Vergleich der Objekterfassung mittels zweier terrestrischer ...

5.1. BESTIMMUNG DES GEOMETRISCHEN MESSRAUSCHENS 53
Letztendlich wurde für die Leica- und Trimble-Punktwolke jeweils ein Mittelwert der absoluten
Abstände und der Standardabweichungen über alle verwendeten Daten ermittelt. Was in der
zusammenfassenden Tab. 5.5 auffällt ist einerseits, dass die Trimble-Punktwolke schlechtere Er-
gebnisse als die Leica-Punktwolke liefert. Dies könnte daran liegen, dass die Trimble-Patches aus
den vor Ort registrierten und georeferenzierten Punktwolken ausgeschnitten wurden, während
nur die georeferenzierte Einzelscan SW1 als Grundlage für die Bestimmung des Messrauschens
der Leica-Punktwolke verwendet wurde. Obwohl es beim Trimble ebenfalls Bereiche gibt, die nur
von einem Scan erfasst wurden, hätten sie bei der Unterteilung in Sub-Patches nicht verwendet
werden können, weil sie nicht in einer bestimmten Ebene liegen und deswegen vom Programm
nicht bearbeitet werden konnten.
Andererseits sind die Einzelwerten für den Boden, die Kuppel und die Wände auch interessant.
Dass die Patches der Wände die besten Ergebnisse liefern und die vom Boden die Schlech-
testen ist beim Leica-Datensatz nachvollziehbar. Sowohl der Zylinder als auch die Halbkugel
bestehen aus Fertigteilen, die aus einem feineren Beton angefertigt wurden als der vor Ort ab-
gegossenen Bodenbelag. Die für die Leica-Punktwolke erhaltenen Werte haben sich aus früheren
Untersuchungen mit ebenen Testtafeln bestätigt [Voegtle und Wakaluk, 2009]. Diese Interpre-
tation passt jedoch für die Trimble-Patches nicht. Auffallend ist, dass das deutlich kleinste
Messrauschen für den Boden erhalten wurde. Es hätte daran liegen können, dass drei der fünf
Boden-Patches aus einer einzelnen Punktwolke stammen und deshalb eine deutlich geringe-
re Punktdichte aufweisen. Die Ergebnisse sind aber für die fünf Patches kaum unterschiedlich
(Tab. 5.4).
Eine weitere Erklärung könnte sein, dass die für die zwei Laserscanner unterschiedlichen Strecken-
und Winkelmessgenauigkeiten sich bei den verschiedenen Einfallswinkeln auf die Ergebnisse
auswirken. Der Boden wurde nämlich eher flach gemessen, während die Kuppel und die Wände
nahezu senkrecht aufgenommen wurden. Die Ungenauigkeit der Entfernungsmessung hat einen
geringeren Einfluss bei flachen als bei steilen Aufnahmen und umgekehrt hat die Winkelmessge-
nauigkeit eine stärkere Einwirkung bei flachen Messungen. Der Einfluss der Winkelunsicherheit
bzw. eines Entfernungsfehlers auf die ermittelte Abweichung zur ausgleichenden Ebene beim
flachen Einfallswinkel wird in Abb. 5.3 veranschaulicht. Die Bogenlänge b (Abb. 5.3a) entspricht
etwa der Abweichung des gemessenen Punktes zur ausgleichenden Ebene und wird folgenderma-
ßen berechnet:
mit b : Bogenlänge [m]
r : Entfernung [m]
α: Winkelunsicherheit [rad]
b = r · α (5.4)
Beispielsweise für eine Entfernung von 10m ergibt sich aus der Gl. 5.4 eine Bogenlänge von
0,7mm für den Trimble GX und rund 1,3mm für den Leica-Laserscanner. Somit sind bereits
wegen den Eigenschaften der Messeinrichtungen deutliche Unterschiede in den Ergebnissen zu
erwarten. Dies bedeutet, dass die für den Boden erhaltene Standardabweichung σ sich in ers-
ter Linie aus der Winkelunsicherheit und der Rauhigkeit des Bodenbelags zusammensetzt. Da