Bild 2: Laserscanner Leica HDS 4500

Bild 3: Laserscanneraufnahme vor (links) und nach (rechts) der Beseitigung von Störpixeln und Regionen mit nicht optimalen Genauigkeiten

Für die Registrierung der einzelnen Scannerstandpunkte werden bei hohen Genauigkeitsansprüchen Passpunkte (Abb. 5) in einem übergeordneten Koordinatensystem benötigt. Dieses Koordinatensystem kann beispielsweise das amtliche Landesnetz oder ein lokal definiertes Netz sein. Für die Aufnahme des Schiffshebewerks war ein Anschluss an das Landesnetz nicht gefordert, sodass ein lokales Netz als übergeordnetes Koordinatensystem realisiert wurde. Es ist durch zwei Verdichtungsstufen gekennzeichnet: Ein äußerer Polygonring und darauf aufbauend ein Netz von Aufnahmestandpunkten, von denen aus die einzelnen Passpunkte eingemessen wurden. Zur dreidimensionalen Koordinatenbestimmung der Polygon- und Standpunkte wurden tachymetrische Richtungs-, Zenit- und Streckenmessungen mit einem automatisierten Tachymeter (TCA 2003) der Firma Leica durchgeführt. Die Passpunkte wurden durch räumlichen Vorwärtsschnitt, d.h. durch Richtungs- und Zenitwinkelmessungen von mindestens zwei Standpunkten aus bestimmt. Die tachymetrischen Messungen fanden parallel zu den Laserscannermessungen statt. Die Messzeit für beide Verfahren betrug drei Tage. Es wurden 6 Polygon- und 23 Standpunkte benötigt, um 150 Passpunkte einzumessen. Die Passpunkte wurden so am und in der Umgebung des Bauwerks angebracht, dass eine möglichst überbestimmte Registrierung der Laserscannerstandpunkte gewährleistet werden konnte. Die Verteilung der Polygon- und Standpunkte sowie der Passpunkte am Schiffshebewerk ist in Abb. 4 dargestellt.

Die Auswertung der tachymetrischen Messungen erfolgte in zwei Schritten mit dem Hannoverschen Netzausgleichungsprogramm HANNA. Im ersten Schritt wurden die Koordinaten der Polygonpunkte sowie deren Standardabweichungen berechnet. Diese wurden in der zweiten Verdichtungsstufe als stochastische Anschlusspunkte für die Ausgleichung der Stand- und Passpunkte verwendet. Die Genauigkeit der erzielten dreidimensionalen Koordinaten kann anhand ihrer Standardabweichungen beurteilt werden. Diese liegt für den Großteil der Passpunkte unter 5 mm. In einzelnen Fällen sind sie deutlich größer, was auf ungünstige Schnittbedingungen beim räumlichen Vorwärtsschnitt zurückzuführen ist. Aufgrund der hohen Anzahl von Passpunkte konnte auf diese bei der weiteren Auswertung verzichtet werden.

Alternativ zur Bestimmung der Passpunkte über räumlichen Vorwärtsschnitt, hätten diese mit einem reflektorlos messenden Tachymeter über polares Anhängen bestimmt werden können. Ein solches Instrument stand dem Geodätischen Institut zum Zeitpunkt der Messung am Schiffshebewerk nicht zur Verfügung. Bei zukünftigen Projekten sollte jedoch auf solche Instrumente zurückgegriffen werden, um die Messzeit weiter zu reduzieren. Untersuchungen haben gezeigt, dass zudem die Anzahl der georeferenzierten Passpunkte verringert werden kann, ohne Genauigkeitseinbußen in Kauf zu nehmen. Es ist darauf zu achten, dass diese georeferenzierten Passpunkte gleichmäßig über das zu erfassende Bauwerk verteilt sind. 

Bild 4: Tachymetrische Messungen für die 3D-Bestimmung der Passpunkte am Schiffshebewerk