Leistungsspektrum - Universität Siegen

Leistungsspektrum
Historie
Der Lehrstuhl für Praktische Geodäsie und Geoinformation wurde im Oktober 1995 als „Fachgebiet
Praktische Geodäsie“ der Gesamthochschule Siegen von Frau Prof. Jarosch übernommen.
Über die Stationen „Wandlung zur Hochschule“, „Umwidmung zu Praktische Geodäsie und
Geoinformation“ sowie der Erlangung des A‐Profils wurde die Grundlage für den heutigen Lehrstuhl
geschaffen.
Rauminformation
Für den interdisziplinären Dialog im eigenen Fachbereich gilt es heute nach wie vor, dem
Bedarf der verschiedenen Fachrichtungen des Bauingenieurwesens (Baumanagement,
Konstruktiver Ingenieurbau, Verkehrswesen und Wasserwirtschaft) sowie der Architektur
und dem Städtebau und ebenso FB‐übergreifend universitätsweit zu entsprechen und
Rauminformation für die verschiedensten Bedarfsfelder geeignet bereitzustellen.
Rauminformation wird hierbei in den unterschiedlichsten Instanzen nachgefragt und
eingesetzt – die Ausprägung der Rauminformation variiert ebenso wie die geforderte
Genauigkeit und Aktualität.
Ein gezielter Zugriff auf Standards wird ermöglicht: AFIS‐ALKIS‐ATKIS‐Modell
(abgekürzt AAA‐Modell) als konzeptuelles Anwendungsschema für die Informationssysteme
AFIS
Das Amtliche Festpunktinformationssystem ist ein im Rahmen der Neumodellierung der Geoinformationen
des Amtlichen Vermessungswesens in Deutschland konzipiertes Informationssystem, das Informationen des
geodätischen Raumbezugs enthält. Insbesondere sind dies Informationen zu den Lagefestpunkten,
Höhenfestpunkten und Schwerefestpunkten der Deutschen Landesvermessung. Außerdem werden
Informationen zu Referenzstationspunkten geführt. Urheber der Neumodellierung ist die Arbeitsgemeinschaft
der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV).
, ALKIS
Das Fachkonzept des Amtlichen Liegenschaftskataster‐Informationssystem wurde von der AdV zur
integrierten Führung der Sach‐ und Graphikdaten des Liegenschaftskatasters entwickelt.
und ATKIS
Das Amtliche Topographisch‐Kartographische Informationssystem wird seit 1990 zum Zwecke der digitalen
Führung der Ergebnisse der topographischen Landesaufnahme und der amtlichen topographischen Karten auf
Empfehlung der AdV von den Landesvermessungsämtern und dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie
(BKG) aufgebaut.
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Das Anwendungsschema wurde in der Modellierungssprache Unified Modeling Language
(UML) erstellt. Es gibt die konzeptuelle Sicht auf die zu modellierenden Anwendungen
wieder. Die Modellierung entspricht der so genannten 3‐Schema‐Lehre, die bei einer
Datenverarbeitungsanwendung neben der konzeptuellen Sicht, die interne Sicht
(Modellierung der Implementierung) und die externe Sicht (Modellierung der
Datenaustauschschnittstelle) unterscheidet.
Grundaufgaben der Geodäsie – konventionelle Aspekte
Zentrales Beschäftigungsfeld sind zunächst die „Grundaufgaben der Geodäsie“, also die
Berechnung von Punktkoordinaten (x,y) aus Richtungs‐ und Streckenmessungen sowie die
Bereitstellung von Absteckdaten aus vorgegebenen Koordinaten. Die Erfassung bzw.
Bereitstellung „der Lage“ wird durch die Übertragung „der Höhe“ ergänzt. Dies umfasst die
Bestimmung unbekannter Punkthöhen ebenso wie die Festlegung geforderter Sollhöhen.
Die hierzu eingesetzten Instrumente (Totalstationen/ Nivelliere; GPS und DGPS) sind
hochmodern, z.T. automatisiert, lasergestützt, mit digitalen Sensoren ergänzt – der
automatische Datenfluss zur Auswertung ist hergestellt.
Eingesetzte Technologien
Handaufmaß:
Konventionell/
lasergestützt
Standard
Totalstationen:
Richtungsmessung
(+‐ 1mgon)
Totalstationen:
Streckenmessung
Elektrooptisch/
lasergestützt
(+‐ 3mm)
Laserscanning:
TLS (terrestrisch)
EW
Photogrammetrie:
Einbild/ Stereo
Standard
Satellitengestützt:
GPS/ DGPS
Nivelliere:
Automatisch/digital
Rotation (Lasergestützt)
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Photogrammetrie:
Digitale Kameras
(nicht kalibriert/
kalibriert)
EW

Entwicklungsaspekte zur eingesetzten Sensorik
1. Laserscanning: Punktwolke � CAD
� Aspekte: Formate/ Export
– Gegenüberstellung von Firmen und Standards
� Intelligente Ausdünnung:
bestehende firmenspezifische Lösungen vs. Eigenentwicklung (Anforderungsprofil)
� Intuitive Modellierung:
bestehende firmenspezifische Lösungen vs. Eigenentwicklung (Anforderungsprofil)
2. Terrestrische Photogrammetrie: digitale Bildinformation � Punktwolke
� Sensorunabhängige Raumorientierung
� Firmenübergreifende rgb‐Integration
� Interaktive rgb‐Analyse der Punktwolke
3. PMD‐Technologie:
� Indoor‐Lokalisierung
� pmd‐Laserscan‐Integration
� SW‐Tools
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Interaktion
Es ist unmöglich, bestehende oder empfehlenswerte mögliche Interaktionen (Kooperationen
bzw. inhaltliche Abhängigkeiten) umfassend darzustellen; dies gelingt nur punktuell, meist
aus einem speziellen Bedarf heraus. Selbst naheliegende Interaktionen kommen oft aus
taktischen Gründen nicht zustande. Kompetenzstreitigkeiten sind ebenso Störelemente wie
Unkenntniss der potenziell verfügbaren Kapazitäten.
Identifizierte Interaktionen sind beispielsweise:
1. Laserscanning (Laserscanner‐firmenspezifisch)
� Punktwolke (Laserscanner‐firmenspezifisch/ AuswerteSW‐firmenspezifisch)
� CAD (firmenspezifisch)
� Anforderungsprofil (anwenderspezifisch)
2. GIS (firmenspezifisch)
� Geländemodellierung (Daten‐/ firmenspezifisch)
� Objektmodellierung (Daten‐/ firmenspezifisch)
� Szenenmodellierung (off‐/ online – firmenspezifisch/ Standard‐orientiert)
� Anwendungsaspekt (anwenderspezifisch)
Die mit 1. und 2. gegebenen Interaktionen sind am Lehrstuhl für Praktische Geodäsie und
Geoinformation wie folgt besetzt:
Interaktion Thema SW/ Firma
1. Laserscanning
Photon80 der Firma FARO
HW‐Betrieb:
FaroRecord4.6 der Firma FARO
FaroScene4.6 der Firma FARO
Punktwolke Auswerte‐SW:
FaroScene4.6 der Firma FARO
LupoScan Pro 3.1.0 der Firma Lupos3D
Point Cloud der Firma Kubit
CAD AutoCAD2010 der Firma Autodesk
Allplan2009 der Firma Nemetschek
System Graphisoft Archicad V12
Anforderungsprofil Anwenderspezifisch
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2. GIS
ArcGiS der Firma ESRI
Geländemodellierung Daten: Höhenraster nach LVA‐Standard
SW: ArcGiS der Firma ESRI
Objektmodellierung SW: ArcGiS der Firma ESRI
Google SketchUp
CAD: TachyCAD u.v.a.m. …
Adobe Photoshop
Eddi2D/ metigo der Firma fokus
GmbH
Rollei‐Bildentzerrung
Photoplan
Szenenmodellierung
Szenenanimation:
Echtzeitvisualisierung
online: [Leica] Erdas VE
offline: ArcScene der Firma ESRI
Datenformate
Standard(neu) CityGML
Anwendungsaspekt anwenderspezifisch
online: [Leica] Erdas VE
offline: sh. 3DTalk (Filmindustrie):
3dsMax der Firma Autodesk,
DeltaGen der Firma RTT
(Realtime Technology AG),
Maya 2010 der Firma Autodesk
Quest3D der Firma Act‐3D B.V.
u.v.a.m.
Die Ausprägung der Einzelaspekte beschränkt sich nicht auf ein spezielles Firmenumfeld! Es
ist vielmehr die Zielsetzung, breit angelegt HW und SW verschiedener Anbieter beurteilend
gegenüber stellen zu können und hierfür Empfehlungen auszusprechen!
Auf den ersten Blick agieren Industrie und Universität konkurrierend. Den Spezialisten der
angeführten Themenbereiche, welche sich in speziellen SW‐Tools ausdrücken steht der
Wissenschaftler gegenüber, der das „Gesamtkonzert“ in den Einzelaspekten ebenso wie in
den entstehenden Schnittstellen bedienen und steuern muss.
Eine sinnvolle Ergänzung ist gegeben, wenn inhaltliche Anregungen des Wissenschaftlers von
den „Spezialisten“ aufgenommen und im Detailaspekt umgesetzt werden. Sinnvoll gestaltete
Spielregeln hierfür sind sorgfältig zu vereinbaren!
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Organisation mehrdimensionaler Konzepte – F&E
Die Ausprägung der Rauminformation reicht vom Einzelpunkt bis hin zum optimierten
Modell. So werden beispielsweise Testszenarien aus dem 3D‐Stadtmodell für das VR‐Labor
bereitgestellt oder ein GPS‐Testfeldes für das ZESS realisiert – allen Beispielen gemeinsam ist
die spezifische Anpassung der Grundaufgabe für eine definierte Detailbetrachtung.
Spezielles Interessengebiet ist – mit Einsatz moderner Sensortechnik wie terrestrischen
Laserscannern – die 3D‐Erfassung, Modellierung und Visualisierung beliebiger Szenarien und
Objekte für Bauingenieure und Architekten, ebenso wie die datenbankgestützte Erfassung,
Darstellung und Analyse beliebiger Information in Geoinformationssystemen je nach
Anforderungsprofil für den interdisziplinären Einsatz.
Schwerpunkte der Arbeit sind:
GIS für
Wasserbau und
Wasserwirtschaft
� die Entwicklung von 3D‐Rauminformationssystemen als
„Body Information System“ BIS
� Integration der zeitlichen Variation: 4D‐Ansatz
� Integration der Metadaten: 5D‐Ansatz
Geotechnik
Verkehrswesen
Architektur/
Stadt‐/ Raumplanung
Historiker
(Pisa: Cultural Heritage)
Bereitstellung von Grundlagen für
fachspezifische Qualifikation
Wirtschaft
(online Marketing)
3D‐
Stadtmodell
Studien‐/ Diplom‐/ Bachelor‐/
Masterarbeiten aus den o.a. Themengebieten
Soziologie
(empirische
Sozialforschung,
Regionalisierung von
Umfragedaten)
Inter‐
disziplinärer
DFG‐Antrag
GIS‐Integration in
Unternehmens‐IT
Web‐Services
Phd‐
Thesis
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unter dem Aspekt von:
� Nachhaltigkeit
� Sicherheit
� Wirtschaftlichkeit
Frau Prof. Jarosch ist Gründungsmitglied und stellvertretende Vorsitzende des
Interdisziplinären Kompetenzzentrums Altbau (InKA) ‐ beantragte zentrale Einrichtung der
Universität Siegen.
InKA – Interdisziplinäres Kompetenzzentrum Altbau
Das Interdisziplinäre Kompetenzzentrum Altbau (InKA) der Universität Siegen wurde mit
dem Ziel gegründet, das an der Universität Siegen vorhandene Fakten‐ und Methodenwissen
zum „Planen und Bauen im Bestand“ zu bündeln und zu vernetzen.
Im Interdisziplinären Kompetenzzentrum Altbau kooperieren derzeit fachbereichs‐
übergreifend die Fachgebiete:
� Baubetrieb‐ und Bauprojektmanagement
� Baukonstruktion, Ingenieurholzbau und Bauphysik
� Bauökonomie und Baumanagement
� Institut für Bau‐ und Werkstoffchemie
� Konstruktive Bauphysik/Baustofflehre
� Massivbau
� Planen und Bauen im Bestand
� Praktische Geodäsie und Geoinformation
� Technischer Ausbau und Bauökologie
� Tragstrukturen
Aus Forschungs‐ und Dienstleistungsprojekten gewonnene Erkenntnisse fließen in die Lehre
ein (Masterstudiengang „Planen und Bauen im Bestand“ , Masterstudiengang „Bau‐ und
Immobilienwirtschaft“)
Altbausanierung und Bauen im Bestand leistet über Verlängerung der Nutzugsdauer von
Baustoffen, geringere Flächenversiegelung gegenüber dem Neubau, Verringerung des CO2
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Ausstoßes u.v.a.m. einen erheblichen Beitrag zur Nachhaltigkeit im Bausektor. Somit bildet
InKA eine wichtige Säule im konzipierten Profilbereich5 „Integrierte Umweltplanung und ‐
technologie“ des Hochschulentwicklungsplans HEP 2010 (Rektorat Prof. Schnell) – im
Verbund mit den Fachbereicheb 8‐Chemie, 9‐Architektur‐Städtebau, 10‐Bauingenieurwesen
und 12‐Elektrotechnik und Informatik der Universität Siegen.
Im Rahmen von Forschung und Entwicklung in Zusammenarbeit mit industriellen Partnern
wird die Konfrontation von Altbauten mit den funktionalen Anforderungsprofilen unserer
Zeit beleuchtet. Notwendige Maßnahmen bedeuten oft umfangreiche Eingriffe in die
vorhandene Bausubstanz. Diese sollten in einem ökonomisch und ökologisch optimierten
Prozess ablaufen.
Grundlage für die Planung und Realisierung baulicher Maßnahmen im Bestand ist eine
planungsrelevante Erfassung des Bestandes. Hierzu zählen Daten zur Geometrie, zur
Qualität der vorhandenen Baustoffe, zur Eigenschaft des Tragwerkes wie auch zur
Wirtschaftlichkeit geplanter Maßnahmen. Eine auf den Bestand abgestimmte Planung
erlaubt dann eine optimale Nutzung der Ressource Altbau und kann aufwendige
Ertüchtigungsmaßnahmen möglicherweise überflüssig machen.
Die Ressource Altbau ruft nach einer Systematik zur nachhaltigen Optimierung von Planungs‐
und Bauprozessen. So sind die Forschungsschwerpunkte des InKA auf dem Wissensgebiet
der Nachhaltigkeit im Bauwesen angesiedelt. Ziel ist es, Richtlinien für die Bemessung von
Aufwänden und der Optimierung der Planungs‐ und Bauprozesse zu entwickeln.
Dies beginnt bei einer hocheffizienten Erfassung des Gebäudebestandes, der Entwicklung
der Bausubstanz gerecht werdender Planungen und reicht bis zum Einsatz modernster
Materialien (Ultrahochfeste Betone, Faserverbundkunststoffe) bei der Ertüchtigung des
Baubestandes. Hier erfolgt erstmals nachhaltiges Bauen im Bestand unter Berücksichtigung
umweltrelevanter Parameter mit Abbildung in einem Expertensystem!
Stand: 2010‐01‐07
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