Vorstellung der Diplomarbeit - geobasis-bb.de · 19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau,...
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19. Oktober 2010 Vermessungsbüro D. Rosnau, Dipl.-Ing. (FH) Tino Arlt 1üüermessung Brandenburg
Vorstellung der Diplomarbeitü Ausgangslage
– ALK liegt flächendeckend in einem einheitlichen Maßstab vor– Genauigkeit der ALK ist abhängig von Qualität, Maßstab und Genauigkeit
der analogen Karte in Verbindung mit der Erfahrung des Bearbeiters bei der Überführung der analogen Karte (Analog - Digital Wandlung ist fehlerbehaftet durch Fehlinterpretation des Bearbeiters)
– Angabe der Grenzpunktkoordinaten auf Millimeter vermittelt Genauigkeitsangaben, die so nicht den Tatsachen entsprechen
– Grundsätzliche Aussagen zur Qualität der Karte kann getroffen werden, aber die Frage nach der Qualität (Genauigkeit und Zuverlässigkeit) einzelner Punkte bleibt unbeantwortet ist i.d.R. aber das entscheidende Element
– Fazit: Genauigkeit der bisherigen ALK - Koordinaten ist nicht einheitlich und nicht durchgehend zufriedenstellend
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Vorstellung der Diplomarbeitü Geometrische Verbesserung der ALK
– Neuvermessung (erhöhte Kosten, lange Bearbeitungszeit)– Eingabe und Auswertung des vorhandenen Zahlennachweises mit
zusätzlicher Passpunktbestimmung (Fehler und Ungenauigkeiten zum amtl. Lagebezugssystem und innerhalb der Objektgeometrie können korrigiert werden.)
ü Voraussetzung zur Auswertung des Zahlennachweises– Ausgleichungsprogramm mit Visualisierungsmöglichkeit– Automatisierte Generierung von geometrischen Bedingungen– Übergabe des gesamten Datenbestandes des FB Kataster (Risse,
Karten, Koordinaten, digitale Daten)– Anwendung im Rahmen der Diplomarbeit: KAFKA in Verbindung mit
KAFPLOT
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Vorstellung der Diplomarbeitü Eingabe des Zahlennachweises und dessen
Gewichtung– Messwert nimmt mit einem bestimmten Gewicht an der Ausgleichung teil– durch unterschiedliche Gewichtung verschiedenartiger Messungen ist
nachbarschaftstreue Berechnung möglich– Unterteilung der Katasterunterlagen in Gruppen von Messungen, die
nach identischen Vorschriften durchgeführt wurden– Ziel: gleichartige Gewichtung ähnlicher Messungen und damit größerer
Einfluss genauerer Messungen auf das Ausgleichungsergebnis, aber: wie genau soll die Unterteilung erfolgen?
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Vorstellung der Diplomarbeitü Eingabe des Zahlennachweises und dessen
Gewichtung– Richtlinie für die Diplomarbeit: „Genauigkeitsabschätzung
der Risse“ (aus: Leitfaden QL, Anlage 6, Tab.: 1)
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Vorstellung der Diplomarbeitü Gewichtungsmöglichkeiten
– Basisgewichtung: für alle Messungen eines Typs (Orthogonal, Polar,…)identisch
– Individualgewichtung: erfolgt über Auf- oder Abwertung der Basisgenauigkeit an Hand realistischer Schätzungen
– Einfluss der Individualgewichtung:
– Abwertung: z.B. einzelne, ungeprüfte Messungszahlen üben einen zu großen Einfluss auf die Koordinatenberechnung aus (Daten sind unverzichtbar, aber „unsicher“)
– Aufwertung: z.B. geprüfte Maße mehrfach gemessen
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ü Passpunktauswahl– Ziel der PaPu: größter Nutzen mit minimalem Aufwand
(Kosten Aussendienst > Kosten Innendienst)– 1. Stützung des Verfahrensrandes und der Berechnung Planung!– 2. Kontrolle des Berechnungsergebnisses Auswertung!
ü Kriterien zur Passpunktauswahl (allgemein)– Wann:
vorab, während und nach Abschluss der Ausgleichung– Wie:
Auswahl durch den Bearbeiter unter Anwendung globaler Richtlinien
– Wieviel: Anzahl nicht allgemeingültig sondern projektbezogen,abhängig vom Risswerk
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ü Kriterien zur Passpunktauswahl (projektbezogen)– westlich: Punkte entlang des
Verfahrensrandes durch zusammenhängende Straßenschlussvermessung entstanden (2 Punkte ausreichend)
– östlich: ein Verknüpfungspunkt– nördlich: keine PaPu notwendig,
da Gemarkungsgrenze teilweise amtlich koordiniert und berechenbar
– südlich: keine PaPu notwendig, da amtlich koordiniert
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Vorstellung der Diplomarbeitü Planung der PaPu – Bestimmung
– Verknüpfungspunkt – Vermarkung gesichert nachgewiesen– Abgleich mit Orthophoto – Abschätzung des Verhältnisses Aufwand-Nutzen
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Vorstellung der Diplomarbeitü Berechnung
– Einzelausgleichung der Risse Vorteil: geringe Berechnungszeit und dadurch schnelle Lokalisierung von Fehlern innerhalb eines Risses; „sauberer“ Datenbestand in der BerechnungNachteil: Doppelnummerierung und Punktidentitäten werden erst bei Zusammenführung der Daten aufgedeckt
– Ausgleichung des gesamten DatenbestandesLokalisierung der Widersprüche innerhalb einzelner Messungen ist ungenauer und zeitaufwendiger(Widersprüche können innerhalb eines Risses liegen, oder durch Zusammenführung der Risses entstanden sein)
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Vorstellung der Diplomarbeitü Berechnung
– Vorauswertung:• Ermittlung von Näherungskoordinaten als Startwerte für die
Verbesserungsgleichungen• Aufzeigen von Punkten mit quasiidentischen Koordinaten• Aufzeigen von überschrittenen Fehlergrenzen zwischen
Näherungskoordinaten und Riss• Keine Nutzung von geometrischen Bedingungen
– Gesamtausgleichung:• Freie Netzausgleichung (Prüfung der Beobachtungsgewichtung,
Ermittlung der inneren Genauigkeit, Lokalisierung grober Datenfehler)• Dynamische Ausgleichung (Ausgleichung mit den äußeren Zwängen
der Anschlusskoordinaten)• Ausgleichung unter Zwangsanschluss (nur für Gebiete mit hoher
Anzahl genauer Anschlusspunkte)
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Vorstellung der Diplomarbeitü Grobe Datenfehler
– grobe Fehler sind nicht ungewöhnlich (Beobachtungswerte unterliegen der Gaußschen Normalverteilung)
– Rückschlüsse auf Datenfehler bietet die Normierte Verbesserung (NV) als Verhältniszahl zwischen Verbesserung eines Messwertes und dessen a priori Standardabweichung
– bei Überschreitung eines Grenzwertes ist die Wahrscheinlichkeit einesgroben Fehlers sehr hoch
– Klärung der Widersprüche und Datenbereinigung
ü Ergebnisbewertung an Hand folgender Kriterien– Standardabweichung der Neupunkte– Anschlussgenauigkeit– Zuverlässigkeit
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Vorstellung der Diplomarbeitü Ergebnis
– Erwartungswert:durchschnittliche Genauigkeitin Abhängigkeit des ursprünglichen Maßstabes: 4,0m
– Durchschnittliche Abweichung der gefundenen Punkte zu den a priori ALK Koordinaten beträgt ~2,2m (Spitzen von 0,5m und 6,0m)
– Standardabweichung der berechneten Punkte: 4cm
– Abweichung zur tatsächlichen Lage hat einen 10x höheren Wert
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Vorstellung der Diplomarbeitü Ergebnisbewertung
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Vorstellung der Diplomarbeitü Bestimmung zusätzlicher Passpunktkoordinaten
– Große (oberhalb der a priori geschätzten Standardabweichung) und vor allem gleich gerichtete Verschiebungsvektoren benachbarter Punkte
ü Qualitätssteigerung des Ausgleichungsergebnisses– Steigerung der Genauigkeit
(Bestimmung zusätzlicher Passpunkte, Verbesserung der Genauigkeit der Anschlusskoordinaten, Grenzermittlung bei nicht festgestellten Grenzen)
– Steigerung der Zuverlässigkeit durch Erhöhung der Redundanz der Messwerte (Eingabe von Kontrollmaßen, Verwendung der gemessenen Hypotenusen)
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Vorstellung der Diplomarbeitü Zusammenfassung und Ausblick
– wahrscheinlichster Wert der historischen Messergebnisse wurde ermittelt– Bewertung nur an Hand der berechneten Standardabweichung der
Berechnungsergebnisse ist unzulässig– Lagegenauigkeiten der Stufen 1-3 können mit QL-Projekten nicht erreicht
werden– Realistische Werte liegen in einer Größenordnung von <0,5m– Genauigkeit besonders abhängig von Anzahl, Qualität und Verteilung der
Anschlusspunkte (PaPu und bereits koordinierte Punkte)
ü Fazit– Spürbare Verbesserung der Koordinaten wird erreicht– Ausgleichungsergebnis ist ein Kompromiss zwischen Genauigkeit und
Kosten