Einsatz des GeoSLAM ZEB-REVO bei Vermessungsarbeiten im Altbergbau

Ein Team des Instituts für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg und des Landesamts für Digitalisierung, Breitband und Vermessung Bayern testete für uns den mobilen Laserscanner ZEB-REVO mit Schutzklasse IP64 von GeoSLAM im Altbergbau. Gescannt wurde im Bergwerk am Schneeberg in Südtirol. 

Anwendung des GeoSLAM ZEB-REVO unter Tage

Das Messteam untersuchte die Anwendung des GeoSLAM ZEB-REVO in zwei Fällen: Zum einen war der 1,6 km lange Karlstollen digital zu erfassen, zum anderen ein ca. 50 x 30 m großer, verzweigter Abbau. Um die Genauigkeit des mobilen Messsystems beurteilen zu können, wurden die Messergebnisse mit den Ergebnissen eines RIEGL VZ-400i Laserscanners verglichen. 

Als vorbereitende Maßnahmen wurden Polygonzüge unter Tage gelegt und für die permanente Vermarkung Edelstahlbolzen in die Firste der Gruben eingelassen. Zur Hervorhebung der Referenzpunkte und zur Steigerung der Genauigkeit wurden für die Scans mit dem ZEB-REVO Referenzkugeln an den Edelstahlbolzen angebracht, sodass diese später in der Punktwolke eindeutig identifiziert werden können. 

Scanning mit dem GeoSLAM ZEB-REVO unter Verwendung von ReferenzkugelnScanning mit dem GeoSLAM ZEB-REVO unter Verwendung von Referenzkugeln

GeoSLAM ZEB-REVO & RIEGL VZ-400i - Ein Vergleich

Die Genauigkeit des ZEB-REVO auf dem Prüfstand

Um die Scandaten des ZEB-REVO auf Vollständigkeit und Genauigkeit zu überprüfen, erfasste das Messteam den Grubenbau zusätzlich mit dem terrestrischen Laserscanner RIEGL VZ-400i. Wie zu erwarten, lieferte der RIEGL-Laserscanner wesentliche genauere Scanergebnisse; die für den GeoSLAM ZEB-REVO angegebene relative Genauigkeit von 1 bis 3 cm konnte nachgewiesen werden. Verschiedene Ebenenberechnungen wurden angestellt, um das Messrauschen zu untersuchen. 

Die Tagesleistung eines mobilen & terrestrischen Laserscanners im Vergleich

Während der VZ-400i den ZEB-REVO in puncto Genauigkeit schlägt, lässt sich mit dem mobilen ZEB-REVO eine wesentlich höhere Tagesleistung erzielen. Während mit dem RIEGL VZ-400i Stationierungen im Abstand von 5 bis 10 m erforderlich waren, um pro Tag 160 m Stollen detailliert aufzunehmen, ließ sich mit dem mobilen Scanner von GeoSLAM ein Stollenabschnitt von ca. 1.100 m innerhalb eines Tages scannen.

Vollständigkeit der Scandaten

Die untere Abbildung veranschaulicht, an welchen Stellen der VZ-400i aufgrund von Abschattungen Lücken in den Punktwolken aufweist, wohingegen die Situation vor Ort mit einem mobilen Laserscanner umfassender aufgenommen werden kann. Die in der Abbildung weiß dargestellten Punkte beschreiben Bereiche, die mit dem ZEB-REVO zusätzlich erfasst wurden, darunter beispielsweise der feuchte, schlammige Boden oder verwinkelte Nischen.

3D-Punktwolken des RIEGL VZ-400i (Blau) und des GeoSLAM ZEB-REVO (Weiß)3D-Punktwolken des RIEGL VZ-400i (Blau) und des GeoSLAM ZEB-REVO (Weiß)

!!! Die vollständige Untersuchung inkl. genauer Ergebnisse können Sie der PDF unten entnehmen !!!

Das Fazit

Zusammenfassend ist festzustellen, dass sich der Handscanner ZEB-REVO gut im untertägigen Einsatz bewährt hat. Trotz der widrigen Umgebungsbedingungen am Schneeberg konnten erfolgreich Messungen im Karlstollen und im Altbergbau durchgeführt werden. Auch schwieriger erreichbare oder besonders verwinkelte und kleine Grubenbaue wurden verhältnismäßig schnell aufgezeichnet. Die Bedienung des Instrumentes ist sehr einfach und benutzerfreundlich. Die Messungen erwiesen sich insgesamt als unkompliziert und konnten deshalb verhältnismäßig schnell realisiert werden. So konnte mit dem Handscanner ein Teilabschnitt eines Stollens von etwa 200 m Länge innerhalb von ca. 20 Minuten gescannt werden. Die Übertragung der Messwerte auf einen Laptop und das anschließende Prozessieren der Punktwolken stellten sich ebenfalls als einfach heraus.

Die Georeferenzierung und die ersten Genauigkeitsabschätzungen haben gezeigt, dass Passpunkte in Form der mit zu scannenden Kugeln unerlässlich sind, um eine Kontrolle über die prozessierten Punktwolken zu erhalten. Hier wäre die Software des Herstellers soweit verbesserungswürdig, dass in den SLAM-Algorithmus und die Prozessierung der Punktwolken diese Passpunktinformationen mit einfließen können. Da sich die Punktwolken allerdings in mehreren typischen Dateiformaten abspeichern lassen, konnte die Weiterverarbeitung relativ einfach mit anderen Softwarelösungen geschehen, was hier mit der Software RiScanPro realisiert wurde.

 

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