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Das Magazin der Leica Geosystems
64
2 | Reporter
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Liebe Leserinnen und Leser,
Zum ersten Mal findet von 6. bis 9. Juni in Orlando/USA
eine gemeinsame Konferenz von Leica Geosystems
mit Schwesterfirmen aus dem ganzen Hexagon Kon-
zern statt. Bekannte Marken wie Erdas, Intergraph,
Z/I Imaging und Hexagon Metrology geben mit Leica
Geosystems zusammen ihren Kunden und Interes-
senten Einblicke in Projekte, Produkte und Lösun-
gen. Unter dem Konferenzmotto «Building a Smarter
World» erwarten wir über 2.000 Anwender, die sich
über Branchentrends und die Einsatzmöglichkeiten
unserer Lösungen informieren, Schulungen besu-
chen, neue Produkte testen und ihr Netzwerk pfle-
gen wollen.
Auch in dieser Ausgabe des «Reporter» zeigen wir,
wie unsere Kunden dieses Motto umsetzen und
unsere Welt gestalten, etwa bei Jahrhundertpro-
jekten wie der Erweiterung des Panamakanals oder
dem wissenschaftlichen Einsatz auf dem Schweizer
Gletscher «Macun». Wie unsere Kunden zum Katas-
trophen-Management beitragen, zeigen sie uns zum
Beispiel am Rotschlamm-Unfall in Ungarn, der Flut-
katastrophe in Australien oder dem Kraftwerksunfall
in Russland vor zwei Jahren. Aber auch von erfreuli-
cheren Anwendungsfällen können wir berichten, wie
der Erhaltung von kulturellem und historischem Erbe
für die Nachwelt, so etwa den Höhlen von Piusa, die
diesmal auch das Titelbild stellen, oder wie die liebe-
voll «Mighty Mo» genannte USS Missouri.
Sie sehen, wir haben – gemeinsam mit unseren Kun-
den, die uns immer wieder auf interessante Anwen-
dungen aufmerksam machen und uns ihre Beiträge
schicken – einmal mehr einen spannenden «Repor-
ter» zusammengestellt. Ich wünsche Ihnen viel Spaß
beim Lesen, und freue mich, Sie vielleicht auch per-
sönlich in Orlando begrüßen zu dürfen.
Die letzte Reise der Mighty Mo
Virtuelle Höhlen
Maisfeldlabyrinthmit GPS-Präzision
Gewinnbringende Partnerschaft
Tropisches Netz
Der Kanal des21. Jahrhunderts
Leica TS30 misst Ladekräne
Gletscherscanning im Nationalpark
Schnelle Hilfe für Flutopfer
Schwimmende Reiseträume
Unfallanalyse in einemWasserkraftwerk
Die rote Flut
Präzision für Weltraumtouristen
Mongolisch-deutschesUmweltforschungsprojekt
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Editorial
Impressum
Reporter: Kundenzeitschrift der Leica Geosystems AG
Herausgeber: Leica Geosystems AG, CH-9435 Heerbrugg
Redaktionsadresse: Leica Geosystems AG,
9435 Heerbrugg, Schweiz, Tel: +41 71 727 34 08,
Für den Inhalt verantwortlich: Alessandra Doëll
(Director Communications)
Redaktion: Agnes Zeiner, Konrad Saal
Erscheinungsweise: Zweimal jährlich in deutscher,
englischer, französischer, spanischer und russischer Sprache
Nachdrucke sowie Übersetzungen, auch auszugsweise, sind
nur mit ausdrücklicher Genehmigung des Herausgebers erlaubt.
© Leica Geosystems AG, Heerbrugg (Schweiz),
Mai 2011. Gedruckt in der Schweiz
Jürgen Dold
CEO Leica Geosystems
JüJüüüJüüJüJüüüüüJüJüJüüüJüJüüüJüüüJJüüJüüüüüJJüüJüJüJüüJJJüüJüJüJJüüüJürgen Dold
Das Magazin der Leica Geosystems | 3
>>
von Mark Evangelista
Als die USS Missouri am 31. März 1992 außer
Dienst gestellt wurde, sah man dem 270 Meter
langen Schlachtschiff der Iowa-Klasse sein Alter
an. Sein abgenutztes, zerkratztes Deck aus
Teakholz hatte Tausende von Marineoffizieren
und Crewmitgliedern getragen. Mit der Überga-
be des Schiffs im Jahr 1998 an die gemeinnützige
USS Missouri Memorial Association in Honolulu,
Hawaii, begann ein neuer Abschnitt im Dasein
der USS Missouri. Heute liegt sie als Museums-
schiff aus dem Zweiten Weltkrieg neben der USS
Arizona im Hafen von Pearl Harbor. Doch die Ver-
antwortlichen des Museumsvereins hatten noch
größere Pläne mit dem historischen Schlacht-
schiff: Sie wollten die USS Missouri nämlich
instand setzen und für kommende Generationen
erhalten.
Diese Vision wurde im Oktober 2009 Wirklichkeit,
als die USS Missouri für eine Dauer von drei Mona-
ten zur Reparatur in das größte Trockendock der US
Navy in Pearl Harbor verlegt wurde. «Der Aufenthalt
des Schiffs im Trockendock bot uns die einzigartige
Chance, es komplett zu scannen», erklärt Michael A.
Carr, Präsident und Geschäftsführer der USS Missouri
Memorial Association. «Weil sich diese Möglichkeit
so schnell nicht wieder ergeben würde, haben wir sie
beim Schopf gepackt.»
Die letzte Reise der Mighty Mo
4 | Reporter
Einen Monat vor Beginn des Instandsetzungsvorha-
bens hatten Carr und andere führende Mitglieder
des Museumsvereins Richard Lasater, den Leiter von
Smart GeoMetrics, eines Geschäftsbereichs des in
Houston ansässigen Unternehmens Smart Multi-
Media, bei einer Konferenz des Vereins für histori-
sche Marineschiffe in Alabama kennengelernt. Das
Laserscanning-Unternehmen hatte in diesem Jahr
bereits Teile der Innenräume eines anderen histori-
schen Schlachtschiffs, der USS Texas BB-35, erfasst
und Lasater präsentierte die Ergebnisse.
Der Vorstand der USS Missouri Memorial Associa-
tion war von den Fotopanoramen und Flythrough-
Videos absolut beeindruckt. Die Technologie bot das
Potenzial, das Erlebnis für die Museumsbesucher
noch spektakulärer zu gestalten. Und die einmalige
Gelegenheit des Aufenthalts im Trockendock musste
unbedingt genutzt werden, denn, so Lasater, «ein
präziser Scan des gesamten Schiffs ist unmöglich,
solange es sich im Wasser befindet. Einerseits liegt
das daran, dass die Bereiche unterhalb der Wasserli-
nie natürlich nicht erfasst werden können. Vor allem
aber würde schon die kleinste Bewegung des Schiffs
im Wasser, selbst an windstillen Tagen, die Scan-
genauigkeit beeinträchtigen.»
Das Budget für die Instandhaltung war bereits fixiert.
Trotzdem beschloss der Vereinsvorstand, dass das
Dokumentationsvorhaben unter allen Umständen
umgesetzt werden musste. Durch außerordentliche
gemeinsame Anstrengungen konnte das Projekt in
einer für alle Beteiligten annehmbaren Art und Wei-
se finanziert werden, sodass Smart GeoMetrics bald
darauf mit dem Feinschliff seiner Strategie begann.
Dokumentation im Schnellverfahren
Die Dokumentation sollte ganz am Ende der Instand-
haltungsarbeiten erfolgen, unmittelbar bevor die USS
Missouri zurück zu ihrem Liegeplatz im Hafen trans-
portiert wurde. Dem Team von Smart GeoMetrics
würde zum Scannen des Schiffs ein Zeitfenster von
vier Tagen zur Verfügung stehen, sobald Gerüste und
Schutzabdeckungen entfernt waren. Der mit dem
Vorhaben verbundene enorme Aufwand erforderte
drei Scannercrews, von denen jede mit einem Leica
HDS Laserscanner ausgerüstet war. Eine vierte Crew
war für die Einrichtung und Wartung des Festpunkt-
netzes zuständig. «Die USS Missouri ist ein wirklich
riesiges Schiff, und wir hatten nur vier Tage Zeit für
ein Projekt, für das wir normalerweise 14 Arbeitstage
veranschlagt hätten. Dazu kam noch, dass ständig
Heerscharen von Werftarbeitern anwesend waren»,
Das Magazin der Leica Geosystems | 5
erinnert sich Lasater. «Auch der Standort des Schiffs
in Hawaii vereinfachte die Logistik nicht gerade.»
Doch Smart GeoMetrics gelang es, alle Schwierigkei-
ten erfolgreich zu meistern. Das Unternehmen stellte
in Windeseile ein Team aus HDS-Profis der Firmen
Meridian Associates (Houston) und As-Built Mode-
ling Services Inc. aus dem benachbarten Pearland
(Texas) zusammen, während Mustang Engineering
Inc. (Houston) für spezielle Unterstützung sorgte.
Das Team erstellte vor Ort ein aus über 400 Punkten
bestehendes Kontrollnetzwerk. Anschließend erfass-
ten die Messtrupps Scans von 160 Standpunkten auf
dem Schiff und in dessen Außenbereich, und schos-
sen 5.400 Fotos.
«Unsere Dokumentationsteams arbeiteten wirklich
sehr zügig, obwohl wir nie das komplette Schiff zur
Verfügung hatten», erklärt Jonathan White, Projekt-
manager bei Meridian, der eine der Scancrews leite-
te. «Wir mussten unsere Arbeit mitten in den Vorbe-
reitungen verrichten, die im Trockendock getroffen
wurden, um das Schiff wieder zu Wasser zu lassen.»
Am Tag bevor die USS Missouri das Trockendock ver-
lassen sollte konnten die Foto- und Scanarbeiten
abgeschlossen werden. Nun konnte das Team damit
fortfahren, aus den erfassten Informationen Daten-
produkte mit Mehrwert herzustellen.
Ein bleibendes Vermächtnis
Bei den Scans des Schlachtschiffs wurden Milliarden
von Datenpunkten erfasst, die das Team sofort zu
Punktwolken, CAD-Ansichten und 3D-Modellen ver-
arbeitete. Es ging sogar noch einen Schritt weiter
und erstellte mit Hilfe des Know-hows, das die Firma
Zebra Imaging aus Austin (Texas) beisteuerte, Holo-
gramme. Dies ist das erste Mal, dass Hologramme
einen wichtigen Bestandteil eines Archivdatensatzes
darstellen.
Die Ergebnisse der gesamten Dokumentation werden
von der USS Missouri Memorial Association als his-
torisches Dokument, für die laufende Wartung des
Schiffs und zu Bildungszwecken genutzt.
Website der USS Missouri Memorial Association:
www.ussmissouri.com
Über den Autor:
Mark Evangelista lebt als freiberuflicher Autor
in Houston, Texas.
6 | Reporter
Virtuelle Höhlenvon Lauri Põldre
Die Höhlen von Piusa sind eine einzigartige
Anlage von bis zu zehn Meter hohen Sandstein-
höhlen im Südosten Estlands, wenige Kilometer
von der russischen Grenze entfernt. Die Höhlen
sind das Relikt des Abbaus von Quarzsand von
1922 bis 1966. Es handelt sich um ein System
unterirdischer Galerien mit Sandsteinsäulen
und Gewölbedecken. Seit 2006 sind die Höhlen
aus Sicherheitsgründen nicht mehr öffentlich
zugänglich. Derzeit kann nur ein kleiner, gesi-
cherter Abschnitt besucht werden. Das Unter-
nehmen 3D Technologies R&D hat die Höhlen
gescannt und mit Hilfe der neuen, interaktiven
Technologie, die im Besucherzentrum zur Verfü-
gung steht, virtuelle Höhlen geschaffen.
Die Höhlen von Piusa haben sich im Laufe der Zeit zu
einem bedeutenden touristischen Anziehungspunkt
entwickelt. Nicht zuletzt deshalb gingen die örtlichen
Behörden bei ihrem Erhalt neue Wege. Zudem wer-
den die Höhlen von fünf verschiedenen Fledermaus-
arten, die in Estland gesetzlich geschützt sind, zum
Überwintern genutzt. 3D Technologies R&D mit Sitz
in der estnischen Hauptstadt Tallinn bietet interakti-
ve 3D-Technologien zur Präsentation von Objekten.
Das Unternehmen hat eine Lösung zur virtuellen
Darstellung des Höhlensystems als dreidimensiona-
les Modell auf einem Touchscreen entwickelt. Bevor
die Höhlen für Besucher endgültig geschlossen wur-
den, wurde den Mitarbeitern von 3D Technologies
R&D noch Zugang für die Erfassung der notwendigen
Daten gewährt.
Scannen eines 20 Kilometer langen Tunnels
innerhalb von drei Tagen
Zur Erstellung eines möglichst präzisen dreidimensi-
onalen Modells der Höhlen wurde ein Laserscanner
eingesetzt. Da die Höhlen mehr oder weniger aus
Säulen bestehen, musste jede einzelne von ihnen
gescannt werden, um jeden Winkel der Höhlen zu
erfassen. Im Vergleich zu konventionellen Vermes-
sungsaufgaben war das Scannen der Höhlen mit
einigen speziellen Herausforderungen verbunden.
Als besonders problematisch erwiesen sich die völli-
ge Dunkelheit und die niedrigen Temperaturen – das
ganze Jahr über ca. fünf Grad Celsius – im Inneren der
Höhlen. Trotzdem dauerte der komplette Scanvor-
gang mit dem Leica HDS3000 nur drei Tage.
Nach der Datenerfassung vor Ort wurden die Punkt-
wolken georeferenziert und verarbeitet. Anhand
der Punktwolke wurde ein 3D-Modell der Höhlen
von Piusa erstellt. Zusätzlich zu den Scans wurden
Das Magazin der Leica Geosystems | 7
auch hochaufgelöste Fotos der Höhlen gemacht. Die
Punktwolke wurde bereinigt, vereinfacht und trian-
guliert, bevor die Daten in die Modellierungssoft-
ware importiert wurden. Mit dem Tool von 3D Tech-
nologies R&D wurden die hochaufgelösten Fotos so
transformiert, dass sie über das 3D-Modell gelegt
werden konnten, um für die entsprechende Ober-
flächenstruktur zu sorgen. Das detailreiche Original-
3D-Modell wurde mit der Anwendung Normal Map
bearbeitet, um die Inschriften und die Unebenheiten
der Wände herauszustellen.
Interaktives Echtzeit-3D-Modell
für Besucher
Die Höhlen werden den Besuchern als interaktives
Echtzeit-3D-Modell präsentiert, in dessen virtueller
Umgebung sie sich über einen 32“-Touchscreen frei
bewegen können. Das Computermodell gibt die Wän-
de der Höhlen, die Farben des Sandsteins und sogar
kleinste Details, wie von früheren Besuchern hinter-
lassene Inschriften an den Wänden, genau wieder.
Die Besucher können nicht nur virtuelle Spaziergänge
in den Höhlen unternehmen, sondern erhalten auch
darüber hinausgehende Informationen. Besonders
interessante Orte in den Höhlen sind als solche mar-
kiert und mit zusätzlichen Informationen, zum Bei-
spiel Sagen oder Legenden, versehen.
Links oben am Bildschirm wird eine Karte der Höh-
lenanlage angezeigt, in der die aktuelle Position mar-
kiert ist. Das virtuelle 3D-Modell hilft, den Besuchern
die Höhlen mit ihren Eigenheiten näherzubringen,
obwohl sie nicht direkt besichtigt werden können.
Gleichzeitig erhalten die Besucher Einblick in die Ver-
fahren zum Abbau von Quarzsand während des ver-
gangenen Jahrhunderts.
Bewahrung eines Erbes
Mit Hilfe der 3D-Laserscanner-Technologie konnte
dieses Kultur- und Naturdenkmal für den Tourismus
und künftige Generationen erhalten werden. Der
innovative Ansatz des Besucherzentrums, den Besu-
chern virtuelle Spaziergänge zu ermöglichen, ohne
dabei die überwinternden Fledermäuse zu stören,
ist auf großes allgemeines Interesse gestoßen. Ein
kurzer Film zum Thema und ein Bildschirmfoto sind
abrufbar unter: http://vimeo.com/16268850.
Über den Autor:
Lauri Põldre ist Verkaufsleiter bei 3D Technologies
R&D.
Interaktive Anwendungen
3D Technologies R&D wurde 2006 von einer Gruppe
erfahrener Systemdesigner mit dem Ziel gegründet,
eine Plattform für die Darstellung von 3D-Objekten
für die Web-Umgebung zu entwickeln, und darauf
aufbauend Anwendungen für Endkunden im Markt
zu etablieren.
Das wichtigste Projekt war die Konzeption und Ent-
wicklung von 3DMLW (3D Markup Language for Web),
einer Open-Source-Plattform, die es möglich macht,
Echtzeit-3D-Objekte in einem Web-Browser wieder-
zugeben oder diese in benutzerdefinierte Anwen-
dungen zu implementieren.
Basierend auf 3DMLW sind die wichtigsten Produkte
des Unternehmens 3D-Visualisierungen in interakti-
ven Anwendungen für das Web, Info-Terminals und
Multimedia-Kiosks mit Touch-Screen. Diese Anwen-
dungen entstanden aus den ursprünglichen Anforde-
rungen der Kunden.
Die Kunden sind Museen, Stadtverwaltungen, Firmen
und Terminal-Hersteller, die alle von den interaktiven
3D-Lösungen profitieren.
Weitere Informationen zum Projekt finden Sie unter:
http://www.3dtech-rd.com.
8 | Reporter
Maisfeldlabyrinth mit GPS-Präzision
von Markus Prechtl
Im August 2010 lockte der Baumburger Kultur-
sommer mit einer besonderen Attraktion, dem
größten Maisfeldlabyrinth Bayerns. Die ansäs-
sige Klosterbrauerei wollte ihren Gästen im und
rund um den Irrgarten ein reichhaltiges Rahmen-
programm bieten: Spiele, Konzerte, Nachtwan-
derungen, Candle Mais Dinner und Hubschrau-
berrundflüge. Doch wie bekommt man ein Motiv
in ein rund 113.000 Quadratmeter großes Feld,
auf dem der Mais bereits mehr als mannshoch
steht? Der Organisator des Festes, Muk Heigl,
wandte sich an die Ingenieure der ing Traunreut
GmbH. Mit Positionierungstechnologie von Leica
Geosystems meisterten sie die nicht alltägliche
Aufgabe.
Die Figuren und das Gesamtmotiv wurden von einem
Grafiker bereitgestellt. Anhand seiner skizzierten
Vorlage erstellten die Vermessungsingenieure die
Datengrundlage für die Absteckung der Wege und
Freiflächen. Alle Entwürfe wurden auf die Größe
des Maisfeldes angepasst und die einzelnen Gänge
des künftigen Labyrinths digitalisiert. Das Ergebnis
war ein maßstabsgetreuer Plan mit den Umrissen
des geplanten Maisfeldlabyrinths als 2D-Polylinien.
Das Motiv zeigt neben dem Baumburger Wappen
auch einen Bierkrug, eine Bierflasche, einen Teller
mit Knödeln, sowie das Keltenpferd und das Logo
«Chiemgau – Bayerns Lächeln». Alle diese Elemente
sollten später auch die Fluggäste der Hubschrauber-
rundflüge zu sehen bekommen.
Einachsmäher mit Maschinensteuerung
Da das Ingenieurbüro selbst keine Maschinensteu-
erungen im Einsatz hat, holte man Hilfe bei der
deutschen Scanlaser Vertriebsgesellschaft, Leica
Geosystems’ Vertriebspartner für Maschinensteue-
rungen. Mit einem GPS-System von Leica Geosystems
und der Maschinensteuerung Geo-ROG von SBG soll-
te das Motiv in das Maisfeld gemäht werden. Dazu
mussten die vorhandenen Polylinien in Achsen umge-
wandelt und anhand der Software SBG GEO Con-
struction im entsprechenden Datenformat ausgege-
ben werden.
Nachdem die Daten für die Ausführung der Mähar-
beiten eingelesen waren, musste ein weiteres Pro-
blem gelöst werden: Die einzelnen Komponenten
der Maschinensteuerung mussten auf einen kleinen
Einachsschlepper mit Mähbalken montiert werden.
Hierzu wurden spezielle Halterungen gefertigt. Die
Maschinensteuerung benötigte kaum Platz: die Leica
Das Magazin der Leica Geosystems | 9
PowerBox, die Leica PowerAntenna und der GeoROG
konnten auf dem kleinen Einachsschlepper befestigt
werden. Auch die Stromversorgung des Systems –
zwei in Reihe geschaltete 12 Volt-Autobatterien – fand
noch Platz. Für einen stabilen und tiefen Schwerpunkt
wurden sie direkt über dem Mähbalken befestigt.
Spur für Spur zum geplanten Irrgarten
Die Hardware stand bereit, und die Software hatte
alle nötigen Daten – mit dem Ausmähen des Laby-
rinths konnte also begonnen werden. Zuerst wur-
den die Konturen des Labyrinths ausgeschnitten. Der
Lenker des Einachsschleppers arbeitete sich mithil-
fe der Maschinensteuerung sehr einfach und präzi-
se durch das Maisfeld. Er orientierte sich an der im
GeoROG angezeigten Achse und konnte so relativ
schnell die entsprechenden Motive in das Maisfeld
mähen. Einzig die Fahrspuren des Traktors selbst
stellten ein Problem dar, denn der Einachsschlepper
kippte immer wieder stark zur Seite, sobald er eine
der tiefen Reifenspuren querte. Dadurch schwankte
die ca. 2,80 Meter hohe GPS-Antenne im Extremfall
bis zu einem halben Meter, worauf die zuverlässige
Software der Maschinensteuerung natürlich sofort
aufmerksam machte. Um Versätze in den Konturen
der Motive zu vermeiden, musste der Bediener des
Einachsschleppers entsprechend vorausschauend
fahren. Nachdem alle Konturen ausgemäht waren,
wurden anschließend die restlichen Flächen maschi-
nell freigeschnitten.
Zum Freischneiden der Inseln erarbeiteten die Inge-
nieure der ing Traunreut GmbH ein anderes Konzept.
Da es sich hier um isolierte Flächen handelte, die
nicht mit dem Einachsschlepper erreicht werden
konnten, wurden die Flächen mit herkömmlicher
GPS-Vermessung zunächst abgesteckt. Die Polylini-
en des geplanten Labyrinths wurden als DXF auf ein
Leica GPS1200 geladen. So konnten die Umrisse der
einzelnen Inseln vor Ort ermittelt und die isolierten
Flächen per Handarbeit ausgemäht werden.
Insgesamt fiel während der beiden Mähtage ca. ein
Viertel der gesamten Maisfläche den Wegen und
Freiflächen des Labyrinths zum Opfer. Dieses Projekt
zeigt, wie speziell die Einsatzgebiete von Maschinen-
steuerungen sein können. Selbst für eine «exotische»
Anwendung wie die Absteckung eines Maisfeldlaby-
rinths erwies sich das GPS-gesteuerte System als
innovative und vor allem schnellste Lösung.
Über den Autor:
Markus Prechtl ist Vermessungsingenieur und bei der
ing Traunreut GmbH beschäftigt.
10 | Reporter
Gewinnbringende Partnerschaftvon Daniel C. Brown
In den vergangenen Jahren hat sich die Ab-
deckung des Mobiltelefonnetzes im Süden der
kanadischen Provinz Ontario wesentlich verbes-
sert. Daten lassen sich heute mit einer Verzö-
gerung von einer halben Sekunde oder weniger
über eine Mobilfunkverbindung übertragen. Das
bietet Vermessungstechnikern die Möglichkeit,
die Funktionen ihrer GPS-Empfänger mit Hilfe
der Mobiltelefon-Technologie zu erweitern. Ver-
gleichbar mit den Referenzstationsnetzen, die
in den Vereinigten Staaten aufgebaut werden,
hat Leica Geosystems Leica SmartNet Southern
Ontario eingerichtet – ein Real-Time Kinema-
tic Netzwerk (RTK), das mittlerweile fast den
gesamten Süden der Provinz abdeckt.
Seit 2006 ist dieses RTK-GPS-Netzwerk von fünf
Basisstationen auf 51 angewachsen. Die Inbetrieb-
nahme weiterer zehn bis zwölf Stationen ist für die-
ses Jahr geplant. Leica Geosystems verwaltet und
wartet das Netzwerk und stellt Korrekturen für die
Nutzer bereit. Beim Netzwerk handelt es sich um
ein Joint Venture zwischen den Nutzern und Leica
Geosystems. Für etwas mehr als die Hälfte der Sta-
tionen hat Leica Geosystems die Kosten der Emp-
fänger, der Verkabelung, der Antennen, der High-
speed-Internetverbindung und der Antennenmasten
übernommen. Für die andere Hälfte haben private
Unternehmen aus der Branche die Kosten der Hard-
ware und der Internetverbindung getragen. Bis Ende
dieses Jahres wird Leica SmartNet Echtzeit-Positio-
nierung für über 100 Nutzer bieten, kündigt Amar
Kalsi, der Administrator des Leica SmartNet Southern
dass die meisten für RTK-Anwendungen geeigneten
Empfänger am Markt mit dem SmartNet eingesetzt
werden können. Verwendet wird das Open-World-
Format RTCM3. «Wir stellen unser RTCM3 für jeden
bereit, der es benötigt», so Kalsi. «Unsere Daten
können wir auf unterschiedliche Arten übermitteln.
Es gibt ein eigenes Format von Leica Geosystems,
aber auch andere, die wir verwenden. Als Standard-
Message-Typ für Netzwerkverbindungen hat Leica
Geosystems RTCM3 gewählt.»
Ein zweiter Grund für die Nutzung von RTCM3 ist,
dass es sich dabei um einen vollständigen Message-
Typ handelt. Aufgrund der Nutzung von RTCM3 durch
das Leica SmartNet werden Daten, die durch die
Netzwerkkorrektur gestreamt werden, nicht abge-
schnitten oder eingekürzt. So erhält der Rover im
Feld vollständige, ungekürzte Korrekturen. «Durch
unsere Netzwerktechnologie können viele unserer
Nutzer ihre Arbeitsbereiche auf über 20 oder sogar
30 Kilometer ausdehnen. Dabei erhalten sie trotz-
dem hervorragende Ergebnisse, die mit Leichtigkeit
innerhalb oder sogar unterhalb der RTK-Toleranzen
liegen», berichtet Kalsi.
Das SmartNet wird intensiv genutzt, selbst an
Wochenenden, und ist täglich rund um die Uhr ver-
Das Magazin der Leica Geosystems | 11
Ontario, an. Die Nutzer verwenden das Netzwerk
für die Kataster- und Bauvermessung, topografische
Vermessungen und andere Aufgaben.
Mit Hilfe eines Mobilfunkmodems können die Benut-
zer auf eine spezielle IP-Adresse im Internet zugrei-
fen, die an den Leica SmartNet Server in Toronto
angebunden ist. «Beim Aufrufen dieser IP-Adresse
wird jeder Nutzer mittels Benutzername und Passwort
authentifiziert», erläutert Kalsi. «Auf dieser Grundla-
ge und anhand der ungefähren Position des Rovers
im Feld können wir die geeignetste RTK-Korrektur für
genau diesen Nutzer bereitstellen, der nun mit Hil-
fe des Mobilfunknetzes in einem Bereich von bis zu
15, 20, 40 oder sogar 50 Kilometern arbeiten kann.»
Derzeit handelt es sich bei den meisten Basisstati-
onsempfängern um Leica GRX1200 Pro GNSS, sodass
Leica Geosystems die Daten über die Leica SpiderNet
Software aus der Ferne verwalten und übermitteln
kann. Ein GRX1200 Pro ist insofern als Netzwerkge-
rät konzipiert, als er über eine Ethernet-Verbindung
verfügt. «Im Wesentlichen verbinden wir uns direkt
damit, wie mit einem Router», erklärt Kalsi.
Ein Open-World-Format
Leica Geosystems hat das System so ausgelegt, >>
Leica SmartNet Southern Ontario deckt mittler-
weile fast den gesamten Süden der Provinz ab.
Leica SmartNet für bestimmte Aufgaben unerlässlich
ist», sagt Kalsi.
Höchste Wiederholgenauigkeit
Auf die Frage, was das Leica SmartNet anderen Netz-
werken voraus hat, verweist Kalsi auf die hohe Wie-
derholgenauigkeit des Netzwerks, wenn es um Punk-
te im Feld geht. «Sie können heute hinausgehen, in
einem bestimmten Gebiet arbeiten und Koordinaten
festlegen und dabei sicher sein, dass diese Koordi-
naten auch morgen, in einer Woche oder einem Jahr
noch dieselben sein werden und klar innerhalb des
Bereichs der typischen GPS-Toleranzen liegen. Die
Wiederholgenauigkeit von Messungen mit dem Leica
SmartNet ist unübertroffen.»
Leica Geosystems hat annähernd alle Stationen des
SmartNet Southern Ontario auf volle GNSS-Funktio-
nalität einschließlich GPS-Satelliten, russischem GLO-
NASS und anderen künftig verfügbaren Konstellatio-
nen aufgerüstet.
Über den Autor:
Daniel C. Brown ist der Inhaber von TechniComm,
einem Kommunikationsunternehmen mit Sitz in Des
Plaines, Illinois (USA).
12 | Reporter
fügbar. Besonders im Straßenbau wird gerne an
Wochenenden auf das System zurückgegriffen, da
die Straßen dann am wenigsten befahren sind. «Vie-
le Kunden haben mittlerweile verstanden, dass das
Standortvermessung für Windkraftanlagen
Total Tech Surveying Inc. ist vor allem in der Bau-
vermessung tätig, führt aber auch gelegentlich
Grundstücksvermessungen und Vermessungen im
Vorfeld von Ingenieurbauvorhaben durch. Das Unter-
nehmen hat zudem eine der Referenzstationen des
Leica SmartNet finanziert und mit Hilfe des Netz-
werks vor kurzem die Standorte für 24 Windkraft-
anlagen im Südwesten Ontarios vermessen. «Nach
dem Aussteigen aus dem Auto ist man binnen fünf
Minuten messbereit», schwärmt Vermessungsinge-
nieur Bloss J. Sutherland, der finanzielle Leiter von
Total Tech Survey Inc., Essex, Ontario. «Mit unserem
alten System mussten wir erst eine Basisstation und
einen Funksender aufstellen und dann einen Leica
GPS-Rover verwenden. Schon allein die Aufstellung
dieser Basisstation, die Einrichtung des Rovers und
der Beginn der Vermessung benötigten irgendwo
zwischen einer halben und einer ganzen Stunde
zusätzlich.» Laut Sutherland dauerte die Vermessung
für die Windkraftanlagen nur vier Wochen. Hätte das
Unternehmen für jede einzelne Anlage eine provi-
sorische Basisstation errichten müssen, wäre mit
einem Zeitaufwand von acht Wochen zu rechnen
gewesen. Aufgabe der Vermesser war die Erstellung
einer topographischen Karte einer drei Meilen langen
Hauptstraße, die Absteckung von Zufahrten zu jeder
Windkraftanlage und die Festlegung der Mittelachse
für jede der 24 Anlagen.
Rest von La Réunion stellt SpiderWeb die GNSS-Daten
für Post-Processing-Anwendungen zur Verfügung.
Man kann auch mühelos online eine Post-Processing-
Berechnung auf www.reseau-lela.com anfordern und
erhält fertige Koordinaten.
Um Anwendern ihre Aufgabe zu erleichtern, ste-
hen auf dieser Internetseite zusätzliche Dienste zur
Verfügung: ein Lernvideo, fertige Konfigurations-
sätze für Leica GNSS-Empfänger, RINEX-Konverter
für GNSS-Rohdaten von Leica Geosystems usw.
Die Koordinaten der Netzstationen und das Geoid-
Modell von La Réunion werden vom Institut Géogra-
phique National (IGN) regelmäßig berechnet, was die
Zuverlässigkeit der Resultate garantiert.
Anwendung im «Cirque de Salazie»
Seit einem Jahr wird das «Réseau LéL@» vom nati-
onalen französischen Institut für Geologie (BRGM)
für die Überwachung von Erdrutschen im Cirque de
Salazie, einem instabilen Gebiet im Zentrum der Insel,
genutzt. Dort kann die jährliche Verschiebung bis zu
2 Metern betragen. Sieben GNSS-Emfpänger liefern
täglich Beobachtungsdaten, die von Leica GNSS Spi-
der automatisch einem Post-Processing unterzogen
werden. Das BRGM kann die Koordinatendateien her-
unterladen und mit seiner eigenen Lizenz von Leica
SpiderQC analysieren. Eine detaillierte Reportage zur
Beobachtung der Erdrutsche können Sie in einer der
nächsten Ausgaben des «Reporter» lesen.
Weitere Informationen auf www.precision-topo.com.
Über den Autor:
Xavier Robert ist Support-Ingenieur bei Précision
Topo, dem Leica Geosystems Partner in La Réunion.
von Xavier Robert
Eine hochpräzise GNSS-Abdeckung auf dem fran-
zösischen Territorium La Réunion im Indischen
Ozean zu schaffen, gestaltete sich als Heraus-
forderung. Durch die tropische Lage der Insel ist
der Einfluss der ionosphärischen Aktivität sehr
groß, und die stark voneinander abweichenden
meteorologischen Bedingungen verursachen
troposphärische Unterschiede, die schwierig zu
handhaben sind. Die Lösung ist ein GNSS-Netz
mit kurzen Distanzen zwischen den Stationen.
Im April 2006 nahm das «Réseau LéL@» mit sechs
Stationen und einem einzelnen Echtzeit-GPS-Dienst-
produkt (Methode «Nächste Referenzstation») den
Betrieb auf. Heute gibt es acht Stationen, mehre-
re GNSS-Echtzeitprodukte (Netzwerk RTK MAX und
«Nächste Referenzstation») und alle Leica SpiderWeb
Dienste auf www.reseau-lela.com. Das von Précision
Topo, dem örtlichen Partner von Leica Geosystems
verwaltete «Réseau LéL@» wird von Vermessungs-
ingenieuren, Ingenieurbüros für Bathymetrie, Unter-
nehmen im Hoch-, Tief- und Straßenbau sowie von
den lokalen Behörden genutzt.
Ein vielseitiges Netz
Die durchschnittliche Entfernung von 18 Kilometern
zwischen den Stationen macht «LéL@» zu einem sehr
zuverlässigen Netz, denn durch die Redundanz der
Daten erhält man sehr präzise GNSS-Resultate in
Echtzeit. Die Positionierung in Echtzeit ist in Gebie-
ten möglich, die von Mobilfunkbetreibern abgedeckt
sind, ohne dass sich die Nutzer Gedanken über die
besonderen troposphärischen und ionosphärischen
Bedingungen auf der Insel machen müssten. Für den
Das Magazin der Leica Geosystems | 13
Tropisches Netz
14 | Reporter
Der Kanal des 21. Jahrhunderts
von Maribel Pros
Der Panamakanal hat seinerzeit den Schiffs-
transport revolutioniert: Zum ersten Mal
überhaupt gab es eine Verbindung zwischen
dem atlantischen und dem pazifischen Ozean.
Dadurch wurde eine erhebliche Verkürzung der
Transportzeiten erreicht, da die Schiffe nicht
mehr länger Südamerika umfahren und das
gefürchtete Kap Hoorn passieren mussten. Die
Schleusen des Panamakanals werden derzeit
ausgebaut, um den Anforderungen des moder-
nen Schiffsverkehrs gerecht zu werden – eines
der größten Bauvorhaben, die jemals durchge-
führt wurden. Leica Geosystems liefert die Ver-
messungsgeräten an das mit der Erweiterung
beauftragte Konsortium.
Die heutige Form des Panamakanals stammt aus dem
Jahr 1904. Die Durchfahrt ist für 267 Meter lange
Schiffe mit einer Breite bis zu 28 Metern möglich.
Doch für die neue, als «Postpanamax» bezeichnete
Schiffsklasse sind selbst diese enormen Dimensio-
nen zu klein – die Erweiterung des Panamakanals
durch den Bau einer neuen Schleusenanlage wurde
nötig.
Verdopplung der Durchfahrtskapazität
Die Erweiterung des Kanals um eine dritte Schleu-
senanlage ist eines der ambitioniertesten Bauvorha-
ben, die je umgesetzt wurden. Durch den Ausbau will
die Panamakanalbehörde (ACP) – die lokale Behör-
de, die die Wasserstraße seit der Übergabe durch
die Vereinigten Staaten im Jahr 2000 verwaltet – die
Durchfahrtskapazität verdoppeln. Derzeit wird diese
auf rund fünf Prozent des Welthandels geschätzt.
Die neue Schleusenanlage, die sich teils im Atlan-
tik und teils im Pazifik befindet, wird drei Ebenen
haben und 427 Meter lang, 55 Meter breit und 18,3
Meter tief sein. Die Sparbecken fassen fast die Hälfte
des benötigten Wassers, das gesamte System wird
mit Regenwasser aus dem Kanalbecken gespeist. Im
Rahmen des Bauvorhabens werden u.a. drei Dämme
gebaut, wobei das gesamte System auf eine Nut-
zungsdauer von mindestens weiteren 100 Jahren
ausgelegt ist.
Nach der Unterzeichnung der Verträge zwischen dem
Bestbieter und der Panamakanalbehörde wurde am
25. August 2009 mit den Ausbauarbeiten begonnen.
Hochqualifiziertes Personal und
optimale Ausrüstung
An der Spitze des Konsortiums Grupo Unidos por el
Canal (GUPC), der Bietergemeinschaft für die Erwei-
terung des Kanals, die den Zuschlag erhalten hat,
stehen das angesehene spanische Bauunternehmen
Sacyr Vallehermoso, der italienische Konzern Imp-
regilo, Jan de Nul aus Belgien sowie Constructora
Das Magazin der Leica Geosystems | 15
Fertigstellung zur Hundertjahrfeier
Nach geschätzten 1883 intensiven Arbeitstagen, die
Menschen, Maschinen und Technologien alles abver-
langen werden, ist die Fertigstellung des Vorhabens
bis Ende 2014 – hundert Jahre nach der Eröffnung
des Kanals – geplant. Das Projekt, dessen Kosten
mit 2,36 Milliarden Euro beziffert werden, wird direkt
Arbeitsplätze für fast 6.000 und indirekt Arbeitsplät-
ze für ca. 15.000 Menschen schaffen.
Über die Autorin:
Maribel Pros ist Marketing- und Kommunikationsver-
antwortliche bei Leica Geosystems in Spanien.
Eingesetzte
Vermessungsgeräte
Totalstationen: Leica TCRM 1203+ R400
Leica TC1203+
GPS-Empfänger: Leica Viva GS15
Leica Viva GS10
Nivelliere: Leica NA2
Software: Leica RoadRunner
Zeitplan des Projekts
Beginn der Erweiterungsarbeiten: 25. August 2009
Geplante Fertigstellung: Ende 2014
GUPC-Konsortium
(Grupo Unidos por el Canal)
Das Konsortium setzt sich zusammen aus:
Sacyr Vallehermoso (Spanien)
Impregilo (Italien)
Jan de Nul (Belgien)
Constructora Urbana (Panama)
Urbana aus Panama. Da große technologische Her-
ausforderungen Partner mit maximaler technischer,
technologischer und fachlicher Kompetenz verlan-
gen, hat sich GUPC für die Vermessungsprodukte und
-lösungen von Leica Geosystems entschieden, damit
die Umsetzung des Vorhabens innerhalb der geplan-
ten Frist und des angesetzten Budgets gewährleistet
ist. Zum Einsatz gelangen Leica Viva GS15 und Leica
Viva GS10 GPS-Empfänger, Leica TCRM1203+ R400
und Leica TC1203+ Totalstationen sowie Leica NA2
Nivelliere. Die Leica RoadRunner Software sorgt für
einen reibungslosen Datenfluss und eine optimierte
Datenverwaltung.
GUPC ist sich bewusst, dass die komplexen Anfor-
derungen im Zusammenhang mit diesem enormen
Bauvorhaben nur mit der besten Ausrüstung bewäl-
tigt werden können. Schwierige Aufgaben wie das
Projekt in Panama erfordern zudem hochqualifizierte
Teams und Techniker.
«Dank der hohen
Benutzerfreundlichkeit
konnten sich unsere
Mitarbeiter vor Ort
schnell mit den Geräten
von Leica Geosystems
vertraut machen.»
Jorge Barangé, Leiter der Abteilung Topographie
von Sacyr Vallehermoso
Palfinger Lastkran auf einem Schiff.
16 | Reporter
Leica TS30 misst Ladekräne
von Jozef Predan
Mobile, faltbare Knickarmkräne aus hochfestem
Stahl dienen zum Be- und Entladen von LKWs
und Schiffen, beispielsweise wenn es um die
Verladung von Anlagen oder Lebensmitteln auf
große Kreuzfahrtschiffe geht. Die Kunden wol-
len immer höhere Hubkräfte, während die Kräne
gleichzeitig leicht, vielseitig einsetzbar, mobil
und im zusammengelegten Zustand so klein wie
möglich sein sollten. Gemeinsam mit seinen Stu-
dierenden hat Professor Jozef Predan von der
Technischen Fakultät der Universität Maribor in
Slowenien im Auftrag des Kranherstellers Pal-
finger Systems mit Hilfe einer Leica TS30 Total-
station eine Reihe von Tests an Kränen durch-
geführt.
Um sicherzustellen, dass ein Ladekran die Normen
erfüllt, und um einen reibungslosen und sicheren
Betrieb zu gewährleisten, prüfen Kranhersteller wie
Palfinger Systems jeden Kran vor der Auslieferung an
den Kunden. Solche Tests decken die tragende Kon-
struktion, die Hydraulikantriebe sowie die Steuerung
ab. Bei einem der Tests wird die Hubkraft bei Nenn-
und bei erhöhter Last geprüft. Im Vordergrund steht
dabei, dass der Kran die erforderliche Traglast ohne
Beschädigungen oder bleibende Deformationen auf-
nehmen kann. Der zweite wichtige Faktor ist das sta-
tische und dynamische Verhalten des Krans – also
die Frage, wie sich unterschiedliche Traglasten auf
die Durchbiegung des Auslegers auswirken. Moderne
Kräne sind schlank, da sie aus hochfestem Stahl her-
gestellt werden. Dementsprechend erlauben sie eine
starke Deformation. Es ist daher wichtig, die Form
des Krans bei der Durchbiegung und sein dynami-
sches Verhalten zu kennen.
Ingenieure des Montagewerks von Palfinger Systems
in Maribor wandten sich an die Technische Fakultät
der Universität, um gemeinsam nach neuen Lösun-
gen zur präzisen Vermessung von Kränen zu suchen.
Wir entschlossen uns, für die Messungen eine hoch-
präzise Leica TS30 Totalstation einzusetzen. Für
diese Entscheidung sprachen zwei Argumente: Ers-
tens konnten wir mit der Totalstation in relativ kur-
zer Zeit sehr präzise Messungen mit vielen Punkten
durchführen. Zweitens bot uns der Leica TS30 die
Möglichkeit, auch die Dynamik des auf einem Schiff
montierten Krans, wo die Bewegungen des Schiffs
eine wichtige Rolle spielen, zu erfassen. Durch die
Verfolgung von am Kran fixierten Zielmarken wollten
Die Bewegungen des Kranauslegers wurden mit
einem Leica TS30 gemessen.
Durch Messungen wie jene für Palfinger Systems
erhalten wir viele weitere nützliche Informationen
über mechanische Systeme, die wir zur Optimierung
von Konstruktionen, für die Systemkybernetik, als
Nachweis für statistische Berechnungen oder für
andere Analysen verwenden können. Deshalb hoffen
wir, in Zukunft weitere Projekte für Palfinger Systems
und andere Hersteller durchführen zu können. Dabei
wird mit Sicherheit auch der Leica TS30 wieder zum
Einsatz kommen – so wie gerade jetzt in einem Was-
serkraftwerk im serbischen Ðerdap.
Über den Autor:
Jozef Predan ist Professor an der Technischen Fakultät
der Universität Maribor, Slowenien.
Als Ergebnis unserer Testreihen konnten wir für Pal-
finger Systems nicht nur wertvolle Messdaten erfas-
sen, sondern auch feststellen, dass der Leica TS30
genau genug für Anwendungen im Maschinenbau ist
und neben seiner anwenderfreundlichen Benutzer-
schnittstelle noch weitere Vorteile bietet. Die Total-
station ist geeignet für die statische Messung der
Durchbiegung an einer großen Anzahl von Punkten,
da sie in beiden Phasen nach der ersten Definition
der Punkte automatische Messungen durchführen
kann. Der Messvorgang erfolgte präzise und schnell.
Besonders praktisch war, dass die Anzahl der Mess-
punkte nicht auf ein absolutes Minimum reduziert
werden musste, da wir durch die automatische Mes-
sung viele nützliche Daten in vergleichsweise kurzer
Zeit erfassen konnten. Auch die Fähigkeit des Leica
TS30 zur Verfolgung und Messung beweglicher Ziele
auf dem Kranausleger erwies sich bei den dynami-
schen Tests als sehr günstig. Die erfassten Bewe-
gungsdaten der Zielmarken lieferten Informationen
über die maximale Amplitude des Kranauslegers und
Beschleunigungsdaten, die zusätzlichen Aufschluss
über die dynamische Belastung des Krans boten.
Das Magazin der Leica Geosystems | 17
wir das dynamische Verhalten des Krans bzw. der
Struktur messen. Dabei befand sich die Totalstation
auf dem Pier, während die Zielmarken auf dem Aus-
leger und an anderen interessanten Stellen am Schiff
oder am Kran angebracht wurden. Aus den Messda-
ten konnten die Bewegungen und die entsprechen-
den Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvekto-
ren berechnet werden.
Wir haben sowohl statische als auch dynamische
Messungen durchgeführt. Für die statischen Mes-
sungen wurden 16 Zielmarken am Kranausleger
und weitere drei als Referenzpunkte an den Hallen-
wänden angebracht. Zur Bestimmung der Form des
unbelasteten Kranauslegers als Referenz wurde jede
Zielmarke in beiden Phasen 20 Mal gemessen. Nach
der ersten Definition sämtlicher Messpunkte wurden
die 19 Wiederholungen vom Leica TS30 automatisch
durchgeführt. Die 20 Messungen konnten in insge-
samt ca. 18 Minuten erledigt werden – eine sehr kur-
ze Zeit, verglichen mit den herkömmlichen manuellen
Messungen. Mit Hilfe der Zielerfassungsfunktion des
Leica TS30 ließen sich auch die Punkte sehr rasch
festlegen.
Anschließend wurde der Kran mit 2.000 Kilogramm
Gewicht belastet und abgesenkt. Nun wurde das
oben beschriebene Verfahren zur Messung der Refe-
renz mit dem deformierten Kran wiederholt. Aus den
Koordinatendifferenzen zwischen den Positionen
der Zielmarken wurde der Verschiebungsvektor für
jeden Punkt berechnet. Aus diesen Vektoren geht die
Verschiebung und Drehung des Kranauslegers insge-
samt, aber auch für jeden einzelnen seiner Abschnit-
te hervor.
Die zweite Messreihe war dem dynamischen Ver-
halten des Krans gewidmet. Dabei wurde eine am
äußersten Ende angebrachte bewegliche Zielmar-
ke gemessen, während der Kran rasch auf und ab
bewegt wurde. Für diese Anwendung haben wir die
Funktion des Leica TS30 zur Verfolgung von zehn
Messungen pro Sekunde genutzt. Die gesammelten
Daten der Zielpositionen wurden der Zeit gegenüber-
gestellt und daraus wurde das Verhalten des Sys-
tems berechnet. Die beiden wichtigen mechanischen
Systemparameter wurden durch die Anwendung der
unterdämpften Oszillationsfunktion, der Winkelfre-
quenz und des Dämpfungsgrads auf die Messdaten
ermittelt. Außerdem wurde die dynamische Belas-
tung des Krans als Zeitfunktion der Beschleunigung
berechnet.
Der Leica HDS4400 wurde für dieses Projekt von Leica Geosystems zur Verfügung gestellt.
18 | Reporter
Gletscherscanningim Nationalparkvon Reinhard Gottwald, Ruedi Haller
und Christian Schmid
Blockgletscher sind – im Gegensatz zu Glet-
schern im eigentlichen Sinne – keine oberfläch-
lichen Eiskörper, sondern Schutt-Eis-Gemenge,
die mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 1 Meter
pro Jahr talwärts fließen. Sie gelten als typi-
sche Erscheinungen des alpinen bzw. des Hoch-
gebirgs-Permafrostes, und ihre Bewegungen
erlauben direkte Rückschlüsse auf die Klima-
veränderung. Die Untersuchung der Bewegungs-
dynamik von Blockgletschern ist eine große
Herausforderung für die unterschiedlichsten
geowissenschaftlichen Disziplinen. Studenten
der Fachhochschule Nordwestschweiz nahmen
sie mit Hilfe eines Leica HDS4400 Long Range
Scanners auf.
Seit etwa 1965 wird der Blockgletscher Macun im
Schweizerischen Nationalpark vermessen und analy-
siert. Hierzu wird eine Anzahl diskreter Punkte perio-
disch tachymetrisch erfasst. Die jährlichen Bewegun-
gen des Macun betragen dabei 7 bis 25 Zentimeter.
Aussagen über die Dynamik des gesamten Gletscher-
körpers oder über lokal unterschiedliche Bewegun-
gen lassen sich aber aufgrund dieses Datenmaterials
nur beschränkt machen.
Die Verfügbarkeit von Terrestrischen Laserscannern
mit grosser Reichweite (Long Range Terrestrial Laser
Scanners) ließ nun die Idee aufkommen, diese Tech-
nologie für die Erfassung von Bewegungen an Block-
gletschern einzusetzen. Im vergangenen Jahr wurden
im Rahmen einer Bachelor-Thesis an der Fachhoch-
schule Nordwestschweiz (FHNW) am Blockgletscher
Macun eine Durchführbarkeitsstudie und eine Erst-
Links: Punktwolke – Rechts: generiertes Oberflächenmodell (Maptech I-Site Studio 3.3)
erfassung des Gletschers mit dem Long-Range Scan-
ner Leica HDS4400 vorgenommen, der von Leica
Geosystems für diese Messungen zur Verfügung
gestellt wurde.
Basierend auf dem Grundlagenetz, auf dem die
tachymetrischen Bewegungserfassungen der Univer-
sität Karlsruhe (D) basieren, wurde ein erweitertes
Netz gelegt. Dessen Standpunkte waren für die Mes-
sungen mit terrestrischen Laser Scannern (TLS) opti-
miert worden, und mit dem Leica SmartPole GNSS-
System im neuen Schweizer Bezugsrahmen LV95/
LHN95 bestimmt.
Nach der Lösung einiger logistischer Probleme – nur
zwei davon waren der Transport von rund 150 Kilo-
gramm Ausrüstungsmaterial in das unwegsame Mess-
gebiet und die fehlende Stromversorgung – konnte
mit den Messungen begonnen werden: An vier Tagen
Anfang August 2010 wurde der Gletscher im geplan-
ten Umfang mit dem Leica HDS4400 erfasst.
Von insgesamt sieben Stationen wurden für diese
Ersterfassung rund zwölf Millionen Punkte auf der
Blockgletscheroberfläche erfasst, in einem Basisda-
tensatz registriert und anschließend in ein 3D-Ober-
flächenmodell umgewandelt.
Zuvor ausgeführte Untersuchungen hatten gezeigt,
dass in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern
mit Punktgenauigkeiten im Bereich von einigen weni-
gen Zentimetern zu rechnen war. Anschließend aus-
geführte Deformationssimulationen belegten, dass
man Gletscherverschiebungen von 14 Zentimetern
mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 Prozent sicher
detektieren kann.
Eine erste Folgemessung – vermutlich dann mit
einem Nachfolgesystem des HDS4400 – ist für 2012
geplant. Erst danach kann wirklich beurteilt werden,
ob der Einsatz dieser neuen Methode und der damit
verbundene Aufwand den gewünschten Nutzen für
die Forschungsarbeiten von Geologen, Geomorpho-
logen, Geographen und Geodäten bringt. Wir sind
alle schon sehr gespannt!
Über die Autoren:
Prof. Dr. Reinhard Gottwald leitet das Institut Ver-
messung und Geoinformation an der Fachhochschule
Nordwestschweiz, Hochschule für Architektur, Bau
und Geomatik in Muttenz.
Dr. Ruedi Haller ist Bereichsleiter Rauminformation,
und Dipl. Ing. Christian Schmid ist Mitarbeiter Raum-
information beim Schweizerischen Nationalpark (SNP)
in Zernez.
Quelle:
Lerch, Th., Wüthrich, M. (2010): Bachelor-Thesis
«Bewegungsmessungen am Blockgletscher Macun
mit terrestrischem Laserscanning».
Der Blockgletscher Macun
Der «Macun» ist einer von drei Blockgletschern im
Gebiet des Schweizerischen Nationalparks. Er liegt
im Unterengadin nordwestlich von Zernez auf einer
Höhe von etwa 2.700 Metern, ist verkehrstechnisch
nicht erschlossen und von Zernez oder Lavin aus nur
nach einer mehrstündigen Wanderung erreichbar.
Die Bilddaten der Überschwemmungsgebiete in
Queensland wurden mit einem Leica ADS40 und
einer Auflösung von 25 Zentimetern erfasst.
20 | Reporter
Schnelle Hilfe für Flutopfer
von Steve Gaynor und Steven Wright
Anfang Dezember 2010 wurde der australi-
sche Bundesstaat Queensland von mehreren
Überschwemmungen heimgesucht. In der Fol-
ge mussten Tausende von Menschen evakuiert
werden. Drei Viertel der Fläche von Queensland
wurden zum Katastrophengebiet erklärt. Bei
den Überschwemmungen starben 35 Menschen,
neun wurden vermisst. Die wirtschaftlichen
Folgen werden mit 30 Milliarden australischen
Dollar beziffert. Um vor dem Beginn der Aufräu-
mungsarbeiten einen Überblick über die Lage zu
gewinnen, erfasste das 1st Topographical Sur-
vey Squadron der Australischen Armee mit dem
Leica ADS40 Luftbilddaten der betroffenen Ort-
schaften.
Im Januar und Februar 2011 hatte das Team für die
Luftbilddatenerfassung ICE (Imagery Collection and
Exploitation) ein wachsames Auge auf die überflu-
teten Gebiete von Queensland. Ziel war die genaue
Ermittlung des Hochwasserstands in über 100 der
am stärksten in Mitleidenschaft gezogenen Ortschaf-
ten von Queensland zur Vorbereitung des weiteren
Vorgehens. Die gesammelten Informationen sollten
außerdem als Hilfsmittel zur Bewältigung künftiger
Flutkatastrophen dienen. Das Ergebnis der Arbeiten
war ein Luftbild der betroffenen Gebiete in Queens-
land, aus dem der Hochwasserspiegel hervorgeht.
Erstmals sind derartige Bilder über eine interaktive
Website für Interessierte frei verfügbar.
Nach der kurzfristigen Einberufung im Januar 2011
wurde das ICE-Team der «Queensland Flood Assist
Operation» der Australischen Armee zugeteilt, um
einen Überblick über die anstehenden Aufräumungs-
arbeiten in den betroffenen Gebieten zu liefern. Das
ICE-Team arbeitete mit einem Teil des RAAF 38 (Royal
Australian Air Force) Geschwaders zusammen, das
über ein entsprechend modifiziertes Flugzeug ver-
fügte. Gemeinsam wurden Bilddaten in und um Bris-
bane, im Westen bis Roma, im Norden bis Gladstone
und im Süden bis Hebel erfasst.
Obwohl das Wetter für Fernerkundungsflüge nicht
ideal war, flog das ICE-Team jeden Tag möglichst
günstig gelegene Ziele an und arbeitete rund um die
Das Ministerium für Umweltschutz und Ressourcen-
verwaltung des Bundesstaats Queensland und die
Wiederaufbaubehörde Queensland haben besonders
von der Professionalität des Teams und den Ergeb-
nissen seiner Tätigkeit profitiert. Beide Einrichtun-
gen werden die vom ICE-Team erfassten und bereit-
gestellten Daten weiter nutzen, um den mit den
Wiederaufbauarbeiten in Queensland verbundenen
Aufwand abzuschätzen und Prioritäten zu setzen. In
einem Dankschreiben würdigt Major T. J. Francis von
der Australischen Verteidung das Engagement von
Leica Geosystems: «Durch die zusätzliche Unterstüt-
zung konnten die Bilddaten für die Hilfsdienste effi-
zienter erfasst und ausgewertet werden.»
Über die Autoren:
Steve Gaynor ist Manager des Marktsegments Airbor-
ne Sensors für die Regionen Australasien und Südost-
asien bei Leica Geosystems.
Steven Wright ist Captain des 1st Topographical Sur-
vey Squadron der Australischen Armee.
Das Magazin der Leica Geosystems | 21
Uhr an der Auswertung der Daten, damit die gewon-
nenen Informationen möglichst schnell an die zahlrei-
chen Abnehmer weitergeleitet werden konnten. Die
Erfassung der Bilddaten erfolgte mit dem digitalen
Leica ADS40 Luftbildsensor. Dieser Sensor kann nicht
nur digitale Bilder erfassen, sondern auch Oberflä-
chenmodelle der Gebiete erstellen. Verglichen mit
den früher von der Australischen Armee genutzten
Verfahren zur Bilddatenerfassung stellt diese Funkti-
on einen technischen Quantensprung dar.
Das ICE-Team wurde durch zwei Sensor-Supporttech-
niker von Leica Geosystems verstärkt: Jacques Mar-
kram, der aus Heerbrugg, dem Hauptsitz von Leica
Geosystems in der Schweiz, nach Australien flog, und
Mal Hentschel, der in der Region Australasien/Süd-
ostasien ansässig ist, aber weltweit Supportdienst-
leistungen für Sensorsysteme erbringt.
Die meisten für die «Queensland Flood Assist Opera-
tion» abgestellten Einheiten beendeten ihren Einsatz
Ende Januar, doch das ICE-Team setzte die Datener-
fassung bis zum 18. Februar 2011 fort und wertete in
den folgenden Monaten weitere Daten aus.
22 | Reporter
Schwimmende Reiseträumevon Andreas Petrosino
Die Meyer Werft GmbH im norddeutschen
Papenburg ist mehr als ein Schiffbauer – in
den Werfthallen kreieren 2.600 Mitarbeiter
kühne schwimmende Reiseträume. Moderne
Kreuzfahrtschiffe erfordern ein hohes Quali-
tätsbewusstsein. Deshalb verwendet das Ver-
messerteam der Meyer Werft ausschließlich Ins-
trumente von Leica Geosystems.
Boston oder Bosporus, Montevideo oder Mallorca,
Guadeloupe oder Göteborg – Kreuzfahrtschiffe sind
auf allen Weltmeeren und Häfen zuhause. Doch
in jeder Seemeile steckt häufig eine Menge Nord-
deutschland: Die kleine Stadt Papenburg im Emsland
steht meist dann im Zentrum des Interesses, wenn
bei der Meyer Werft ein neues Schiff vom Stapel läuft
und mit beeindruckender Präzision über den Fluss
Ems in die Nordsee überführt wird.
Harte Einsatzbedingungen
In den enormen Werfthallen entstehen moderne
Kreuzfahrtschiffe, aber auch Fährschiffe und Gas-
tanker. Neue Schiffe setzen sich aus über 60 Blö-
cken zusammen, von denen jeder bis zu 800 Tonnen
wiegt. Beim Bau eines Schiffes spielt die Qualität
der Schnittstellen beim Aufbau und bei der Zusam-
Harte Bedingungen im Maschinenraum – Alltag für HDS-Scanner von Leica Geosystems.
Das Magazin der Leica Geosystems | 23
mensetzung der Blöcke eine gewichtige Rolle. Kon-
sequente Messungen sind entscheidend – Fehler zu
korrigieren ist nahezu unmöglich.
Ralph Zimmermann ist Diplom-Ingenieur für Ver-
messungswesen und verfügt über mehr als 20 Jahre
Erfahrung auf diesem Gebiet. Er leitet bei der Meyer
Werft den Fachbereich Vermessung. «Unsere Messin-
strumente sind jeden Tag unter harten Bedingungen
innen und außen im Einsatz. Neben der Qualität der
Instrumente legen wir Wert auf einen guten Service
und auf eine langfristige Beziehung. Es ist wichtig,
dass es unsere Partner auch morgen noch gibt», sagt
Zimmermann. «Mit Leica Geosystems und Hexagon
Metrology haben wir Partner gefunden, die uns noch
nie enttäuscht haben.»
Vermesser sind immer mit dabei
Das Vermessungsteam der Meyer Werft begleitet
als Dienstleister jede Produktionsphase eines neuen
Schiffes. Schon die Justierung der Brennmaschinen
ist eine der Aufgaben. Bei der Kiellegung und dem
Zusammenbau der Blöcke ist ebenfalls Genauigkeit
gefragt. Hinzu kommen zahlreiche Sonderaufgaben
wie etwa die Bestimmung der «Länge über alles»
eines Schiffs. Ralph Zimmermann: «Mehr und mehr
Teile werden vorgefertigt und dann in einem Stück
am Schiff angebracht. Das bedeutet für uns, dass wir
ziemlich genaue 3D-Messungen vornehmen müssen
– wie vor kurzem beim Einmessen eines Sonnense-
gels mit konkaven Formen oder einer 260 m langen
Wasserrutsche mit Kurven und Loopings.»
Zum Gerätepark der Meyer Werft zählen eine Laser-
Station von Typ Leica TDRA6000 sowie zwei Leica
HDS6200 High-Definition Surverying (HDS) Laser-
scanner. Beide Instrumente sind permanent in
Betrieb. Ralph Zimmermann erklärt: «HDS-Scanner
und Laser-Station zusammen bilden ein starkes
Gespann. Bevor wir anfangen zu scannen und Punkt-
wolken zu sammeln, bestimmen wir die genaue Posi-
tion der Zielmarken mit Hilfe der Leica TDRA6000
und erstellen ein Netz. Manche der Zielmarken blei-
ben als fixe Referenzpunkte, manche sind temporär.
So bewegen wir den Scanner von Bereich zu Bereich
und können direkt loslegen, weil wir jederzeit wissen,
wo im Raum wir sind. Eigentlich fast wie bei der klas-
sischen Landvermessung.»
Qualität als Wettbewerbsvorteil
Auch künftig möchte Zimmermann sicherstellen,
dass die hohen Ansprüche an Meyer-Schiffe in die
Tat umgesetzt werden und treibt die Ausbildung
junger Vermessungstechniker voran. Die konse-
quente Sicherstellung von Qualität versteht die
Meyer Werft als zentralen Wettbewerbsvorteil. Aus
diesem Grund hat Ralph Zimmermann die Vermes-
sung auf der Werft Stück für Stück modernisiert –
immer mit Leica Geosystems und Hexagon Metrology
an Bord.
Über den Autor:
Andreas Petrosino ist Marketing-Koordinator bei
Hexagon Metrology Marketing & Communications in
Unterentfelden/Schweiz.
Punktwolke der gescannten Turbine.
24 | Reporter
Unfallanalyse in einem Wasserkraftwerk
von Pavel Karpov
Bei einem schweren Unfall im Sommer 2009
im russischen Wasserkraftwerk Sajano-Schu-
schenskaja starben 75 Menschen, als eine Turbi-
ne einer plötzlichen Zunahme des Wasserdrucks
nicht standhielt und aus ihrer Verankerung
gerissen wurde. In der Anfangsphase des Wie-
deraufbaus wurden zum Scannen des verwüs-
teten Bereichs Geräte von Leica Geosystems
eingesetzt.
Der Unfall geschah, als sich eine der Turbinen durch
den Druck des Wasserstroms aus ihrer Verankerung
löste und hochgehoben wurde. Nach der Abnahme
des Wasserdrucks kam die Turbine – nunmehr prak-
tisch als Schrotthaufen mit einem Gesamtgewicht
von 2.000 Tonnen – auf der Stahlkonstruktion eines
Portalkrans zum Liegen. Bei einem Gutachten stell-
te sich heraus, dass die Turbine für die weitere Ins-
pektion zur Erforschung der Unfallursache und zur
Bestimmung der Wiederaufbaukosten (die schließlich
auf 40 Milliarden Rubel geschätzt wurden, das ent-
spricht fast 1 Milliarde EUR) aus den Trümmern ent-
fernt werden musste.
Die einzige Möglichkeit zur Anhebung der Turbine bot
der firmeneigene Kran, allerdings bestand dabei die
Gefahr, dass sowohl der Kran als auch die Turbine
völlig zusammenbrechen würden. Als Entscheidungs-
hilfe, ob dieses Risiko eingegangen werden konnte
oder nicht, wurde beschlossen, 3D-Modelle meh-
rerer Turbinen des Kraftwerks zu erstellen. Da die
Während der Scanphase georeferenzierte einer der
Vermessungstechniker von Navgeocom das Objekt
mit Hilfe einer TPS-Station, während die beiden
anderen die beschädigte Turbine und die beiden
benachbarten Einheiten mit dem Laserscanner von
50 Punkten aus erfassten. Die Arbeit im Feld dauerte
nur drei Tage, obwohl sie mit größter Genauigkeit
durchgeführt wurde.
Aufgrund der mit dem Leica HDS6100 Laserscan-
ner erzielten hohen Punktdichte konnte jeweils ein
präzises und sehr detailliertes 3D-Modell der drei
äußerst komplexen Turbinen generiert werden.
Zudem erstellte das Team von Navgeocom für den
Kunden einen kompletten Satz Pläne und Ansichten.
Zur Nachbearbeitung der erfassten Daten wurde die
Leica Cyclone Software eingesetzt. Anschließend
wurden die Scans zur Erzeugung der 3D-Modelle in
einer einzigen Punktwolke referenziert.
Über den Autor:
Pavel Karpov ist leitender Ingenieur bei
Navgeocom Engineering, dem Vertriebspartner von
Leica Geosystems in Russland.
Das Magazin der Leica Geosystems | 25
Fragmente zu groß waren, konnte die Datenerfas-
sung nicht mit einer Totalstation, sondern nur mittels
Laserscanning durch drei Experten des russischen
Partners von Leica Geosystems, Navgeocom Engi-
neering, erfolgen.
Aufgabe des Navgeocom-Teams war es, den zustän-
digen Ingenieuren alle zur Demontage der Turbi-
ne erforderlichen Angaben zu liefern. Die Scans
mussten daher innerhalb kürzester Zeit und unter
schwierigsten Bedingungen durchgeführt werden.
Der Leica HDS6100 Laserscanner erwies sich als das
ideale Gerät für die Anwendung und bot alle Vor-
aussetzungen für die erfolgreiche Bewältigung dieser
schwierigen Aufgabe. Gerade für die Arbeit im Freien
ist dieser Scanner ideal. Alle Einstellungen können
direkt am Gerät vorgenommen werden. Es werden
keine externen Controller, Notebooks o.ä. benötigt.
Sogar die Energieversorgung ist integriert, sodass
weder externe Netzgeräte noch Kabel benötigt wer-
den. Sobald ein Vermessungsgerät nämlich separa-
tes Zubehör erfordert, wird eine weitere Person zum
Tragen gebraucht – nur gab es bei diesem Projekt
viele Situationen, in denen einfach kein Platz für eine
zweite Person gewesen wäre.
Die rote Flutvon Jan Sirotek und Dr. Tamás Tomor
Am 4. Oktober 2010 kam es zur schlimmsten
Umweltkatastrophe in der Geschichte Ungarns,
als der Damm eines Auffangbeckens brach und
600.000 bis 700.000 Kubikmeter eines giftigen
Gemisches aus Rotschlamm und Wasser freisetz-
te. Die tiefer gelegenen Teile der Ortschaften
Kolontár, Devecser und Somlóvásárhely wurden
überschwemmt. Bei der Katastrophe starben
zehn Menschen, weitere 120 wurden verletzt. In
der Umgebung wurden 800 Hektar Land überflu-
tet. In Zusammenarbeit mit dem Károly Róbert
Institut, einer ungarischen Forschungseinrich-
tung für Fernerkundung, verarbeitete das nor-
wegische Dienstleistungsunternehmen BLOM
Daten, die mit dem Leica ALS60 LiDAR-System,
einer Wärmebildkamera und einem Hyperspekt-
ralsystem erfasst wurden. Ziel war es, die durch
die Rotschlamm-Überschwemmung entstande-
nen Schäden zu kartieren, damit die betroffe-
nen Grundstückseigentümer für ihre Verluste
entschädigt werden können.
Unmittelbar nach der Katastrophe wurde mit der Ein-
holung der erforderlichen Genehmigungen begon-
nen. Am 6. Oktober wurde der Untersuchungsgegen-
stand festgelegt. Die Mission sollte dazu dienen, den
gegenwärtigen Status zu dokumentieren und mög-
liche weitere beschädigte Dämme an Rotschlamm-
Staubecken, die ein zusätzliches Überflutungsrisiko
darstellen könnten, zu ermitteln. Nach der erforder-
lichen Flugplanung und Mobilisierung wurde inner-
halb des extrem kurzen Zeitrahmens vom 9. bis 11.
Oktober eine Luftbildmessung durchgeführt. Glück-
licherweise waren die Wetterbedingungen an diesen
Tagen hervorragend, sodass drei Vermessungsflüge
mit unterschiedlichen Technologien durchgeführt
werden konnten, um möglichst genaue und aussa-
gekräftige Daten des Überschwemmungsgebiets zu
ermitteln:
Thermografie (4,2 Quadratkilometer)
LiDAR (10 Quadratkilometer)
Hyperspektralsystem (100 Quadratkilometer)
In 12,5 Flugstunden wurden 792 GB Daten erfasst.
©
Jó
se
f B
erk
e
Das 3D-Modell liefert wichtige Informationen
für die Schadensanalyse.
Effektive Lösung für die Analyse von Daten
Die Kombination unterschiedlicher Verfahren der
Fernerkundung hat sich als sehr effektive Lösung
zur Analyse des Umfangs und der Auswirkungen
dieser schweren Umweltkatastrophe erwiesen. Auf
der Basis der erfassten Daten konnte der von der
Rotschlammwelle genommene Weg exakt simuliert
werden. So ließen sich das Ausmaß und die Konzent-
ration der Verschmutzung genau bestimmen. Mit Hil-
fe der angewendeten Technologien können zudem
mögliche Schäden an vergleichbaren Becken fest-
gestellt werden. Sie bieten sich daher für den Ein-
satz im Katastrophenfall, zur Modellierung möglicher
Szenarien und zur systematischen Überwachung
von Staubecken an, damit ähnliche Vorkommnisse in
Zukunft vermieden werden können.
Über die Autoren:
Jan Sirotek leitet die für Mittel- und Osteuropa zustän-
dige Abteilung International Sales von BLOM.
Dr. Tamás Tomor ist Direktor des Károly Róbert Insti-
tuts, einer ungarischen Forschungseinrichtung für die
Fernerkundung.
Bereichen zu ermitteln. Die Konzentration der meis-
ten Schwermetalle kann mit Hilfe einer hyperspek-
tralen Vermessung kartiert werden, da eine starke
Korrelation zwischen Aluminiumoxid, Eisenoxid und
Schwermetallen besteht. Die anhand der hyperspek-
tralen Vermessung erstellte Karte der verschmutzten
Gebiete wurde mit der Katasterkarte zusammenge-
führt, um festzustellen, welche Schäden die Grund-
besitzer hinnehmen mussten. Diese Karte soll später
zur Entschädigung der Grundbesitzer herangezogen
werden.
Das Magazin der Leica Geosystems | 27
Thermografie und Nahinfrarot-Messung
Der Vermessungsflug wurde mit einer geometri-
schen Auflösung unter 20 Zentimeter durchgeführt.
Die Daten wurden mit sichtbaren, Nahinfrarot- und
thermischen Bändern erfasst, um ausführliche
Informationen über die in Mitleidenschaft gezoge-
nen Gebiete zu erhalten. Die Vermessung erfolgte
im Nahbereich des geborstenen Damms, um weitere
Risse und Lücken sowie Lecks und Feuchtflächen in
dessen Umgebung aufzuspüren. Bei der Analyse der
Daten zeigten sich in den beiden betroffenen Becken
keine weiteren Risse oder Lücken. Aus dem nörd-
lichen Damm waren keine nennenswerten Abläufe
zu verzeichnen, allerdings wurden erhebliche Lecks
in der Abstufung unterhalb des westlichen Damms
festgestellt.
LiDAR-Vermessung
BLOM, eines der international führenden Unterneh-
men in der Erfassung und Verarbeitung von Luft-
bilddaten, setzte ein Leica ALS60 LiDAR-System
zur Erzeugung eines präzisen, detaillierten Gelän-
demodells ein, das eine exakte Schätzung der Rot-
schlammmenge, die das Gebiet überflutet hatte,
erlaubte. Außerdem konnte anhand der Daten die
Aufnahmekapazität des Damms berechnet werden.
Darüber hinaus wurden die Daten zum Entwurf eines
Schutzdamms genutzt, durch dessen Bau weitere
Schäden verhindert werden können. Die erzeugten
Daten bildeten eine hervorragende Grundlage für die
Überschwemmungsmodellierung zur Bestimmung der
Fläche des kontaminierten Bodens, und der bei den
Aufräumungsarbeiten entfernten Schlammmengen.
Die Daten wurden in einer Flughöhe von ca. 800
Metern über dem Boden mit einer Dichte von vier
Punkten pro Quadratmeter in einem digitalen Ober-
flächenmodell erfasst. Für die Anwendung wurde die
bestmögliche Höhengenauigkeit von 10 Zentimetern
gewählt. Das digitale Modell wurde dann in ein für die
Software zur Überschwemmungsmodellierung geeig-
netes Format konvertiert. Anschließend wurde die
Katastrophe mit Hilfe der Software simuliert.
Hyperspektrale Vermessung
Zusätzlich zum LiDAR-System wurden ein hyper-
spektraler Sensor und eine Wärmebildkamera ein-
gesetzt, um den kontaminierten Bereich exakt zu
bestimmen, die Konzentration der Schadstoffe – vor
allem Schwermetalle – festzustellen und die Höhe
des abgelagerten Rotschlamms in den äußeren
Spaceport America designed by URS/Foster + Partners
Conceptual image courtesy of Vyonyx Ltd
28 | Reporter
von Daniel C. Brown
Weltraumtourismus à la New Mexico (USA): In
einem abgelegenen Gebiet 35 Meilen südlich der
Stadt Truth or Consequences errichtete das Bau-
unternehmen David Montoya Construction den
Weltraumbahnhof Spaceport America. Virgin
Galactic, das Raumfahrtunternehmen des Mil-
liardärs Sir Richard Branson, ist einer der Inha-
ber und Mieter des Spaceport America. Branson
plant, schon in diesem Jahr Weltraumtouristen
in eine erdnahe Umlaufbahn zu schicken. Bereits
über 300 Passagiere sollen sich Tickets zum
Preis von je 200.000 US-Dollar gesichert haben.
Das auf 198 Millionen Dollar veranschlagte Pro-
jekt wird vom Bundesstaat New Mexico zusam-
men mit zwei örtlichen Countys finanziert. Und
dank des leitdrahtlosen Betonfertigungssys-
tems Leica PaveSmart 3D und einiger hochinno-
vativer Maschinensteuerungslösungen konnte
der Bau der 27 Millionen Dollar teuren Rollbahn
des Spaceport America fast zwei Monate früher
als vorgesehen abgeschlossen werden.
Der Geschäftsführer von Montoya, David Guerra,
hatte angekündigt, dass die über drei Kilometer lan-
ge und gut 60 Meter breite Rollbahn sieben Wochen
vor dem geplanten Termin fertiggestellt würde. Mon-
toya betonierte die Rollbahn mit einem S850 Gleit-
schalungsfertiger von Guntert & Zimmerman, der
automatisch von einem Leica PaveSmart 3D System
gesteuert wurde, das sich an zwei Roboter-Totalsta-
tionen orientierte. Der Gleitschalungsfertiger benö-
tigte sechs Durchgänge mit einer Breite von je zehn
Metern, um die erforderliche Rollbahnbreite von über
60 Metern zu erzielen. Die Betondecke ist gut 35
Zentimeter hoch. Leica PaveSmart 3D regulierte die
Lenkung sowie Längs- und Querneigung des Gleit-
schalungsfertigers in Echtzeit und ließ sich nahtlos
ohne eine aufwändige Nachrüstung der Hydraulik in
die Maschine integrieren.
Leitdrähte wurden weder für den Betonfertiger noch
für die vorausfahrende Aufbring- und Verteilmaschi-
ne benötigt. Das automatische Fertigersteuerungs-
system orientierte sich an einem digitalen Gelände-
modell, das auf einen auf dem Fertiger montierten
Computer von Leica Geosystems übertragen wurde.
Der Fertiger war mit zwei Prismen ausgestattet, die
oberhalb der Maschine angebracht waren und Signa-
le der beiden Roboter-Totalstationen empfingen, die
auf Stativen vor dem Fertiger aufgestellt waren. Die
Prismen am Fertiger standen in Bezug zu vier Punk-
ten an der Bohle des Fertigers, durch die der Beton
für die Rollbahn herausgepresst wurde.
Automatische Präzisionslenkung
Bei der Aufstellung der beiden Totalstationen wur-
den mit jeder von ihnen drei bekannte Kontrollpunk-
te anvisiert. So wurde die Position der Totalstationen
relativ zum digitalen Modell der Rollbahn fixiert. Die
Totalstationen erkannten dann die beiden Prismen
am Fertiger und lieferten diesem über Funk präzise
Positionsdaten. Anschließend glich der Bordcompu-
ter die tatsächliche Position des Fertigers mit dem
digitalen Geländemodell ab und steuerte die Ferti-
Seiten des zu betonierenden Rollbahnabschnitts wur-
de ca. 150 Meter vor dem Fertiger je eine Totalstation
aufgestellt. Diese beiden Totalstationen steuerten
den Fertiger, während die anderen beiden in etwa
300 Metern Entfernung nur darauf warteten, dass
er sich ihnen näherte. Sobald der Fertiger die ersten
beiden Totalstationen passierte, übernahm das zwei-
te Paar die Steuerung. Die beiden anderen wurden
abgebaut und weiter vorne wieder aufgestellt. «So
musste der Fertiger nie angehalten werden», erklär-
te Anthony Cerisano, der Serviceverantwortliche von
Leica Geosystems vor Ort.
David Guerra zufolge wurden bei der Betonfläche
Genauigkeiten von ± 1,5 Millimetern erzielt. Für die
Das Magazin der Leica Geosystems | 29
Präzision für Weltraumtouristen
>>
«Mit der Steuerung
ohne Leitdrähte
haben wir mindestens
50 Prozent Zeit gespart.»David Guerra, Bauleiter bei Montoya Construction
gerbohle anhand der ermittelten Unterschiede auto-
matisch.
Montoya setzte zur Steuerung des Fertigers insge-
samt vier Roboter-Totalstationen ein, doch waren
immer nur zwei davon gleichzeitig aktiv. Auf beiden
Montoya betoniert die Rollbahn mit einem S850 Gleitschalungsfertiger von Guntert & Zimmerman,
der automatisch von einem Leica PaveSmart 3D System gesteuert wird.
flüssig macht. Üblicherweise wird ein Betonfertiger
mit Hilfe zweier Leitdrähte gesteuert, die links und
rechts vom zu betonierenden Abschnitt exakt positi-
oniert sind. Weitere Vorteile der Maschinensteuerung
sind eine einfachere Baustellenlogistik, problemlose
LKW-Rangiermanöver, erhöhte Sicherheit (kein Stol-
pern über Leitdrähte) und die schnelle Inbetrieb-
nahme der Maschine am Anfang sowie deren Reini-
gung am Ende einer Schicht. So ergibt sich ein kos-
tengünstiger, produktiver Bauvorgang, der zudem
frei von Fehlern ist, die sich bei herkömmlichen Ab-
steckarbeiten einschleichen können.
Auch wenn den meisten Weltraumtouristen nicht
bewusst sein wird, dass die Rollbahn mit einem leit-
drahtlosen Maschinensteuerungssystem von Leica
Geosystems hergestellt wurde – ihre glatte Ober-
fläche werden sie bestimmt trotzdem zu schätzen
wissen. Die Verantwortlichen des Spaceport Ameri-
ca rechnen übrigens mit einer Million Besuchern pro
Jahr. Wir wünschen ihnen eine gute Reise!
Über den Autor:
Daniel C. Brown ist der Inhaber von TechniComm,
einem Kommunikationsunternehmen mit Sitz in Des
Plaines, Illinois (USA).
30 | Reporter
Arbeit mit dem Fertiger benötigte Montoya zwei Per-
sonen. Der Maschinenführer des Fertigers las den
Bordcomputer ab, um Höhe und Lenkung zu kontrol-
lieren, während sich der Qualitätsverantwortliche um
die Aufstellung der Roboter-Totalstationen kümmer-
te und den Betrieb überwachte.
«Die Ausrüstung von
Leica Geosystems ist
wirklich hervorragend.
Sie ist sehr genau und wir
wurden vom Technischen
Support ausgezeichnet
unterstützt.»
David Guerra, Bauleiter bei Montoya Construction
Vorteile der Steuerung ohne Leitdrähte
Die automatisierte Maschinensteuerung spart Zeit
und Geld, weil sie die sonst für Rollbahnen erforderli-
chen aufwändigen Vermessungsarbeiten, wie sie mit
dem Setzen von Leitdrähten verbunden sind, über-
Die Autoren Klaus Maas (1.v.l.) und Jörg Fugmann (4.v.l.) mit Stefan Wolf und Klaus Massmeyer von der Hochschule
Ostwestfalen-Lippe und der Projektkoordinatorin Frau Erdenechimeg Ulziikhutag vor einem Schwimmbagger.
Das Magazin der Leica Geosystems | 31
Die Mongolei ist reich an mineralischen Rohstof-
fen. Unter den weiten Steppen- und Wüstengebie-
ten liegen große Vorräte an Kohle, Metallerzen und
Hochtechnologierohstoffe wie Seltene Erden. Da das
Gebiet relativ unerschlossen ist, wurden zahlreiche
Lagerstätten erst in jüngster Zeit entdeckt. Mit der
Unterstützung von Leica Geosystems versucht ein
Forschungsprojekt, die Rohstoffgewinnung so nach-
haltig wie möglich zu machen.
Außerhalb der Hauptstadt Ulaanbaatar und einer
großen Verkehrsachse ist die Siedlungsdichte immer
noch sehr gering und bereits die Fortbewegung
wird zum Abenteuer. Eben diese Abgelegenheit und
weitgehende Unberührtheit des Landes haben dazu
geführt, dass in der Mongolei die letzten naturbelas-
senen Steppenlandschaften der Erde zu finden sind.
Seit wenigen Jahren setzt, mit unübersehbaren Folgen
für Umwelt und Natur, ein Bergbauboom ein. Denn
wie kann mit der erst im Aufbau befindlichen Infra-
struktur eine effiziente Kontrolle der zahlreichen weit
verstreuten Bergbaubetriebe erfolgen? Hier setzt ein
Forschungsprojekt zur nachhaltigen Rohstoffgewin-
nung an, das seit Anfang 2011 vom deutschen Bun-
desministerium für Bildung und Forschung gefördert
wird. Träger sind das Fachgebiet «Umweltinforma-
tionssysteme» der Hochschule Ostwestfalen-Lippe
in Höxter, die arguplan GmbH, Fachbüro für Berg-
bauplanung, Umwelt und Vermessung in Karlsruhe
sowie die Bergbaufakultät der Mongolian University
of Science and Technology (MUST) in Ulaanbaatar.
Mit Hilfe von Fernerkundungsdaten wird versucht,
verschiedene Typen bergbaubeeinflusster Flächen
möglichst automatisiert voneinander zu unterschei-
den, wie z.B. Tagebaue, rekultivierte Bereiche und
verlassene Flächen ohne Rekultivierung. Ermöglichen
sollen dies multispektrale Bilddaten des deutschen
Satellitenbetreibers Rapid Eye. Die Analyse der Daten
soll in einem zweiten Schritt zu einer ökologischen
Erstbewertung führen.
Ein solches Verfahren würde der Bergbauaufsicht
einen Überblick der Ausdehnung der Tagebauflächen
im gesamten Land geben. Auch eine effiziente Kon-
trolle der Umsetzung bestehender Rekultivierungs-
verpflichtungen wäre möglich. Dies könnte einen
wichtigen Beitrag dazu leisten, die reichen Boden-
schätze des Landes nachhaltig zu nutzen.
Im Rahmen der Untersuchungen sind umfassende
Geländeeinsätze erforderlich, bei denen unter ande-
rem ein Feldspektrometer zu Referenzmessungen
eingesetzt wird. Für die Lokalisierung der Messungen
und der Untersuchungsflächen wird GPS eingesetzt.
Eine entsprechende Geräteausstattung fehlte bis-
her an der MUST. Hier kam Unterstützung von Leica
Geosystems: Zum Wintersemester 2010 wurden der
Hochschule zwei GPS-Systeme zur Verfügung gestellt.
So bleibt genug Zeit bis zur ersten Feldkampagne im
Sommer 2011, um im erforderlichen Umfang Studen-
ten und wissenschaftliche Mitarbeiter auszubilden.
Mongolisch-deutsches Umweltforschungsprojekt
Abbildungen, Beschreibungen und technische Daten sind unverbindlich. Änderungen vorbehalten. Gedruckt in der Schweiz.
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