Modellierung komplexer untertägiger Hohlräume – Möglichkeiten des Einsatzes von terrestrischen Laserscannern

In dieser Masterarbeit soll die Anwendbarkeit von terrestrischen Laserscannern zur Erfassung von 3D-Punktwolken komplexer untertägiger Grubenräumen, speziell des Altbergbaus, untersucht werden. Es gilt die untertägigen Hohlräume so genau und so detailreich wie anwendungsbezogen nötig darzustellen, sodass aus den 3D-Punktwolken abgeleitete 3D-Modelle als Grundlage für montanarchäologische Arbeiten dienen können.

Zu Beginn der Masterarbeit liegt eine 3D-Punktwolke der Dorotheer Rösche, einem Stollen der Oberharzer Wasserwirtschaft vor. Diese wurde mit einem terrestrischen Laserscanner Leica RTC360 erfasst. Anhand dieser soll ein Workflow für den untertägigen Einsatz von terrestrischen Laserscannern zur Dokumentation und 3D-Modellerstellung, u.a. im Sinne der Montanarchäologie, abgeleitet werden. Besondere Herausforderungen sind hier die beengten Raumverhältnisse, die Beleuchtungsverhältnisse und ggf. stehndes Wasser in den untertägigen Strecken. Auf Basis dieses Workflow sollen weitere 3D-Punktwolken Untertage aufgenommen werden. Hierbei liegt ein besonderes Augenmerk auf komplexen Geometrien, also größeren Hohlräumen und verwinkelten, engen oder niedrigen Strecken, unter Berücksichtigung der zuvor genannten Herausforderungen.

Die mit den Laserscannern Leica RTC360 und Z+F Imager 5016 erfassten 3D-Punktwolken werden nach der Referenzierung in einem lokalen Koordinatensystem mit den Open Source Programmen CloudCompare und Meshlab bearbeitet, um ein 3D-Modell zu erstellen. Diese Laserscanner-basierten 3D-Modelle sollen dann mit photogrammetrisch erstellten 3D-Modellen verglichen werden. Dieser Vergleich dient der Identifikation von Synergien der beiden Messverfahren Nahbereichsphotogrammmetrie und terrestrisches Laserscanning mit einem Fokus auf der Kompensation von Schwächen des einen Messverfahren durch Stärken des anderen Messverfahrens. Hierbei ist immer die untertägige Situation mit seinen besonderen Herausforderungen und komplexen, natürlichen Geometrien zu beachten.