Institut für Raumbezogene Informations- und Messtechnik
Fachhochschule Mainz

Nachrichten

Im Rahmen des europaweiten Projekts „Colour and Space in Cultural Heritage“ (COSCH) fand vom 31.März bis 02.April…

Das ausklingende Jahr 2013 hielt für das i3mainz eine schöne Überraschung bereit: Prof. Klaus Böhm und sein ehemaliger Student…

Projekte

An Web GIS Anwendungen zur Bearbeitung archäologischer Geodaten werden häufig allgemeingültige Anforderungen gestellt. Zwei sehr unterschiedliche Fallbeispiele zeigen, wie diese vo…
Zur Unterstützung überregionaler archäologischer Fragestellungen erarbeitet das i3mainz in Kooperation mit dem Römisch-Germanischen Zentralmuseum Mainz (RGZM) derzeit ein Archäolog…

Publikationen

Linking texts and 3D-information: A new Software Environment for the Spatial Humanities

2014

M. Unold,
F. Lange

PDF / BibTex

Digital Humanities 2014

This paper describes techniques how textual expert data and spatial data can be linked. It presents a generic software, which enables humanities research in small 3D spatial areas.This software is employed in a case study, that aims to analyse and correlate the spatial contexts of a late gothic church and its interior.


GenericViewer - Semantische Annotation und 3D-Informationen in den Spatial Humanities

2014

F. Lange,
M. Unold,
F. Schwartz

PDF / BibTex

Dhd Passau

Forschungen im Bereich der Spatial Humanities arbeiten bisher zumeist in großräumigen geographischen Dimensionen. Dies gilt in besonderer Weise für Vorhaben, die Geographische Informationssysteme (GIS) zur Analyse und Visualisierung von Daten zur Verbreitung von Phänomenen, Entwicklungen und Objekten aus unterschiedlichen Forschungsfeldern wie etwa der Archäologie, der Wirtschaftsgeschichte oder der Raumsoziologie nutzen. Die bearbeiteten Räume sind auf Flächen, nämlich auf geographische Karten, projiziert, die Datenanalyse vorwiegend quantitativ [s. z. B. v. Lünen, Travis 2013].
Dem gegenüber stehen Disziplinen wie etwa die Kunstgeschichte und die Liturgiewissenschaft, deren Untersuchungsgegenstände sich in kleineren Räumen befinden oder selbst kleinere Räume sind, wie Kirchen, Paläste und Häuser, Plätze, Gärten und urbane Strukturen [Ananieva et al. 2013]. Hier ist es notwendig, den dreidimensionalen Raum zu betrachten. Die dritte Dimension spielt in solchen kleineren Räumen naturgemäß eine größere Rolle, die Projektion auf die Fläche führt dementsprechend zu einem größeren Informationsverlust. Allerdings gibt es in den Digital Humanities bisher nur wenige entsprechende Forschungsansätze [cf. Paliou, Knight 2010].
Das Mainzer Projekt “Inschriften im Bezugssystem des Raumes IBR” erarbeitet Wege, 3D-Informationen in den Mittelpunkt raumbezogener geisteswissenschaftlicher Forschung zu stellen. Eine im Projekt entwickelte Erfassungs- und Visualisierungssoftware bietet dabei die Möglichkeit, visuelle und textuelle Informationen zu dreidimensional vermessenen Objekten in ihrem historischen räumlichen Bezugssystem zu erfassen. Die Dichte dieser multimedialen Daten wird mit dem Werkzeug nach Kategorien und Zusammenhängen abfragbar und visuell erfahrbar. Forschungsaussagen gewinnen dadurch an empirischer Qualität.


COSCH knowledge schema – an introduction

2014

F. Boochs

BibTex

n.A.

Innovative concepts for image based data capture and analysis of huge point clouds

2014

F. Boochs

BibTex

n.A.

Results from two sample projects will be presented, showing possibilities to improve quality and precision of data capture and evaluation.

One example explains the potential to improve the absolute positional accuracy of a robot guided effector when applying photogrammetric strategies. Need and aims of such a tracking process are explained, followed by a description of actual solutions and their restrictions. Then the potential of photogrammetric solutions for such purposes are outlined, followed by a detailed description of the system developed. Finally, practical tests are shown, underlining that the design and realization are able to hold the challenging aims and improve the absolute accuracy of a robot by a factor of 20.

In an second example possibilities to evaluate huge data sets are presented. Due to the increasing availability of large unstructured point clouds obtained from laser scanning and/or photogrammetric data, there is a growing demand for automatic processing methods. Given the complexity of the underlying problems, several new methods resort to using semantic knowledge in particular for supporting object detection and classification. A novel approach making use of advanced algorithms is shown, in order to benefit from intelligent knowledge management strategies for the processing of 3D point clouds along with object classification in scanned scenes. In particular, these method extends the use of semantic knowledge to all stages of the processing, including the guidance of the 3D processing algorithms. The complete solution consists in a multi-stage iterative concept based on three factors: the modeled knowledge, the package of algorithms, and the classification engine.


The Palaeoanthropocene – The beginnings of anthropogenic environmental change

2013

S.F. Foley,
K.W. Alt,
M.O. Andreae,
K.C. Bruhn,
P.J. Crutzen,
J. Esper,
D. Gronenborn,
S. Gaudzinski-Windheuser,
D.E. Jacob,
D. Jordan,
J.W. Kadereit,
J. Lelieveld,
U. Pöschl,
B.R. Schöne,
D. Scholz,
R. Schreg,
F. Sirocko,
H. Tost,
A. Vött,
C.G. Weller

PDF / BibTex

Anthropocene

As efforts to recognize the Anthropocene as a new epoch of geological time are mounting, the controversial debate about the time of its beginning continues. Here, we suggest the term Palaeoanthropocene for the period between the first, barely recognizable, anthropogenic environmental changes and the industrial revolution when anthropogenically induced changes of climate, land use and biodiversity began to increase very rapidly. The concept of the Palaeoanthropocene recognizes that humans are an integral part of the Earth system rather than merely an external forcing factor. The delineation of the beginning of the Palaeoanthropocene will require an increase in the understanding and precision of palaeoclimate indicators, the recognition of archaeological sites as environmental archives, and inter-linking palaeoclimate, palaeoenvironmental changes and human development with changes in the distribution of Quaternary plant and animal species and socio-economic models of population subsistence and demise.


Intégration de systèmes d'acquisition de données spatiales et spectrales haute résolution, dans le cadre de la génération d'informations appliquées à la conservation du patrimoine

2013

C.Simon Chane

PDF / BibTex

Université de Bourgogne

Cette thèse s'intéresse au recalage de données issues de capteurs 3D et multispectraux pour l'étude du patrimoine.Lorsque l'on étudie ce type d'objet, il y a souvent peu de points saillants naturels entre ces jeux de données complémentaires. Par ailleurs, l'utilisation de mires optiques est proscrite.Notre problème est donc de recaler des données multimodales sans points caractéristiques.Nous avons développé une méthode de recalage basé sur le suivi des systèmes d'acquisition en utilisant des techniques issues de la photogrammétrie.Des simulations nous ont permis d'évaluer la précision de la méthode dans trois configurations qui représentent des cas typiques dans l'étude d'objets du patrimoine.Ces simulations ont montré que l'on peut atteindre une précision du suivi de 0.020 mm spatialement et 0.100 mrad angulairement en utilisant quatre caméras 5 Mpx lorsque l'on numérise une zone de 400 mm x 700 mm.La précision finale du recalage repose sur le succès d'une série de calibrations optiques et géométriques, ainsi que sur leur stabilité pour la durée du processus d'acquisition.Plusieurs tests ont permis d'évaluer la précision du suivi et du recalage de plusieurs jeux de données indépendants; d'abord seulement 3D, puis 3D et multispecrales.Enfin, nous avons étendu notre méthode d'estimation de la réflectance à partir des données multispectrales lorsque celles-ci sont recalées sur un modèle 3D.


The concern and interest of this PhD thesis is the registration of featureless 3D and multispectral datasets describing cultural heritage objects.In this context, there are few natural salient features between the complementary datasets, and the use of targets is generally proscribed.We thus develop a technique based on the photogrammetric tracking of the acquisition systems in use.A series of simulations was performed to evaluate the accuracy of our method in three configurations chosen to represent a variety of cultural heritage objects.These simulations show that we can achieve a spatial tracking accuracy of 0.020 mm and an angular accuracy of 0.100 mrad using four 5 Mpx cameras when digitizing an area of 400 mm x 700 mm. The accuracy of the final registration relies on the success of a series of optical and geometrical calibrations and their stability for the duration of the full acquisition process.The accuracy of the tracking and registration was extensively tested in laboratory settings. We first evaluated the potential for multiview 3D registration. Then, the method was used for to project of multispectral images on 3D models.Finally, we used the registered data to improve the reflectance estimation from the multispectral datasets 


Autokollimationszielungen mit dem Leica Absolute Tracker AT401

2013

S. Hauth,
M. SchlĂĽter

BibTex

Allgemeine Vermessungs-Nachrichten (avn)

Autokollimationszielungen ergänzen die hochgenaue 3D-Koordinatenmesstechnik und ermöglichen die präzise Festlegung von Richtungen im Raum auch unter beengten räumlichen Verhältnissen. Exemplarisch untersuchen wir die Durchführung von Autokollimationzielungen mit einem Lasertracker. Um die neuartige Vorgehensweise mit dem Leica Absolute Tracker AT401 dem klassischen Prozedere mit Industrietheodolit und Autokollimationsokular vergleichend gegenüber stellen zu können, vermessen wir einen verspiegelten Prüfkörper dreimal unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Gerätesystemen.


Schneller und ausdauernder als das menschliche Auge: Modulare Okularkameras am Motortachymeter

2013

S. Hauth,
M. SchlĂĽter,
F. Thiery

BibTex

Allgemeine Vermessungs-Nachrichten (avn)

Bis zu 62 500 Zielungen pro Sekunde werden derzeit mit einer USB 3.0 Industriekamera am geodätischen Tachymeter erreicht. Exemplarisch betrachten wir die Einsatzmöglichkeiten solcher Systeme für die Erfassung hochfrequenter Schwingungen, stellen aktuelle Grenzen dar und schlagen einen pragmatischen Weg für eine präzise zeitliche Zuordnung der Beobachtungen mithilfe eines GPS-Zeitempfängers vor.
Neben hochfrequenten Zielungen erlaubt das am Institut für raumbezogene Informations- und Messtechnik i3mainz entwickelte Konzept MoDiTa – Modulare DigitalkameraTachymeter – ein hochgenaues Monitoring über lange Zeiträume. Mithilfe der modularen Okularkameras und einem Kollimator als Ziel werden die bekannten Verfahren zur automatischen Zielerfassung und Zielverfolgung von Punkten im Raum (wie z.B. ATR) mit der hochgenauen Erfassung absoluter Ausrichtungen im Raum ergänzt.


Studentische Projekte

B.Eng. Martin Lux,
B.Sc. Jens Wambach,
B. Sc. Benedikt Rauls

LINK

OpenIndy ist eine Open Source-Software, die Im Rahmen einer Projektarbeit des Masterstudiengangs Geoinformatik und Vermessung an der Fachhochschule Mainz erdacht und erstellt wurde. Mit OpenIndy können verschiedene Arten von Messsensorsystemen (Lasertracker, Tachymeter) angebunden werden. Die Messdaten können verschiedenartig ausgewert…


Stefan Boes,
Robert Schäfer,
Torsten Walter

LINK

Dreidimensionale Punktwolken von komplexen Objektgeometrien können heutzutage mit sehr unterschiedlichen Mess- und Auswerteverfahren mit wenig Zeitaufwand erzielt werden. Die zum Einsatz kommenden Sensorsysteme sind z.B. Terrestrische Laserscanner (TLS), Robotortachymeter, Digitalkameras (Structure from Motion SfM) oder Steuergräte für…


Florin Aubele,
Andreas Salden

LINK

Die hier vorgestellte Projektarbeit ist im Wintersemester 2012/2013 im Studiengang Geoinformatik und Vermessung M.Sc. an der Fachhochschule Mainz entstanden. Im Rahmen dieser…


Abschlussarbeiten

Semantic Web und Linked Data: Generierung von Interoperabilität in archäologischen Fachdaten am Beispiel römischer Töpferstempel
Florian Thiery 2013/2014 - HTML

Evaluierung der Prozessierung und Bereitstellung von Normal Maps als Web Map Service (WMS)
Christian Wiemers 2013 - HTML

Konzeption eines Webviewers zur Echtzeit-Schattierung von Normal Maps als Web Map Service (WMS)
Christian SchĂĽtz 2013 - HTML