Forschung
Completed Research Projects

COMPLETED RESEARCH PROJECTS OF THE GEODETIC INSTITUTE

Projects | TLS-based Multi-Sensor-Systems

  • Mobile virtuelle Erfassungsplattform und Missionsmanage­ment für die Qualitätsanalyse und -darstellung von Objekt­räumen in 3D (MoVEQuaD)
    Entwicklungsziel des Projektes ist die effiziente Planung, Ergänzung und Optimierung UAS (unmanned airborne system) gestützter Erfassungsprozesse mittels bodengestützter Messplattform sowie die Datenanalyse und Qualitätsbewertung in einer virtuellen 3D Umgebung direkt vor Ort. Die Entwicklungen sind in den Prozess des Lärmschutzes zu integrieren und dafür zu optimieren.
    Leaders: Ingo Neumann
    Team: Ulrich Stenz
    Year: 2015
    Sponsors: VDI/VDE als Projektträger des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie
    Lifespan: 02/2015 - 07/2017
  • Advanced Rail Track Inspection System (ARTIS)
    Im Rahmen des Projektes ARTIS entwickelt das GIH in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Dr. Hesse und Partner Ingenieure (DHPI) ein Multisensorsystem zur automatisierten Vermessung von Führungs-, Leit- und Fahrschienen im industriellen Umfeld ohne Betriebsbeeinträchtigung. Ziel des Teilprojektes am GIH ist es den Zustand der Schiene mittels Laserscanning schnell zu erfassen und auf Basis dessen eine Entscheidungsgrundlage zur Sicherstellung der Betriebssicherheit und Standzeitverlängerung von z.B. Kranbahnen bereit zu stellen.
    Leaders: Ingo Neumann
    Team: Johannes Bureick, Johannes Link
    Year: 2013
    Sponsors: AiF als Projektträger des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen der ZIM-Initiative
    Lifespan: 12/2013 – 06/2016
  • IRISGeo3D - Teilprojekt: Terrestrisches Laserscanning, Prozessoptimierung und Qualitätssicherung
    Das Projekt IRISGeo3D ist ein durch die AiF als Projektträger des BWi gefördertes ZIM-Koop-Projekt in Zusammenarbeit mit der Geo-Office Gesellschaft für graphische Datenverarbeitung mbH.
    Leaders: Ingo Neumann
    Team: Ulrich Stenz, Jens Hartmann
    Year: 2011
    Sponsors: AiF als Projekträger des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie
    Lifespan: 11/2011 - 04/2014
  • Portable-Mobile-Mapping
    Dreidimensionale und detaillierte Modelle von Innenräumen bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Sie werden eingesetzt zum Aufbau von Gebäudeinformationssystemen, zur Erstellung umfassender Bestandspläne für den Umbau von Gebäuden oder zur Energieeffizienz-Modernisierung. Außerdem dienen die Modelle als Grundlage zur Ermittlung von Verkehrs- und Beleihungswerten von Immobilien.
    Leaders: Hansjörg Kutterer
    Team: Harald Vennegeerts, Christian Hesse
    Year: 2011
    Sponsors: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie
  • Adaptive Kalmanfilterung und Parameterschätzung in ingenieurgeodätischen Messsystemen
    Zur Bestimmung von Transformationsparameter für ein ingenieurgedätisches Messsystem vom lokalen sensor-definierten Koordinatensystem in ein übergeordnetes Koordinatensystem bietet sich die Verwendung eines adaptiven extended Kalman Filter an.
    Team: Jens-André Paffenholz
    Year: 2009
  • Kombinierte Benutzung und gegenseitige Kontrolle des terrestrischen Laserscans und digitale Bilder für geodätische Überwachung von klein maßstäblichen Objekten
    Sowohl die (Nahbereichs-) Photogrammetrie als auch das terrestrisches Laserscanning (TLS) dienen zur Aufnahme von Objekten im Nahbereich, wobei jede der beiden Technologien ihre Stärken und Schwächen aufweist. Deshalb liegt es nahe, Photogrammetrie und TLS optimal kombiniert einzusetzen, um die Stärken beider Aufnahmemethoden optimal nutzen zu können.
    Team: Sayyad Shahzad
    Year: 2009
  • Sensorfusion mit UniKaDo (Universelles Kameramess- und Dokumentationssystem)
    Gegenstand des Projektes UniKaDo ist die Entwicklung eines Messsystems, bestehend aus einer hochauflösenden Panoramakamera und einem laserbasierten Distanzmesssensor. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, ein möglichst leistungsfähiges, kostengünstiges und effizientes System, zum Beispiel für die Anwendung im Bereich der Schadensdokumentation an Gebäuden, bereitzustellen.
    Leaders: Hansjörg Kutterer
    Team: Ulrich Stenz
    Year: 2009
    Sponsors: AiF als Projekträger des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie
    Lifespan: 11/2009 - 10/2011
  • Unsicherheitsbetrachtung für Massendaten
    Sollen Umgebungen hochaufgelöst erfasst werden, sind Sensoren einzusetzen, die Beobachtungen mit hohen räumlich-zeitlichen Auflösungen liefern. Sind zu diesen massenhaften Beobachtungen auch Unsicherheiten zu quantifizieren, erfordert dies eine effiziente Berechnung der resultierenden Unsicherheitsmaße.
    Team: Harald Vennegeerts
    Year: 2009
  • Alternative Strategien zur Referenzierung von Mobile-Mapping-Systemen
    In Multi-Sensor-Systemen liefert die Menge der beteiligten Sensoren Beobachtungen, die in einer gemeinsamen Auswertung zu kombinieren sind. Typischerweise ist die Funktion der Sensoren beschränkt auf eine einzelne Aufgabe, sei es zur Referenzierung oder zur großflächigen Erfassung einer lokalen Umgebung. Sollen darüber hinaus Sensoren mehrere Funktionen erfüllen, erfordert dies ein angepasste Auswertestrategie und die heterogenen Beobachtungselemente zu fusionieren.
    Team: Harald Vennegeerts
    Year: 2008
  • Simulator für Messungen von terrestrischen Laserscannern
    Erfolgreiche Messungen basieren auf der gründlichen Planung und Apriori-Genauigkeitsanalyse untersuchter Größen. Im Falle des TLS erfolgt die Planung des Messprozesses aufgrund subjektiver Erfahrungen und weniger auf Basis einer objektiven Genauigkeitsanalyse bestimmter Größen. Zu diesem Zweck wurde der Simulator von TLS-Messungen entwickelt. Er modelliert Messungen zum Objekt und ermöglicht die Genauigkeitsanalyse der Ergebnisse.
    Team: Miriam Zámečníková
    Year: 2007
    Sponsors: Alexander-von-Humboldt-Stiftung
    Lifespan: 12/2007 - 10/2009
  • Untersuchen und Prüfen von terrestrischen Laserscannern
    Die TLS können nicht mit standardisierten Verfahren kalibriert und geprüft werden. Dafür sind noch Untersuchungen von TLS-Hauptkomponenten und Entwicklung von Prüfprozeduren erforderlich. Im Rahmen des Projektes wurde das phasenbasierte Distanzmesssystem untersucht und die von Heister, H. (2006) und Kern, F. (2008) vorschlagene Prüfprozedur analysiert.
    Team: Miriam Zámečníková
    Year: 2007
    Sponsors: Alexander-von-Humboldt-Stiftung
    Lifespan: 12/2007 - 11/2009
  • Hochpräzise direkte Geo-Referenzierung terrestrischer Laserscans
    Zur direkten Geo-Referenzierung von statischen terrestrischen Laserscans bietet sich die Nutzung eines hybriden Sensorsystems an, welches die unmittelbare Beobachtung der Transformationsparameter -Position und Orientierung- ermöglicht.
    Team: Jens-André Paffenholz
    Year: 2006
    Lifespan: 2006-2012
  • Terrestrisches Laserscanning im kinematischen Einsatz
    Die zunehmende Messgeschwindigkeit aktueller terrestrischer Laserscanner prädestiniert das Aufnahmeverfahren für den kinematischen Einsatz. Dabei können entweder schnelle Bewegungen der Messobjekte erfasst und analysiert werden. Oder aber der Sensor selbst ist in Bewegung. Die kinematische Messung mit terrestrischen Laserscannern wird im praktischen Einsatz angewendet und weiterentwickelt.
    Team: Christian Hesse, Harald Vennegeerts
    Year: 2005

Projects | Expert-based data analysis and quality processes

  • Immobilienbewertung in kaufpreisarmen Lagen durch ein robustes bayesisches hedonisches Modell
    Die üblichen Verfahren der Immobilienbewertung funktionieren insb. dann sehr gut, wenn viele Informationen aus den Teilmärkten vorliegen. Dort werden im Rahmen eines Vergleichswert-verfahrens regelmäßig statistische Verfahren eingesetzt (hedonische Verfahren, z. B. Regressionsanalyse), um den Verkehrswert abzuleiten. In Gebieten mit wenigen Kauffällen wird die klassische statistische Auswertung nur unzuverlässige Ergebnisse liefern oder nicht anwendbar sein, da diese geeignete Stichprobengrößen erfordern.
    Leaders: Hamza Alkhatib
    Team: Alexander Dorndorf
    Year: 2015
    Sponsors: DFG
    Lifespan: 02/2015 - 03/2018
  • Risk Minimization in Structural Safty Monitoring
    One main goal of structural safety monitoring is minimizing the risk of un-expected collapses of artificial objects and geologic hazards. Behind these activities in the DFG founded project, it is the need of the society in mini-mizing the negative environmental impacts. An optimal configuration for measurement setups and all other decisions shall therefore review and ra-te the risks of an individual monitoring project. Nowadays, the methodolo-gy in many engineering disciplines and mathematically founded decisions are usually based on probabilities and significance levels but not on the risk (consequences or costs) itself.
    Leaders: Ingo Neumann
    Team: Yin Zhang
    Year: 2010
    Sponsors: DFG
    Lifespan: 09/2011 - 08/2014
  • Qualitätsbeschreibung in ingenieurgeodätischen Sensornetzen
    Durch Sensornetzstrukturen eingeführte Kommunikationswege ermöglichen einen frühzeitigen Informationsaustausch und damit eine prozessbegleitende Qualitätsbeurteilung in der Ingenieurgeodäsie. Weiterhin stellen die neuen Kommunikationsmöglichkeiten gegebenenfalls Zusatzinformationen bereit, die für die Beurteilung von Qualitätsmerkmalen berücksichtigt werden müssen.
    Team: Sebastian Horst
    Year: 2010
    Lifespan: 2010 - 2014
  • Efficiency optimization of geodetic measurement processes
    The efficiency optimization of measurement and evaluation processes of engineering geodesy requires a detailed modeling of the individual sub-steps. This modeling is realized by means of Petri nets. Thus computer-aided simulations can be carried out. To minimize the cost or duration of the measurement processes Genetic algorithms are used as an optimization method.
    Leaders: Hansjörg Kutterer
    Team: Ilka von Gösseln
    Year: 2009
    Sponsors: DFG
    Lifespan: 05/2009 - 06/2014
  • Total least squares
    Obwohl sich die Auswertung in geodätischen Anwendungen häufig auf Methoden der kleinsten Quadrate bezieht, sollte das Gauss-Markov-Modell mit unsicherer Modellmatrix im mathematischen Sinne mit der Total-Least-Squares-Schätzung (TLS) ausgeglichen werden. Es ist bekannt, dass bereits viele Lösungen für die Berechnung der TLS in der Geodäsie und in anderen Wissenschaften existieren. Die Lösung im Falle einer allgemeinen Varianz-Kovarianz-Matrix steht allerdings noch aus.
    Team: Xing Fang
    Year: 2009
  • Bayes‘sche/Monte Carlo Modellierung geodätischer Prozesse
    In vielen Anwendungsgebieten der Geodäsie wird die optimale Schätzung des Zustandes eines Systems benötigt, der sich über ein bestimmtes Zeitintervall verändert und gemessen wird. Dazu werden verschiedene Gleichungen (System- und Messgleichungen) zur Modellierung des Systemzustandes aufgestellt. Die rekursive Schätzung des Systemzustandes wird in der Literatur als Filterung im Zustandsraum bezeichnet.
    Team: Hamza Alkhatib
    Year: 2008
    Lifespan: 2008 - 2014
  • Ingenieurgeodätische Sensornetze mit autonomer Reaktionsfähigkeit
    Der Einsatz von kommunikationsfähigen und vernetzten Sensoren in ingenieurgeodätischen Projekten ermöglicht, durch deren kooperatives Zusammenspiel, aus erfassten Parametern bzw. daraus abgeleiteten Informationen eine Bewertung von Ereignissen durchzuführen und eine entsprechende Reaktion einzuleiten.
    Team: Sebastian Horst
    Year: 2008
    Lifespan: 2008 - 2014
  • Kombinierte Analyse und Validierung von Erdrotationsmodellen und Beobachtungen
    Durch geodynamische Prozesse verursachte Massenverlagerungen verändern die Rotationsachse, die Rotationsgeschwindigkeit und das Schwerefeld der Erde. Die Veränderungen der Rotation und des Schwerfeldes können gemessen werden. Zusätzlich werden die verursachende Prozesse durch Modelle beschrieben. Bisher wurden die Messwerte und Modelle unabhängig voneinander behandelt.
    Leaders: Hansjörg Kutterer
    Team: Andrea Heiker
    Year: 2006
    Sponsors: DFG
    Lifespan: 2006 - 2012
  • Modellierung und Analyse geodätischer Daten mit Künstlichen Neuronalen Netzen und Neuro-Fuzzy-Verfahren
    Die Erfassung und Modellierung von Deformationsprozessen an großen Bauwerken ist eine Hauptaufgabe der Ingenieurgeodäsie. Deren Komplexität nimmt zu, wenn der Zusammenhang zwischen den beobachteten Einflussgrößen und den Deformationen nichtlinear ist. Für diesen Fall wird die Systemidentifikation mit Künstlichen Neuronalen Netzen (KNN) und dem Neuro-Fuzzy-Ansatz ANFIS vorgenommen.
    Leaders: Hansjörg Kutterer
    Team: Stephanie Martin, Hans Neuner
    Year: 2005

Projects | Interdisciplinary Monitoring

  • Sicherung neugotischer Gewölbekonstruktionen
    Die Probleme von neugotischen Gewölbekonstruktionen sollen in diesem Projekt mit kultur-bautechnischem Bezug analysiert werden. Hierzu sollen ca. 20 neugotische Kirchen in Niedersachsen in Augenschein genommen, kategorisiert und einige ausgewählte detailliert analysiert werden. An einer Kirche mit signifikanten Schadensmerkmalen sind intensive Untersuchungen des eingesetzten Materials, der statischen Tragwirkung und der Beanspruchbarkeit der Konstruktion sowohl numerisch als auch experimentell geplant. Dafür soll die Geometrie sehr genau mit einem 3D-Laserscan erfasst werden.
    Leaders: Hans Neuner, Ingo Neumann
    Team: Claudius Schmitt
    Year: 2011
    Sponsors: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur, Ev.-luth. Landeskirche
    Lifespan: 05/2011 - 09/2014
  • Life-Cycle Bridge Engineering – Integriertes Brückenmonitoring mit Laserscanning
    Im Rahmen der NTH Top-Down Initiative wird ein gemeinsames For­schungs­vorhaben des Institutes für Massivbau und des Geodätischen Institutes im Rahme des Verbundprojekt „Strategien und Methoden des Life-Cycle-Engineerings für Ingenieurbauwerke und Gebäude“ gefördert.
    Leaders: Hans Neuner, Ingo Neumann
    Team: Claudius Schmitt
    Year: 2010
    Sponsors: NTH Top-Down Initiative
    Lifespan: 07/2010 - 12/2013
  • Untersuchungen zur Bauwerksüberwachung mit terrestrischem Laserscanning
    Das terrestrische Laserscanning (TLS) ermöglicht die dreidimensionale Erfassung der Objektgeometrie mit einer hohen räumlichen Auflösung in vergleichsweise kurzer Zeit. Die erreichbare Genauigkeit der Einzelpunkte hängt maßgeblich von der relativen Lage des Scanners zum Objekt sowie der Beschaffenheit der Oberfläche ab und liegt meist im Bereich weniger Millimeter. Wird ein Objekt zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst, können aus den Differenzen der Zustände flächenhafte Deformationen bestimmt werden.
    Team: Dirk Eling, Hans Neuner, Jens-André Paffenholz, Harald Vennegeerts
    Year: 2008
  • Modellierung und Analyse instationärer Deformationsprozesse
    Einflüsse und Deformationen, die zeitlich variable Merkmale aufweisen, werden im linearen reduzierten Deformationsmodell, in dem pro Einflussfaktor nur der Parameter mit maximalem Einfluss auf die Deformation enthalten ist, nicht abgebildet. Ihr Auftreten führt zu verzerrten Schätzungen der Parameter und zu einer geringeren Modellqualität. Die Erschließung dieser besonderen Erscheinungen im linearen reduzierten Modell ist das übergeordnete Ziel dieser Arbeit.
    Team: Hans Neuner
    Year: 2007

Projects | Land and Real Estate Management

  • Engagement für Umnutzungen in ländlichen Räumen
    Viele ländliche Räume geraten derzeit immer mehr unter Druck. Demografischer Wandel und fortlaufender landwirtschaftlicher Strukturwandel hinterlassen ihre Spuren und stellen die Dörfer vor neue große Herausforderungen. Dabei gibt es in den ländlichen Räumen große Unterschiede zwischen den Dörfern, ihren Problemen und ihren Zukunftsperspektiven. Während viele Dörfer mit Leerständen und Defiziten in der Infrastruktur zu kämpfen haben, können andere Dörfer weiterhin auf stabile Strukturen bauen. Da den ländlichen Räumen besonders in Niedersachsen eine große Bedeutung als Wohn- und Wirtschaftsraum zukommt, stellt sich die Frage, welche Faktoren künftig ausschlaggebend sind, auch um die Funktions- und Tragfähigkeit infrastruktureller Einrichtungen und die Lebensqualität der ländlichen Räume zu bewahren.
    Leaders: Winrich Voß, Alexandra Weitkamp
    Team: Isabelle Klein, Carolin Blaumann
    Year: 2011
    Sponsors: EFRE
    Lifespan: 11/2011 - 02/2014
  • Flächenkreislaufwirtschaft an Industriestandorten
    Ein gesunder Flächenkreislauf beinhaltet die eigenständige Änderung der Flächennutzung. Zu Beginn werden die Flächen auf der Grünen Wiese in eine (bauliche oder sonstige) Nutzung überführt und entsprechend genutzt. Im Laufe der Zeit wird diese Nutzung nicht mehr benötigt und es bedarf der Nutzungsänderung, für die ein gewisser Aufwand zu betreiben ist.
    Team: Alexandra Weitkamp
    Year: 2009
  • Modellprojekt „Umnutzung landwirtschaftlicher Altgebäude und Hofanlagen“ zur Vitalisierung der Ortskerne
    Der ländliche Raum ist durch den landwirtschaftlichen Strukturwandel und zunehmend durch die Folgen des demographischen Wandels geprägt. Die Folge sind leer stehende Gebäude, die häufig das Bild der Ortskerne und ihre Funktion beeinträchtigen. Besonders betroffen sind landwirtschaftliche Altgebäude oder Hofanlagen. Vor diesem Hintergrund wurden 2008 auf Initiative des niedersächsischen Landtages 12 Modelldörfer in verschiedenen Regionen des Landes ausgewählt und eine 2-jährige wissenschaftliche Begleitforschung an die Leibniz Universität beauftragt.
    Leaders: Winrich Voß
    Team: Nina Streibel
    Year: 2008
    Sponsors: Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft, Verbraucherschutz und Landesentwicklung
    Lifespan: 09/2008 - 08/2010
  • Weiterentwicklung der Markttransparenz am Grundstücks- und Immobilienmarkt
    Der Grundstücks- und Immobilienmarkt wird seit jeher als intransparent bezeichnet. Insbesondere seit der weltweiten Immobilien- und Finanzkrise 2008/09 sucht man nach Möglichkeiten zur Verbesserung der Markttransparenz. In Deutschland sind die Gutachterausschüsse für Grundstückswerte amtlich mit der Aufgabe der Grundstücksmarkttransparenz betraut; aber die Immobilienbranche insgesamt ist aufgerufen, an Weiterentwicklungen mitzuwirken.
    Leaders: Winrich Voß
    Team: René Gudat
    Year: 2007
    Sponsors: Nds. Ministerium für Inneres und Sport - Referat Vermessung und Geoinformation
    Lifespan: 10/2007 - 09/2011