zur Planung von Waldstraßen genutzt werden. Laseraltimetrie ist die einzige Technologie mit der eine genaue Geländehöhenerfassung in Waldgebieten vom Flugzeug aus möglich ist.

Katastrophenschutz

Als hochgenaues Verfahren zur dreidimensionalen Oberflächenerfassung aus der Luft ist die abbildende Laseraltimetrie äußerst hilfreich bei der Bestimmung von überschwemmungsgefährdeten Flächen, und um schnell und flächendeckend den Schaden an Gebäuden und Infrastruktur nach natürlichen Katastrophen wie Erdbeben, Stürmen, Erdrutschen und Lawinen zu ermitteln.

Überschwemmungsschutz: digitale Oberflächenmodelle mit hoher vertikaler Auflösung und Genauigkeit helfen in Überflutungssimulationen die Gebiete zu bestimmen, die am stärksten gefährdet sind. Sie helfen beim Entwurf möglichst wirksamer Gegenmaßnahmen, oder um für Versicherungszwecke das Überflutungsrisiko für bestimmte Grundstücke gezielt zu bestimmen.
Erdbeben, Erdrutsche und Sturmschäden: Abbildende Laseraltimetrie ist ein direktes Verfahren für dreidimensionale Messungen, das auch ohne aufwendige Datenauswertung umgehend Geländemodelle erzeugen kann. Daher ist es besonders gut für die schnelle dreidimensionale Erfassung von Schäden an Gebäuden und Verkehrsinfrastruktur geeignet, um den Einsatz von Bergungs- und Reparaturmaßnahmen gezielt auf die Schadensschwerpunkte konzentrieren zu können.

Architektur und Landschaftsdesign

Eine automatische Integration von architektonischen Entwürfen mit ihrer Umgebung in Form eines hochauflösenden 3D-Landschaftsmodelles erleichtert den Entwurfsvorgang und vermittelt einen präzisen Eindruck wie der Entwurf mit seiner Umgebung in Wechselwirkung steht - realistischer als die heute üblicherweise verfügbaren groben digitalen Geländemodelle, schneller als handgefertigte Modelle.
Virtuelle Landschaftsgestaltung am Computer, basierend auf digitalen Oberflächenmodellen, die sogar vorhandene Büsche und Bäume enthalten können, optimieren und beschleunigen den Entwurfsprozeß und liefern realistische Ansichten des Ergebnisses, noch vor dem ersten Spatenstich.
Wachstums- und Erosionssimulationen auf ein aktuelles Geländemodell angewendet können Ihnen zeigen, wie sich Ihr Entwurf in 10 Jahren entwickelt haben wird.

Unterhaltung, Werbung und Kunst

Die realistische Integration von computeranimierten Objekten und Freiluftszenen läßt sich durch die Verwendung von 3D-Modellen der Szene automatisieren. Abbildende Laseraltimetrie kann hierzu detaillierte 3D-Landschaftsmodelle liefern.
Durch- oder Überfliegungen von Szenen, die mit herkömmlichen Mitteln nicht oder nur mit erheblichem Aufwand realisierbar wären, können mit digitalen 3D-Modellen der echten Welt im Computer einfach erzeugt werden.

Genaue Oberflächenmodelle von echten Schauplätzen vermögen Computerspiele aufregender machen:

  • Die Topographie von echten Golfplätzen in Computergolf - sogar unter der Vegetation
  • Fantasyspiele in echten Wäldern und an bekannten Orten
  • Flugsimulationen über wiedererkennbaren Landschaften

Die Verwendung der lokalen Umgebung für visuelle Effekte in der Werbung zieht die Aufmerksamkeit der örtlichen Kundschaft an.
Die dreidimensionale Form natürlicher Geländestrukturen kann in der Computerkunst und für Videoperformance inspirierende Impulse geben.

Wir können Ihnen helfen, die Möglichkeiten, die die abbildende Laseraltimetrie und digitale Geländemodelle bieten, zu Ihrem Vorteil zu nutzen. Informieren Sie sich über unser Leistungsangebot auf der nächsten Seiteweiter:

 

 
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