Modellierung unterirdischer Hohlräume

Die Erforschung bergmännisch geschaffener Hohlräume sind ein zentrales Untersuchungsmedium, um technische und wirtschaftliche Aktivitäten alter Rohstoffwirtschaften zu untersuchen. Sie sind signifikante Elemente aller Montanlandschaften. Eine adäquate Vermessung und Darstellung ist dabei eine wichtige Aufgabe.

Das klassische Aufmaß mit Ausrichtung auf die Erstellung von 2D-Plänen (Grundriss, Seigerriss, Schnitt) führt oft zu unbefriedigenden, weil unübersichtlichen Darstellungen. Der Einsatz von Laserscanverfahren in Verbindung mit den Möglichkeiten von CAD-Systemen und VR-Software ermöglicht dagegen eine ganzheitliche, leichter verständliche Visualisierung solcher Hohlräume. Zusätzlich ermöglicht die heute hohe messbare Datendichte eine Berechnung von Oberflächen und Volumina, woraus Rückschlüsse auf Abbaufortschritt und Fördermenge gezogen werden können. Speziell für die Dokumentation beliebig geformter, komplexer Hohlräume alten Bergbaus mit seiner Engräumigkeit, Dreck, Wasser, etc. sowie bereichsabhängigen geometrischen Genauigkeitsansprüchen soll nun ein intelligentes Messsystem mit angepasster Auswertesystematik entwickelt werden. Mittels eines 2D-Profilscanners werden aufeinander folgende Stollen- (quer)schnitte erfasst. Synchron zu den Geometriedaten soll mittels einer Kamera die Textur, also die bildliche Information der Oberflächen erfasst werden. Für die untertage zwingende Beleuchtung sind Hochleistungs LED's vorgesehen.
Der Forschungsbereich Montanarchäologie hat sich hier bereits Kernkompetenzen erarbeitet, die allerdings für eine breitere wissenschaftliche Öffentlichkeit ausgebaut werden müssen.
Entwicklungspotenzial steckt in weiteren mathematischen Verfahren zur graphischen Modellierung von 3D-Oberflächen sowie der Erfassung und Visualisierung komplexer Hohlräume. Die zentralen Punkte sind Fragen nach der Erfassung von Oberflächenstrukturen, der Kombination mit archäologischen Grabungsdaten sowie nach der Darstellung verschiedener Informationsebenen (Bilddaten, Strukturdaten, technologische Daten).
Dazu ist die Entwicklung entsprechend leichter und untertage „handelbarer“ Erfassungssysteme (Laser-Scanning, Fotogrammetrie; Positionierungs- und Bildaufnahmesysteme) sowie ein GIS-basiertes 3D-Informationssystems notwendig. Das geplante Forschungsvorhaben soll mit dem Forschungsbereich Informationssysteme verbunden werden und externe Partner aus der archäologischen Visualisierung und Erfassung, dem der Vermessungstechnik/Speläologie sowie der Mathematik einschließen.


Kontakt

Gero Steffens

Projektleiter

Gero Steffens

Projektträger

Deutsches Bergbau-Museum Bochum

Förderung

Deutsches Bergbau-Museum Bochum

Kooperation

Schweizerische Gesellschaft f. Höhlenforschung, La Chaux-de-Fonds

Dipl.-Phys. M. Heller / Freidorf

Laufzeit

2000 - 2010