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Neue Möglichkeiten im Geo-Monitoring mit der
Leica MultiStation MS50
GEOMATIK-News 2013, Michael Rutschmann
Senior Product Manager Structural Monitoring, Geomatics Division
Leica GeoMoS – Monitoring Lösung
Inhalt
 Geo-Monitoring System - Überblick
 GeoMoS Scanning – die
Integration der Leica MultiStation
MS50 ins Geo-Monitoring
 n.Vec Technologie – Verfahren für
die Berechnung der DeformationsPunktwolken
 Anwendungen Zusammenfassung
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Leica GeoMoS – Monitoring Lösung
Geo-Monitoring - Überblick
Monitoring Projekte - Beispiele
 Welches Problem?
 Messgrössen?
 Genauigkeit?
 Messintervall?
 Geographische Lage,
Umweltbedingungen,
Zugänglichkeit?
 Wohin mit den Informationen?
 Lieferung, Kosten?
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Leica GeoMoS – Monitoring Lösung
Geo-Monitoring - Überblick
Beispiel – Eisenbahn Trasse
 Prismen, Neigung-Sensoren
 Schneller Informationsfluss
 Verwindung und Setzungen der
Schienen
 Monitoring von einigen Wochen
während kritischer Bauphase
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Leica GeoMoS – Monitoring Lösung
Geo-Monitoring - Überblick
Beispiel – Aussergewöhnliche
Ereignisse
 Schneller System Aufbau innert
Stunden
 Standard Lösung (TPS Monitoring)
 Hohe Genauigkeiten maximales
Messintervall
 24/7 Informationen automatisch an
die Experten verteilen
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Leica GeoMoS – Monitoring Lösung
Geo-Monitoring - Überblick
Beispiel – Dam Infrastrukturen und
deren Auswirkung auf die Umwelt
 Geotechnische Sensoren (Pendel,
Wasserdrücke, Sickerwasser …)
 Geodätische Sensoren (TPS, GNSS)
 Hang Stabilität, Hochwasser
 Monitoring über lange Zeiträume
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Leica GeoMoS – Monitoring Lösung
Geo-Monitoring - Überblick
Beispiel – Monitoring der
Kletterschalung im Hochhausbau
 Geodätische Sensoren (TPS, GNSS)
und Geotechnische Sensoren
 One World Trade Center, Manhattan
 Shard of Glass, London
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Leica GeoMoS – Monitoring Lösung
Geo-Monitoring - Überblick
8
Leica GeoMoS – Monitoring Lösung
Geo-Monitoring - Überblick
Beispiel – und viele mehr
 Erdrutsch, Tagebau, Hängebrücke,
Vulkan, Chemische
Produktionsanlage, Öl-Bohrinsel
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Geo-Monitoring - Überblick
Zuverlässige und robuste DatenErfassung und -Verwaltung
 Auswahl und Kombination der
geeigneten Sensorik
 Kommunikation und Energie
Radio / LAN / Mobile etc.
 Daten Management
Leica GNSS Spider
Leica GeoMoS Monitor
Sensors Manager
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ComGate10 – Drahtloser
Router der Leica M-Com
Familie
Daten Erfassung
GNSS Prozessieren
GeoMoS Scanning
Daten Speicherung
SQL: Daten
Management
Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Geo-Monitoring - Überblick
Jederzeit Zugriff über
beliebigen Internet
Browser
Verteilen der Resultate und
Informationen
 Automatische Toleranzprüfung
 E-Mail, SMS und weitere Aktionen
 Zugriff über mobile Endgeräte wie
Smartphone und Tablet PC
Web Services
FTP
Daten verteilen, Meldungen
real-time versenden
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
Online Grafik

Prüfen von Limiten
•
Analyse
•
Report
•
Grafiken / Status
•
GeoMoS Web
Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Geo-Monitoring - Überblick
Automatisierte Darstellungen über frei
konfigurierbare Web Plattform
 Automatischer PDF Report
 Real-time Dashboard
 Nahezu jedes Monitoring Projekt
verfügt heute über einen direkten
Web Zugriff
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Leica MultiStation MS50 und GeoMoS
Scanning
 3D Prismen Monitoring
 Scanning, Punkwolken
 Weitwinkel- und 30-fach Teleskop Kamera
 Neue Möglichkeiten mit MS50
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
Berührungsloses Monitoring von Oberflächen

Kombination mit Prismen und GNSS Monitoring für
präzise Geo-Referenz (Freie Station)

Speichern von hochauflösender Bildinformation,
Visuelle Informationen, z.B. Rissbeobachtung

Photogrammmetrie  extern
Leica MultiStation MS50
Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Neuheit – Die verschiedenen Scan Bereiche werden mit Prismen Monitoring
kombiniert
Beliebige Oberflächen an Objekten automatisch überwachen
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Arbeitsablauf GeoMoS Scanning mit Leica
MS50
 Definieren der verschiedenen Scan
Bereiche in 3 Schritten
 Berechnung der Deformationswolke mit
der neuen n.Vec Technologie
 Bestimmen des maximalen
Deformations-Vektors
 Automatisches überprüfen der
Toleranzen
 Darstellen der Resultate
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Schritte 1 im Scan Editor
 MS50 mit Bildunterstützung auf das
Objekt ausrichten
 Weitwinkel- und Teleskop-Kamera
 Darstellung des Fadenkreuzes für
die genaue Ausrichtung des MS50
Teleskop
Per Fernzugriff vom Büro erfolgt die
bildbasierende Definition
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Schritte 2 im Scan Editor
 Polygon zur Definition des Scan
Bereiches
 Einstellungen

Auflösung (Oberflächen Struktur)

Filter (Grobe Ausreisser entfernen)

Scan Modus (Oberflächen Beschaffenheit)
 Angabe zur Punktanzahl und die zu
erwartende Scan Zeit
Per Fernzugriff vom Büro erfolgt die
bildbasierende Definition
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Schritte 3 im Scan Editor
 Mehrfach Scannen
 Vereinigen der Scans zur Null
Epoche
 Visualisieren der Null Epoche
Mehrfach Scans
Resultat
Bei der Vereinigung der Punktwolken
werden die Positionen aller Punkte nach
der Methode der kleinsten Quadrate
optimiert.  Genauigkeitssteigerung
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Automatischer Messablauf
 Resultat ist die Deformationswolke
auf dem Bild des Objektes
 Max. Deformations-Vektor für
Toleranzprüfung
 Deformations-Volumen [m3]
 Alarm über Email, SMS
Eindrückliche Resultate aus 11’000
Punkten über 300m, Gitterweite
0.5m
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Neu! – n.Vec Technologie
 24/7 Erfassung von Punktwolken
 Grosse Datenmengen
 Auswertung - Automatisch
 Deformation erkennen, Farbkodierte
Darstellung auf Bild
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Beschreibung – n.Vec Technologie
 Iteratives verfahren zum optimalen Einpassen
von kleinen Flächenstücken in die Punktwolken
 Verschiedene mathematisch definierte
Oberflächenstücke bilden das mathematische
Model
 Ebenen und gekrümmte Flächen werden dabei
verwendet
 Dadurch werden die Kanten im Gegensatz zur
klassischen Dreiecks-Vermaschung
automatisch detektiert
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Beschreibung – n.Vec Technologie
 An jedem Punkt des Models ist der Normalen
Vektor bekannt, welcher die
Deformationsrichtung vorgibt
 Berechnen der Farben Kodierung für die
Darstellung der Deformation. Abstand zwischen
Model und aktuell gemessenem Punkt
 Resultat ist eine farbkodierte Punktwolke welche
die Deformation des Objektes darstellt
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Integration von Scanning in Geo-Monitoring
Beschreibung – n.Vec Technologie
 Automatisches detektieren von
Ausreisser
 Verkehr ist als Perlen-Ketten
(Ausreisser) in den Punktwolken sichtbar
n.Vec
Rohdaten der Punktwolke
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n.Vec korrigierte Punktwolke
Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Anwendungen - Zusammenfassung
Neue Anwendungen mit der Leica
MultiStation MS50 im Geo-Monitoring
 Setzungen von Strassenoberflächen
 Dachkonstruktionen in Hallen
 Leitungen und Pipelines, Chemische
Industrie
 Schwierig zugängliche Gebäudeteile
(Dam, Kühlturm, Öltanks)
 Deformations-Volumen in
Sondermülldeponien
 Historische Gebäude
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Scanning - Wenn keine Prismen am
Objekt installiert werden können
Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Anwendungen - Zusammenfassung
Vorteile
 Integration von Scanning in automatische
Monitoring Lösung
 Monitoring von Oberflächen mit hoher
Punktauflösung – Visuelle Information
 Automatischer Prozess inklusive
Toleranzprüfung – Informationen
 Einfache Erweiterung für bestehende
Monitoring Systeme
 Automatische Berichterstellung und
Zugriff auf alle Resultate über GeoMoS
Web
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Leica GeoMoS - Monitoring Lösung
Neue Möglichkeiten - Zusammenfassung