Dossier Vermessung

Neue Koordinaten für die Schweiz: Fertigstellung der nationalen Dreiecksvermaschung, neue Transformations-Software REFRAME und Eröffnung des Internet-Portals «Bezugsrahmenwechsel» (Geomatik Schweiz 9/2007)

Nouvelles coordonnées pour la Suisse: Achèvement du maillage national des triangles, nouveau logiciel de transformation REFRAME et inauguration du portail Internet sur le changement du cadre de référence (Géomatique Suisse 9/2007)

Neue Koordinaten für die Schweiz: Konsequenzen des neuen Lagebezugsrahmens LV95 (Geomatik Schweiz 9/2007)

De nouvelles coordonnées pour la Suisse: Conséquences du nouveau cadre de référence MN95 (Géomatique Suisse 9/2007)

Verfassungsartikel über die Vermessung (Geomatik Schweiz 7/2003)

Article constitutionnel sur la mensuration

Landesvermessung LV95: Konsequenzen für die Amtliche Vermessung und weitere raumbezogene Daten (VPK 1/2002)

swipos®-GIS/GEO: real-time Positionierung in der ganzen Schweiz mit cm-Genauigkeit (VPK 3/2001)

AlpTransit Gotthard-Basistunnel:
Start der Bauarbeiten und interessante Vermessungsaufgaben (VPK 5/2000)

Vermessungsarbeiten für AlpTransit in Sedrun
Diplomvermessungskurs 1999 der ETH Zürich (VPK 5/2000)

Reengineering des Vermessungsamtes der Stadt Bern (VPK 11/99)

Stations totales motorisées (VPK 3/99)

Deformationsmessung Schwanden bei Brienz (VPK 2/99)

Periodische Nachführung in der amtlichen Vermessung (VPK 1/99)

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Landesvermessung LV95: Konsequenzen für die Amtliche Vermessung und weitere raumbezogene Daten

Die Umstellung der Daten der Amtlichen Vermessung (AV) auf den neuen absoluten Bezugsrahmen Landesvermessung LV95 hat weitreichende Konsequenzen auf alle Bereiche, deren Daten einen geometrischen Bezug zu den Daten der AV aufweisen. Dieser Artikel beschreibt die gewählte Strategie der AV bezüglich dieser Umstellung.

F. Wicki (2002)

Einleitung

Nahezu alle Karten, Pläne und Daten mit Raumbezug beruhen auf einem nationalen Bezugsrahmen für die Lage (x, y – Landeskoordinaten) und einem für die Höhe. Diese Bezugsrahmen bilden die Grundlage, auf der diese Daten (AV, Leitungskataster, Raumplanung, Ausführungspläne von Bauwerken, Werkpläne etc.) eingepasst und geometrisch in Beziehung gebracht werden.

Unsere heutigen Daten sind in der Lage im Bezugsrahmen Landesvermessung 1903 (LV03), in der Höhe auf dem Landesnivellement 1902 (LN02) eingepasst.

Um die Vorteile der GPS-Technologie - insbesondere auch der neuen automatischen GPS-Positionierungsdienste - vollumfänglich nutzen zu können, hat das Bundesamt für Landestopographie (L+T) beschlossen, die rund 100-jährigen Bezugsrahmen zu erneuern und an das europäische Bezugssystem anzuschliessen. Praktisch alle europäischen Länder wählten ein ähnliches Vorgehen. Es wird für die Lage aus dem neuen Bezugsrahmen Landesvermessung 1995 (LV95) und für die Höhe aus dem neuen Landeshöhennetz 1995 (LHN95) gebildet [3,6,7]. Die neuen Bezugsrahmen bilden ein Vermessungsgrundlagenetz, das über die ganze Schweiz mit hoher absoluter Genauigkeit Lage und Höhe angibt.

Damit die Anwender die technischen und wirtschaftlichen Vorteile dieser neuen Bezugsrahmen nutzen können, müssen deren bestehende Daten mit den neuen Bezugsrahmen „in Verbindung“ gebracht werden.

Für die Lage (Bezugsrahmen Landesvermessung LV95) wurde für die AV eine Strategie ausgearbeitet, die in diesem Artikel vorgestellt wird. Für die Höhen (Bezugsrahmen Landeshöhennetz LHN95) sind Diskussionen im Gang, entsprechende Entscheide stehen jedoch noch aus.

Vor- und Nachteile eines Wechsels auf LV95

Die Verwendung eines zwangsfreien, absoluten Bezugsrahmens für die AV – wie auch für weitere Vermessungsaufgaben – führt zu einer Vielzahl von Vorteilen. Zu erwähnen sind unter anderem:

·          Die Verwendung von GPS, insbesondere auch von automatischen GPS-Diensten, verkleinert den Messaufwand und damit die Kosten. Eine noch bedeutendere Reduktion wird erreicht, wenn die lokalen Spannungen so gering sind, dass auf lokale Einpassungen verzichtet werden kann.

·          Die Anzahl der zu unterhaltenden Fixpunkte auf allen Stufen (Lagefixpunkte LFP1 – Lagefixpunkte LFP3) wird langfristig markant reduziert, was zu tieferen Unterhaltskosten führt. Das gängige hierarchische Modell, das für die heutige Berechnung der Fixpunktkoordinaten als wichtiger Grundsatz gilt, wird obsolet, weil das nach wie vor gültige Prinzip der Nachbarschaft zwischen den Punkten infolge der absoluten Genauigkeit zum Fundamentalpunkt automatisch erfüllt ist.

·          Die Vermessungs- und Nachführungskosten werden reduziert, da die Messungen und Berechnungen vereinfacht und die Fehlerquellen vermindert werden.

·          Die Integration von raumbezogenen Daten verschiedenster Quellen wird infolge der einheitlichen Referenzierung vereinfacht.

·          Die Verknüpfung der Daten mit globalen Bezugssystemen oder Bezugssystemen der Nachbarländer wird markant vereinfacht.

Daneben führt ein derartiger Wechsel jedoch auch zu Problemen, die nicht unterschätzt werden dürfen. Insbesondere problematisch sind:

·          Der heute gültige Bezugsrahmen LV03 bietet für nahezu alle Daten mit Raumbezug das Fundament, auf dem die AV und darauf wiederum eine Vielzahl raumbezogener Daten aufbauen. Die Aufgabe besteht nun darin, das Fundament zu wechseln, ohne dass die darauf aufbauenden Daten Schaden nehmen (vgl. Abb. 1).

·          Die Anzahl der zu transformierenden Daten – und damit der zu transformierenden Koordinatensätze – ist enorm gross und diese Daten werden in einer Vielzahl von Betrieben, Büros, Branchen, ... erhoben, verwaltet und nachgeführt.

·          Es wird nicht zu vermeiden sein, dass für eine gewisse Zeit Daten sowohl im Bezugsrahmen LV03 wie auch LV95 bestehen. Diese Doppelspurigkeit kann zu Verwechslungen und damit zu Schadenfällen führen.

·          Der Aufwand für den Wechsel ist hoch und der Nutzen ist nicht einfach zu quantifizieren, da er sich erst langfristig auszahlen wird.

Kompetenzzentrum CC RD/LV95

Vom Bundesamt für Landestopographie (L+T) wurde das Kompetenzzentrum Raumbezogene Daten, Landesvermessung 95 (CC RD/LV95) gegründet mit dem Auftrag, die Verfügbarkeit der Daten der AV im neuen Bezugsrahmen sicherzustellen und den definitiven Wechsel vorzubereiten. Verfügbarkeit bedeutet, dass die Daten der AV wahlweise im Bezugsrahmen LV03 oder LV95 ausgegeben werden können.

Die neuen Messtechniken, insbesondere automatische GPS-Dienste, sind heute operationell verfügbar und liefern Koordinaten im Bezugsrahmen LV95. Dies zusammen mit den erwähnten Vorteilen wird dazu führen, dass der Wunsch der Benutzer, die Daten der AV im neuen Bezugsrahmen zu beziehen, rasch wachsen wird.

Das Kompetenzzentrum ist die Anlaufstelle für alle Fragen rund um die Umstellung von Daten auf den neuen Bezugsrahmen. Es setzt sich aus 2 Vertretern der Kantone und je einem Vertreter der freierwerbenden Geometer, der Systemhersteller und den Bereichen Geodäsie und Vermessungsdirektion der L+T zusammen.

Es untersteht einem Ausschuss der Geschäftsleitung (GL) der L+T und besteht aus dem eigentlichen Kompetenzzentrum und einer Geschäftsstelle.

Strategie der AV

Die heutige AV beruht auf einem hierarchischen Modell mit Fixpunkten der Landesvermessung (LFP1) und Fixpunkten der AV (LFP2 und LFP3). Die tiefere Kategorie bezieht sich dabei immer auf die nächsthöhere und übernimmt deren Koordinaten, aber auch deren Widersprüche. Das heutige Netz ist somit mehr oder weniger verzerrt und mit Spannungen behaftet. Die in der Technischen Verordnung über die AV [1] festgelegten Genauigkeitsanforderungen sind relative Genauigkeiten (Nachbarschaftsgenauigkeiten).

Der neue Bezugsrahmen LV95 erlaubt nun, die Koordinaten mit den in der AV geforderten Nachbargenauigkeiten in einem absoluten System zu bestimmen. Die Koordinaten beziehen sich nicht mehr auf die benachbarten Fixpunkte, sondern auf das Satellitensystem und somit direkt auf den Fundamentalpunkt in Zimmerwald.

Von diesem Vorteil des neuen Bezugsrahmens kann jedoch nur dann profitiert werden, wenn direkt - ohne nachträgliche Einpassung in die lokale Umgebung - den geltenden Rechtsnormen entsprechende Nachbargenauigkeiten erreicht werden.

Folglich besteht das Fernziel für die AV darin, ihre Daten so aufzubereiten oder zu erheben, dass sie in LV95 vorliegen und weitgehend von Verzerrungen und Widersprüchen befreit („homogenisiert“) sind bzw. werden.

Dieses Ziel der AV kann grundsätzlich nur in 2 Schritten erreicht werden (vgl. Abb. 3):

·          Auf der Basis der Fixpunkte der Kategorie 1-2 (LFP1/2) wird eine Transformation mit finiten Elementen (vgl. Kap. 6) durchgeführt. Mit dieser Transformation wird der Übergang vom alten Bezugsrahmen LV03 auf den neuen Bezugsrahmen LV95 sichergestellt.

·          Für die bestehenden Daten der AV sind Entzerrungs- und Bereinigungsarbeiten notwendig (vgl. Kap. 7). Diese können entweder vor oder nach der Transformation auf LV95 stattfinden. Zum Teil ist dieser Schritt nicht notwendig, da diese Arbeiten bereits mit der Aufarbeitung der Daten auf AV93 erfolgt ist (vgl. Abb. 6).

 

Es ist vorgesehen, die LFP1 und LFP2 zukünftig in einer zentralen Datenbank zu verwalten und der Öffentlichkeit zugänglich zu machen (Projekt FP-Datenservice).

Projektphasen

Das Projekt RD/LV95 ist in 3 Phasen gegliedert:

·          Vorbereitungsphase (bis 2004): Die Kantone erstellen in Zusammenarbeit mit der L+T die Transformationsgrundlagen (Dreiecksvermaschung) (vgl. Kap. 6), so dass mit dem Abschluss dieser Phase die Daten der AV sowohl im alten Bezugsrahmen LV03 wie auch im neuen Bezugsrahmen LV95 bezogen werden können. Der rechtsgültige Bezugsrahmen für die AV bleibt weiterhin LV03.

·          Übergangsphase (ab 2005): Die AV plant die Umstellung ihrer Daten vom Bezugsrahmen LV03 auf LV95. Die Transformationsgrundlagen über die ganze Schweiz liegen definitiv vor und können in Softwarepaketen integriert werden. Die Daten der AV können wahlweise in LV03 oder LV95 bezogen werden. Der rechtsgültige Bezugsrahmen für die AV bleibt weiterhin LV03.

·          Neuer Standard (ab 20XX): Der rechtsgültige Bezugsrahmen für die AV ist LV95. Alle Vermessungen werden ausschliesslich im neuen Bezugsrahmen ausgeführt. Die Daten der AV können jedoch auf Wunsch weiterhin im Bezugsrahmen LV03 bezogen werden.

Der Zeitliche Ablauf der Phasen ist in Abbildung 4 dargestellt.

 

Die laufenden Arbeiten der Vorbereitungsphase werden bis Ende 2004 abgeschlossen. Der Zeitpunkt, ab wann der neue Bezugsrahmen für die AV verbindlich wird, wurde bewusst noch nicht festgelegt.

Mit dieser Strategie wird eine langandauernde Doppelspurigkeit mit Daten im alten und neuen Bezugsrahmen in Kauf genommen. Für die Benützer der Daten der AV bedeutet dies, dass sie den Zeitpunkt des Wechsels auf den neuen Bezugsrahmen selber bestimmen können und ihre Investitionen in raumbezogene Daten, auch wenn sie sich nicht zu einem raschen Wechsel entschliessen, erhalten bleiben. Es bedeutet aber auch, dass sie sich der Koexistenz von zwei Bezugsrahmen bewusst sein müssen.

Die Transformation LV03 <=> LV95

Die Transformation zwischen den beiden Bezugsrahmen LV03 und LV95 erfolgt durch lokale Affintransformationen (z.B. mit dem Programm FINELTRA [2, 6]). Die Gebiete, in welchen jeweils ein Satz von affinen Transformationsparametern gültig ist, werden durch Dreiecke gebildet. Die Eckpunkte der Dreiecke (Transformationsstützpunkte TSP) mit den Koordinaten in LV03 und LV95 und die Dreiecksbildung bilden zusammen mit den Algorithmen des Programmes den Transformationsdatensatz (vgl. Abb. 5).

Die Transformation mit finiten Elementen erlaubt - bei einer geschickten Wahl der TSP und der Dreiecksdefinitionen - die weitestgehende Elimination der bestehenden Verzerrungen bis mindestens auf Stufe LFP2. Somit wird mit dieser Transformation der bestehende „Rahmen“ der AV in den neuen Bezugsrahmen LV95 überführt.

Zur Zeit sind die kantonalen Vermessungsaufsichten intensiv damit beschäftigt, für ihre Gebiete die relevanten TSP auszuwählen, deren Koordinaten in LV95 zu bestimmen und die Dreiecke zu definieren. Diese Arbeiten sind ein iterativer Prozess. Mittels verschiedener Qualitätskontrollen wird die Dreiecksvermaschung schrittweise überprüft, verbessert und optimiert, bevor sie Ende 2004 definitiv vorliegen wird [4].

Anschliessend wird dieser Transformationsdatensatz veröffentlicht. Er kann einerseits in bestehende Softwarepakete integriert werden, andererseits werden eigenständige Transformationsprogramme erstellt.

Entzerrungs- und Bereinigungsarbeiten auf Stufe LFP3

Die Grösse der nach der Transformation mit finiten Elementen verbleibenden Restspannungen in den Daten der AV sind primär abhängig von der Homogenität des zugrundeliegenden LFP3-Netzes. Testmessungen nach Ablauf der Transformation werden zeigen, in welchen Gebieten die geforderten Genauigkeiten auch absolut erreicht werden und in welchen Gebieten Entzerrungs- und Bereinigungsarbeiten notwendig werden.

Als Faustregel lässt sich sagen, dass Vermessungswerke, die auf flächenmässig streng ausgeglichenen und gut gelagerten LFP3-Netzen beruhen, derart spannungsarm sein werden, dass sie die Anforderungen gemäss TVAV [1] auch absolut erfüllen. Bei derartigen Operaten wurden die in anderen Operaten noch zu leistenden Entzerrungsarbeiten im Prinzip bereits früher, z.B. im Rahmen der Realisierung der AV93, durchgeführt (vgl. Abb. 6).

In Vermessungswerken, die diese Voraussetzungen noch nicht erfüllen (vgl. Abb. 7), hängt die notwendige Intensität allfälliger Entzerrungen primär von der Qualität des zugrundeliegenden LFP3- oder PP-Netzes (Netzanlage, Messqualität) und von der Nachführungstätigkeit ab. Je inhomogener sich ein Netz darstellt, desto grösser wird der Entzerrungs- und Bereinigungsaufwand.

Die Methoden der Entzerrung / Bereinigung (in der Regel im Rahmen einer Erneuerung oder Ersterhebung) sind in Abbildung 8 zusammengestellt.

Der Aufwand für die Entzerrungsarbeiten ist relativ gross. Es ist daher undenkbar, dass alle notwendigen Entzerrungsarbeiten kurzfristig abgeschlossen werden können und es werden in einigen Gebieten, auch wenn wir uns im neuen Bezugsrahmen LV95 bewegen, noch längere Zeit lokale Spannungen vorhanden sein (Abb. 7).

LHN95: Konsequenzen für die Amtliche Vermessung

Die Strategie der AV in Bezug auf das neue Landeshöhennetz 95 (LHN95) wurde bis jetzt noch nicht festgelegt. Die Probleme, die sich für die Anwendung der Höhen in der Praxis stellen, sind wesentlich komplexer als für die Lage. Dazu einige wenige Stichworte:

Die Höheninformationen haben grundsätzlich eine andere Funktion als die Lageinformationen. Sie werden z.T. mit einer höheren, jedoch relativen Genauigkeit benötigt und liegen in den 2-dimensionalen Datenbeständen häufig als attributive Daten oder in Plänen als angeschriebene Werte (Höhenkoten) vor. Die Verwechslungsgefahr zwischen Höhen im LN02 und im LHN95 ist wesentlich grösser, da sie sich im konkreten Fall nur um Dezimeter oder Zentimeter unterscheiden werden.

Aus historischer Sicht stellen die Lage (x, y) und die Höhe (h) zwei getrennte Systeme dar. Diese Unterteilung wird jedoch mit der zunehmenden Bedeutung von dreidimensionalen Daten und mit der GPS-Technologie hinfällig. GPS-Messungen liefern in jedem Fall dreidimensionale Koordinaten (x, y, z). Das LHN95 ist eine moderne, zukunftsgerichtete und GPS-taugliche Ergänzung zum neuen Lagebezugsrahmen LV95. Es erlaubt eine hohe geometrische Genauigkeit flächendeckend über das ganze Land.

Schon diese wenigen Punkte zeigen, dass diverse Vor- und Nachteile gewichtet und gegeneinander abgewogen werden müssen. Ein Entscheid, ob und allenfalls wann und wie das LHN95 in der AV verwendet wird, ist für das Jahr 2002 vorgesehen.

Dr. Fridolin Wicki
Bundesamt für Landestopographie
Eidgenössische Vermessungsdirektion
Seftigenstrasse 264
CH-3084 Wabern
fridolin.wicki@lt.admin.ch
www.swisstopo.ch

Vollständige Version siehe VPK 1/2002
Bestellung VPK: verlag@geomatik.ch


swipos®-GIS/GEO: real-time Positionierung in der ganzen Schweiz mit cm-Genauigkeit

Das Bundesamt für Landestopographie (L+T) hat 1997 das Projekt Automatisches GPS-Netz Schweiz (AGNES) als Folgeprojekt von LV95 gestartet. Neben seinen Anwendungen im Bereich der Landesvermessung und der Forschung bildet AGNES vor allem auch die Grundlage für die swipos Positionierungsdienste. Die neuste Dienstleistung der L+T heisst swipos-GIS/GEO und ermöglicht eine cm genaue Echtzeitpositonierung in der ganzen Schweiz. Ab 1. März 2001 sind 21 AGNES Stationen betriebsbereit, so dass ein Pilotbetrieb aufgenommen werden kann. Der nachfolgende Artikel beschreibt den Entwicklungsstand, erfolgreiche Testmessungen sowie den Start des Pilotbetriebs.

U. Wild, S. Grünig, R. Hug, P. Kummer, I. Pfammatter, U. Bruderer (2001)

AGNES und swipos

Das Automatische GPS Netz Schweiz (AGNES) wurde 1997 von der L+T mit der Idee gestartet, den neuen Bezugsrahmen LV95 aktiv durch permanent betriebene GPS Stationen zur Verfügung zu stellen. Neben den Anwendungen in der Landesvermessung und in der Forschung (Atmosphärenforschung und Geodynamik) bildet AGNES vor allem auch die Grundlage der swipos-Positionierungsdienste:

  • swipos-NAV DGPS Dienst mit einer Genauigkeit von 0.5-2m
  • swipos-GIS/GEORTK Dienst mit einer Genauigkeit von 0.01-0.5 m

Bei swipos-NAV werden Korrekturdaten von einer GPS Referenzstation bei der SRG SSR Idée Suisse über UKW/RDS ausgesendet. Dabei muss der Benutzer mit einem speziellen Decoder ausgerüstet sein. Dieser Dienst ist seit Januar 2000 flächendeckend verfügbar und wird in diesem Artikel nicht weiter erläutert.

Bei swipos-GIS/GEO erfolgt der Zugriff mittels Natel/GSM über eine 0900 Business Nummer. Sobald der Benutzer mit dem zentralen Kommuniaktionsrechner verbunden ist, sendet der GPS-Empfänger seine Näherungsposition (im NMEA-Format). Anhand dieser Näherungsposition wird in der Zentrale für den aktuellen Standort des Benutzers eine sog. "Virtuelle Referenzstation" (VRS) berechnet, welche – vereinfacht gesagt – ein Mittel der drei nächstgelegenen AGNES-Stationen darstellt. Durch diese Mittelbildung können systematische Fehlereinflüsse (Atmosphäre und Bahnen) signifikant reduziert werden, was die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöht. Die VRS-Daten werden im RTCM-Format an den Benützer zurückgeschickt und ermöglichen die Positionsbestimmung mit cm-Genauigkeit (Initialisierungszeit typischerweise 30 Sekunden).

Der Benutzer von swipos-GIS/GEO braucht sich nicht mehr um das Aufstellen und den Betrieb einer eigenen Referenzstation zu kümmern, sondern ist mit nur einem GPS-Empfänger jederzeit messbereit.

Ausbaustand AGNES

Heute (März 2001) stehen 21 Stationen zur Verfügung, mit denen das Mittelland, der Jura und das Wallis voll abgedeckt sind. In den kommenden Monaten werden noch weitere sechs Stationen (Tessin, Graubünden und Berner Oberland) installiert, so dass bis im Herbst 2001 der Endausbau mit 27 Stationen erreicht sein wird Die Verteilung der Stationen ist so angelegt, dass die Distanz zur nächstgelegenen AGNES Station für einen beliebigen Benützer ca. 25-30 km nicht überschreitet, da ab dieser Distanz eine Initialisierung kritisch wird. Beim Aufbau wurde grosser Wert darauf gelegt, dass die Antennen dauerhaft und solid befestigt sind. Bei Bodenpunkten wurden Masten verwendet, die auf einem Betonsockel montiert wurden. Der eigentliche Punkt wird durch einen Kappenbolzen im Mastfundament definiert, wobei der Bezug zwischen GPS-Antenne auf dem Mast und dem Bodenpunkt periodisch kontrolliert wird. Antennen auf Gebäuden wurden mit 2-3m langen Aluminiumrohren befestigt. Als Bezugspunkt wird hier die Unterkante der Antenne verwendet.

Die Stabilität der einzelnen AGNES-Stationen wird zudem laufend mit einer unabhängigen, automatischen geodätischen Auswertung unter Verwendung der Bernese GPS Processing Engine (BPE) überwacht. Allfällige Verschiebungen innerhalb von AGNES könnten so frühzeitig erkannt und die nötigen Massnahmen ergriffen werden.

Operat Guggisberg

Das Vermessungsamt des Kantons Bern hat der L+T den Auftrag erteilt, die LFP2 im neuen Operat Guggisberg (ca. 20 km südwestlich von Bern gelegen) zu bestimmen. Dieser Auftrag bot der L+T die Gelegenheit, swipos-GIS/GEO zum ersten Mal in einer praktischen Anwendung zu testen. Insgesamt waren 73 Punkte zu bestimmen, davon 19 Anschlusspunkte für die Lagerung in LV03. Die Lagerung in LV95 erfolgt über die zwei LV95-Punkte "Guggisberg" und "Gurnigel", sowie über die zwei AGNES-Stationen Zimmerwald und Payerne. Von den 73 Punkten wurden letzten Herbst 43 Punkte mit swipos-GIS/GEO mit doppelter unabhängiger Stationierung (an zwei verschiedenen Tagen) gemessen, 30 Punkte wurden mit Rapid Static (Messzeit 20') gemessen, weil der Natel/GSM-Empfang unzureichend war oder man infolge der erschwerten Punktzugänglichkeit keine Nachmessungen riskieren wollte. Zu Kontrollzwecken hat man sieben Punkte als Verknüpfungspunkte sowohl mit Rapid Static als auch mit swipos-GIS/GEO gemessen.

Als GPS-Empfänger wurden für die Rapid Static Messungen Trimble 4000SSi und für sämtliche RTK-Messungen mit swipos-GIS/GEO Leica System 500 (mit integriertem Natel/GSM-Modul) eingesetzt.

Das Fazit dieses ersten umfangreichen Praxistests von swipos-GIS/GEO lässt sich wie folgt zusammenfassen:

  • Die Messungen mit swipos-GIS/GEO konnten erfolgreich durchgeführt werden, womit die Operationalität der Stationsvernetzung und der Kommunikationseinrichtungen nachgewiesen werden konnte. Die Initialisierungszeiten lagen typischerweise bei ca. 30 Sekunden. Einschränkend muss angemerkt werden, dass aufgrund der geographischen Lage des Operats Guggisberg keine Messungen mit Virtuellen Referenzstationen (VRS) durchgeführt werden konnten. Sämtliche Messungen erfolgten bezüglich der AGNES-Stationen Zimmerwald und Payerne, wobei die Basislinienlängen oft mehr als 25-30 km betrugen.
  • Die LTOP-Auswertung aller Messungen hat ergeben, dass 80% der RTK Messungen Verbesserungen kleiner als 25 mm in der Lage und 40 mm in der Höhe aufweisen.

Nach der kombinierten Ausgleichung mit LTOP von Rapid Static und swipos-GIS/GEO Messungen sind die Schlussresultate von guter Qualität und entsprechen den Anforderungen der AV.

Testnetz Avenches

Im Rahmen einer Diplomarbeit der Ecole d’Ingénieurs du Canton de Vaud (EIVD) in Yverdon wurde von Ivo Pfammatter in der Region Avenches ein Testnetz mit neun Punkten und einer Grösse von 5x5 km gemessen. Das Testnetz befindet sich innerhalb des Dreiecks der AGNES-Stationen Neuchâtel – Payerne – Zimmerwald, so dass eine Interpolation im Sinne einer virtuellen Referenzstation (VRS) möglich war. Sämtliche Messungen wurden mit Empfängern vom Typ Leica System 500 (mit integriertem Natel/GSM-Modul) durchgeführt.

Die neun Punkte des Testnetzes wurden vorab im "Rapid Static"-Modus bestimmt. Dabei wurde eine Session bezüglich dem LV95 Punkt Forel und eine zweite Session bezüglich dem LV95 Punkt Vully gemessen. In der LTOP-Ausgleichung wird eine Genauigkeit von 1 cm in der Lage und 2 cm in der Höhe ausgewiesen. Die RTK Messungen mit swipos-GIS/GEO wurden in vier Sessionen durchgeführt, wobei auf jedem Punkt bezüglich Payerne, Neuchâtel und mit einer virtuellen Referenzstation (VRS) gemessen wurde. Von 106 Initialisierungen waren 90 erfolgreich, wobei die maximale Initialisierungszeit auf drei Minuten gesetzt wurde. Falls die Initialisierung nicht möglich war, war dies fast ausnahmslos auf einen schlechten GDOP-Wert (GDOP>5) zurückzuführen. Damit standen insgesamt 180 Punktbestimmungen (zwei abgespeicherte Positionen [Mittel aus 10 Sekunden Messungen] pro Initialisierung) für die statistische Beurteilung zur Verfügung.

Der Vergleich mit den "Sollkordinaten" aus den Rapid Static Messungen zeigt folgendes Bild:

85% aller RTK Messungen weisen eine geringere Abweichung als 3 cm in der Lage und 4 cm in der Höhe bezüglich der statisch gemessenen Punkte auf. In der Lage weisen nur zwei Messungen (1%) und in der Höhe acht Messungen (4%) eine Abweichung über 6 cm auf. Die Resultate liegen damit im Bereich der PFP2-Genauigkeitsanforderungen der AV.

Betrachtet man hingegen nur die mit einer virtuellen Referenzstation (VRS) gemessenen Werte, so liegen die Abweichungen in der Lage alle unter 3 cm (100%) und in der Höhe immerhin noch 90% unter 4 cm. Dies zeigt auf eindrückliche Weise den positiven Einfluss der VRS auf die Genauigkeit.

swipos-GIS/GEO Pilotbetrieb

Per 1. März hat die L+T einen Pilotbetrieb von swipos-GIS/GEO aufgenommen. Momentan ist das Mittelland, der Jura und Wallis komplett versorgt, die Kantone Tessin und Graubünden folgen bis im Herbst 2001. Ziel dieses Pilotbetriebs ist es, swipos-GIS/GEO einem breiteren Benutzerkreis zur Verfügung zu stellen, Erfahrungen zu sammeln und allfällige Probleme zu erkennen und zu bereinigen.

Voraussetzung für die Nutzung von swipos-GIS/GEO ist ein RTK-fähiger GPS-Empfänger, der mit einem Natel/GSM-Modul verbunden werden kann. Ausserdem muss der Empfänger bei der Verbindungsaufnahme mit dem Kommunikationsrechner seine Näherungsposition im sog. NMEA-Format übermitteln können. Die Korrekturdaten werden bei swipos-GIS/GEO im standardmässigen RTCM-Format (Typ 18,19) übertragen. Die marktüblichen geodätischen Empfänger der grösseren GPS-Hersteller erfüllen diese Voraussetzungen. Im Einzelfall empfiehlt es sich jedoch trotzdem, sich vom GPS-Händler beraten zu lassen.

Der Zugriff erfolgt über die Business-Nummer 0900 55 00 50, der Preis beträgt Fr. 0.36/Minute (exkl. Kommunikationskosten). Für Kunden mit speziellen Anforderungen (z.B. kantonale Vermessungsämter, Versorgungsbetriebe etc.) können auf Anfrage auch andere Lösungen für den Zugriff auf die Daten angeboten werden.

Dr. U. Wild, S. Grünig, R. Hug und P. Kummer
Bundesamt für Landestopographie
Seftigenstrasse 264
CH-3084 Wabern
www.swisstopo.ch
urs.wild@lt.admin.ch

I. Pfammatter
Ecole des Ingénieurs du Canton de Vaud (eivd)
Route de Cheseaux 1
CH-1401 Yverdon

U. Bruderer
Leica Geosystems AG
Kanalstrasse 21
CH-8152 Glattbrugg

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AlpTransit Gotthard-Basistunnel:
Start der Bauarbeiten und interessante Vermessungsaufgaben

Nach einer langen Planungsphase ist heute der Bau des Gotthard-Basistunnels in vollem Gange. Mit der Beschaffung der Planungsgrundlagen und der Etablierung eines hochgenauen Werknetzes hat die Vermessung wichtige Vorleistungen erbracht. Nebst den Vortriebskontrollen ist die Überwachung von Veränderungen ausgewählter Objekte an der Geländeoberfläche ein Schwerpunkt der Vermessung während und nach dem Bau des Tunnels.

F. Ebneter, F. Bräker (2000)

Von der Vision zur Realisierung

Nach den umfassenden Planungs-, Projektierungs- und Genehmigungsphasen hat mit Ausnahme vom Nordportal bei Erstfeld an allen Angriffstellen der Bau des längsten Eisenbahntunnels der Welt begonnen:

In Sedrun ist der zentrale Zwischenangriff für den Gotthard-Basistunnel (GBT) seit Frühjahr 1996 im Bau. Die Zugangs- und Entlüftungsstollen sind erstellt. Die Arbeiten am 800 m tiefen Vertikalschacht im Inneren des Berges Tgom haben am 1. August 1998 begonnen und der Schachtfuss ist erreicht. Ab Februar 2000 entsteht mit der Multifunktionsstelle 800 m unterhalb Sedrun das erste bleibende Bauwerk auf der Tunnelachse von AlpTransit Gotthard.

Beim Zwischenangriff in Amsteg signalisierte die erste Sprengung für den 1.8 km langen Zugangsstollen im November 1999 den Start der Bauarbeiten im Kanton Uri.

Beim Zwischenangriff in Faido hat der Bau des 2.7 km langen Zugangstollens am 4.12.1999 begonnen und wird rund zwei Jahre dauern. Auf dieser Länge werden 330 Höhenmeter überwunden, da der GBT bei Faido bereits um eben diese 330 Meter unterhalb der Leventina zu liegen kommt. Nach Fertigstellung des Zugangstollens entsteht im Berg zunächst die Multifunktionsstelle Faido, danach wird der über 14 km lange Teilabschnitt Faido des GBT in Richtung Norden bis zum Teilabschnitt Sedrun vorgetrieben.

Bei Bodio befindet sich das Südportal des GBT. Der Teilabschnitt Bodio ist mit 16.6 km der längste der fünf Bauabschnitte des GBT. Er allein ist länger als der heutige Gotthard-Strassentunnel (15 km). Die ersten Arbeiten, die momentan im Gang sind, dienen hauptsächlich der Wasser- und Stromversorgung der Baustelle.

Die Vermessung ist bereit

Damit diese Bauwerke richtig geplant und am richtigen Ort im Gelände gebaut werden, erbrachte die Vermessung einige Vorleistungen. Bei der Planung und Projektierung wurde sichergestellt, dass alle Projektbeteiligen auf den gleichen, aktuellen Grundlagen ihre Projektanteile bearbeiten. Dabei bewährte sich das Konzept der neuen amtlichen Vermessung. In Zusammenarbeit mit der eidg. Vermessungsdirektion und den kantonalen Vermessungsämtern wurde über praktisch den gesamten Perimeter von AlpTransit Gotthard die AV93 eingeführt. Alle Projektierenden nutzen diese digitalen Daten und profitieren von der laufenden Aktualisierung dieses Vermessungswerkes.

Als Basis für die anspruchsvolle Absteckung des Projektes mit dem 57 km langen Tunnel wurde als Grundlagenvermessung ein Lage- und Höhennetz konzipiert und realisiert.

Das Lagenetz mit den Hauptpunkten in den Portal- und Zwischenangriffszonen ist mit mehreren gemeinsamen Punkten in das neue Landesvermessungssystem LV95 eingebunden. Bei der Auswertung der GPS-Messungen vom Herbst 1995 konnte eine Punktgenauigkeit von < 1 cm über das gesamte Netz ausgewiesen werden. Mit der Lagerung dieses Netzes im System LV03 entstand das Werknetz für das Projekt AlpTransit Gotthard, das bei den Portalen eine genügende Übereinstimmung mit den vorhandenen Grundlagen der amtlichen Vermessung erreicht.

Beim Höhennetz wurden die Synergien mit der zeitlich parallelen Bearbeitung des neuen, orthometrischen Höhensystems LHN95 durch das Bundesamt für Landestopographie genutzt. Aus rein praktischen Gründen, weil alle Projektunterlagen im System LN02 vorliegen und vor allem zur Vermeidung von Missverständnissen und Verwechslungen, wurde festgelegt, dass für das Projekt nicht die Höhenwerte aus dem LHN95 angewendet werden, sondern dass eine Transformation der widerspruchsfreien Werte aus dem LHN95 in Gebrauchshöhen auf der Basis des LN02 durchgeführt werden muss. Die Bauleute sind so nur mit den bis heute verwendeten LN02-Höhen konfrontiert. Schwereeinflüsse, die Berücksichtigung der Alpenhebung und das Anbringen weiterer Korrekturen im unterirdischen Absteckungsnetz sind Sache des beauftragten Vermessungskonsortiums.

Überwachung postglazialer Störungen an der Oberfläche

Eine Zone mit postglazialen Störungen reicht von Trun im Kanton Gaubünden bis Brig im Kanton Wallis. Entlang solcher Störungen wurden oberhalb Andermatt differenzielle Setzungen von 0.7 mm/Jahr auf Entfernungen von wenigen Metern festgestellt. Auf dem Niveau des GBT würden differenzielle Setzungen in diesem Ausmass für den Betrieb des GBT ein Sicherheitsrisiko darstellen. Da der GBT nördlich von Sedrun die postglaziale Störungszone durchquert, werden an der Oberfläche in Höhenlagen von 1700 bis 2400 m.ü.M. an sechs Stellen, mit tektonisch möglicherweise aktiven Bewegungen, seit 1995 Setzungsmessungen ausgeführt.

Überwachung baulich bedingter Setzungen an der Oberfläche

Die Wahrscheinlichkeit einer Setzung an der Geländeoberfläche infolge des Basistunnelbaus und dadurch bedingte Auswirkungen auf Anlagen Dritter wird insgesamt als gering eingestuft. Bei der Planung des 57 km langen GBT zwischen Erstfeld und Biasca wurde dieser Problematik trotzdem grosse Aufmerksamkeit geschenkt. Obwohl der GBT mit einer Scheitelhöhe von 549 m.ü.M. tief unter der Oberfläche liegt, wurde bei der Wahl der Linienführung neben den geologischen und topografischen Verhältnissen zum Beispiel auch die Lage der Stauseen Curnera, Nalps und Sta. Maria mitberücksichtigt.

In den Risikobetrachtungen floss neben der geringen Eintretenswahrscheinlichkeit von Setzungen an der Oberfläche auch das potentielle Schadensausmass ein. Deshalb hat ATG verschiedene Massnahmen geplant: Im Tunnel werden während dem Vortrieb verschiedene Parameter, wie Wassermengen, Wasserdrücke, Gebirgsdeformationen und Temperaturen überwacht. Vorauserkundungen und Injektionen sind weitere Massnahmen, die auf Grund der Überwachungsergebnisse festgelegt werden.

An der Oberfläche werden während der Bauzeit des Basistunnels spezielle Überwachungsmessungen zum Schutze von möglicherweise gefährdeten Anlagen Dritter durchgeführt. Sie sollen helfen, während dem Vortrieb des GBT Massnahmen gegen Wassereinbrüche zu planen und auch auszuführen und damit Setzungen an der Geländeoberfläche in den relevanten Gebieten auf ein tolerierbares Mass zu beschränken.

Solche Messungen an der Oberfläche sind so zu disponieren, dass

  • das normale Bewegungsverhalten vor einer allfälligen Beeinflussung durch den Tunnelbau,
  • das Verhalten während des Tunnelvortriebs und
  • eine Periode nach erfolgtem Vortrieb

erfasst werden kann.

Die Überwachungen an der Oberfläche beschränken sich nicht nur auf geodätische Messungen. So sollen zum Beispiel auch temperaturbedingte Felsbewegungen mit Extensometern festgestellt werden. Ausserdem sind seismische Messstationen, gravimetrische Messungen entlang grossräumiger Nivellements sowie photogrammetrische Luftbilddokumentationen geplant.

  • Die Anforderungen an die vorgesehenen geodätischen Messsysteme sind hoch. Dafür gibt es verschiedene Gründe:
  • Hohe Genauigkeiten und Zuverlässigkeiten der Messresultate sind notwendig
  • Die Messresultate werden während dem ganzen Jahr und in kurzen Intervallen gebraucht
  • Viele der Messpunkte liegen im Gebirge und sind während der Winterperiode kaum zugänglich.

Etablierte Lösungskonzepte für wintertaugliche Messanlagen für diese anspruchsvolle Aufgabe liegen heute nicht vor. Dagegen ist bekannt, dass die einzelnen Komponenten existieren, mit denen ein Gesamtsystem aufgebaut werden kann, das die Anforderungen erfüllt.

Die weiteren Schritte

Zurzeit wird ein Konzept für die Überwachung der wichtigen Objekte an der Oberfläche ausgearbeitet, welches insbesondere der Risikominimierung beim Vortrieb dient, mit dem aber auch längerfristig Aussagen über grossräumige Auswirkungen von Gebirgsdränagen möglich sind. Zur Konzeption sowie für die Einrichtung und den Betrieb von Überwachungssystemen ist AlpTransit Gotthard AG auf das Know-how und die Kreativität von Spezialisten angewiesen. ATG beabsichtigt, die notwendigen Leistungen von qualifizierten Firmen oder Firmengruppen nach den Vorgaben des öffentlichen Beschaffungswesens in Anspruch zu nehmen.

 

Franz Ebneter, Fritz Bräker
AlpTransit Gotthard AG
Zentralstrasse 5
CH-6003 Luzern
e-mail: franz.ebneter@alptransit.ch
e-mail: fritz.braeker@alptransit.ch

 

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Vermessungsarbeiten für AlpTransit in Sedrun
Diplomvermessungskurs 1999 der ETH Zürich

Im Sommer 1999 fand der Diplomvermessungskurs der ETH Zürich in Rueras bei Sedrun im Kanton Graubünden statt. Unter der Leitung der Professur Ingensand vom Institut für Geodäsie und Photogrammetrie beschäftigten sich 18 Studierende des Diplomjahrganges mit ingenieurgeodätischen Aufgaben. Auf der AlpTransit-Baustelle und bei weiteren Objekten hatten sie Gelegenheit, das während des Studiums gesammelte Wissen umzusetzen. Der vorliegende Bericht beschreibt die Arbeiten und Resultate, wobei das Schwergewicht bei den Tätigkeiten im Zusammenhang mit dem Projekt AlpTransit liegt.

M. Baumeler, A. Ryf (2000)

Welches sind die Anforderungen an die Tunnelvermessung beim Jahrhundertbauwerk AlpTransit? Welche besonderen Randbedingungen müssen bei der Vermessung in einem Tunnel berücksichtigt werden? Wie kann die Netzorientierung in einem 800 m tiefen Schacht übertragen werden? Wie können die Auswirkungen eines Tunnelbaus an der Erdoberfläche mit geodätischen Methoden überwacht werden? Wie können Rutschgebiete im Hochgebirge während Jahren überwacht werden? Diese und viele andere Fragen stellten sich die 18 Studierenden des Diplomjahrganges zu Beginn ihres Diplomvermessungskurses (DVK) im Bündner Vorderrheintal. Wie schon zwei Jahre zuvor hatte die Professur Ingensand im Sommer 1999 im Schulhaus Rueras ihr Kurszentrum eingerichtet und umfangreiches Vermessungs- und Informatikmaterial vom Hönggerberg dorthin verlegt.

Die Studierenden waren in drei Aufgabenbereichen tätig: Eine Gruppe führte mit GPS die Folgemessung eines Rutschgebietes durch, das schon in früheren Diplomkursen der ETH 1983 und 1997 als Messobjekt diente. Einen wichtigen Aspekt stellte dabei der Vergleich trigonometrischer Höhenübertragungen mit aus GPS bestimmten Höhendifferenzen dar. Der zweiten Gruppe standen die Messanlagen für den Zwischenangriff von AlpTransit zur Verfügung. Neben einer Nachmessung des Portalnetzes mit GPS konzentrierten sie sich auf Vortriebsmessungen im Zugangsstollen zum Schacht und auf die Orientierungsübertragung ins Tunnelinnere mit Kreiselazimuten. Die dritte Gruppe kontrollierte und ergänzte ein grossräumiges GPS-Rückversicherungsnetz für die Staumauern Santa Maria, Nalps und Curnera der Kraftwerke Vorderrhein, welches im Diplomkurs 1997 erstmals gemessen worden war. Zudem studierten sie die Einrichtung von Messanlagen zur Überwachung von Talquerprofilen im Val Nalps vor und während der Unterfahrung durch den Gotthard-Basistunnel.

Der vorliegende Bericht behandelt schwergewichtig die Messungen und Resultate der Arbeiten im Bereich AlpTransit. Die Resultate der übrigen Objekte sind Gegenstand separater Publikationen.

Die Professur Ingensand möchte an dieser Stelle allen danken, die das Gelingen der Arbeiten unterstützt haben. Der Dank gilt insbesondere der Gemeinde Sedrun für ihre Gastfreundschaft und der Projektleitung der AlpTransit Gotthard AG und deren Bauleitung in Sedrun für den Zugang in den Stollen sowie für die Benutzung der Schutzkleidung und der Infrastruktur. Sehr wertvoll waren zudem die Dienste des Konsortiums Vermessungsingenieure Gotthard-Basistunnel (VI-GBT) unter der Federführung des Büros Grünenfelder und Partner AG. Dessen Messanlagen durften von den Studierenden uneingeschränkt benutzt werden, Pläne und Vermessungszubehör standen ebenfalls zur Verfügung.

Der Zwischenangriff Sedrun

Eine der fünf Baustellen des Gotthard-Basistunnels befindet sich in Sedrun. Der eigentliche Tunnelvortrieb erfolgt am Fuss eines 800 m tiefen Vertikalschachtes. Da aus geologischen Gründen ein direktes Abteufen des Schachtes in Sedrun nicht möglich ist, wird der Schachtkopf mit einem 990 m langen, horizontalen Zugangsstollen erschlossen. Vom Schachtkopf führt ein 450 m langer Entlüftungsstollen Richtung Süden ins Val Nalps.

Vom Zwischenangriff Sedrun (ZAS) aus erfolgt die Durchörterung der geologisch anspruchsvollen Zonen des Tavetscher Zwischenmassivs. Im Frühjahr 1996 wurde mit dem Bau begonnen. Der Zugangsstollen ist seit dem Sommer 1997 fertiggestellt, der Vertikalschacht im Frühjahr 2000 abgeteuft. Nach dem Ausbau der Kavernen am Schachtfuss soll im Jahre 2002 mit den Tunnelvortrieben Richtung Nord und Süd begonnen werden.

Portalnetz

Durch das Konsortium VI-GBT erfolgte im Winter 1995/96 im Rahmen der Grundlagenvermessung für den Gotthard-Basistunnel die GPS-Bestimmung von sechs Punkten im Bereich des ZAS, gemeinsam mit Punkten an allen anderen Vortriebsstellen des Tunnels. Für die Absteckung der Aussenanlagen und den Zugangsstollen wurde dieses Netz lokal mit weiteren Punkten ergänzt.

Im Diplomvermessungskurs 1999 wurde das Portalnetz nachgemessen. Die Bestimmung von sieben Punkten des Portalnetzes, sowie von drei Punkten beim Entlüftungsbauwerk im Val Nalps erfolgte mit GPS. Dabei kamen Leica-Geräte der Systeme 200, 300 und 500 zum Einsatz. Bei den Punkten des Portalnetzes handelt es sich um zwei Portalpfeiler, drei Fernzielpunkte, zwei LFP2-Punkte sowie den LV95-Punkt bei Disentis. Die GPS-Kampagne umfasste drei Sessionen mit einer Messzeit von je einer Stunde. Jeder Punkt wurde zweimal unabhängig stationiert. Auf den beiden Portalpfeilern erfolgten mit einem motorisierten Tachymeter zusätzliche Messungen zu den Fernzielpunkten.

Die Gesamtausgleichung aller Messungen mit LTOP ergibt für die Lagekoordinaten eine Genauigkeit von 5 mm. Dieser Wert entspricht der Genauigkeit, wie sie bereits bei der Erstbestimmung durch das Konsortium VI-GBT erreicht wurde. Aus dem Vergleich der Netze VI-GBT und DVK 99 resultieren Koordinatendifferenzen von maximal 7 mm. Signifikante Punktverschiebungen können somit nicht festgestellt werden, das Portalnetz hat sich als stabil erwiesen.

Vortriebsnetz

Das Vortriebsnetz des Zugangsstollens wurde dreimal, an verschiedenen Tagen mit unterschiedlichem Messablauf und über jeweils andere Instrumentenstandpunkte gemessen. Neben zwei Punkten direkt vor dem Tunnelportal besteht das Vortriebsnetz aus vier Tunnelhauptpunkten in Schächten in der Tunnelmitte. Jeder dieser Hauptpunkte ist mit Bolzen an den Tunnelwänden rückversichert, auf die für die Messung Zielmarken oder Prismen aufgesetzt werden.

Im Tunnel herrschen spezielle Arbeitsbedingungen: Wegen der schlechten Beleuchtung müssen die Prismen für das Auffinden zusätzlich beleuchtet werden. Rufverständigung ist nur über wenige Meter möglich, Standardfunkgeräte versagen ihren Dienst, die Reichweite spezieller Stollenfunkgeräte liegt bei ca. 600 m. Aufgrund der Tunnelgeometrie liegen die Hauptpunkte alle in einer Linie. Beim Arbeiten mit der automatischen Zielerfassung (ATR) besteht die Gefahr von Punktverwechslungen. Der Baustellenverkehr muss auch während der Messungen möglich sein, Stative müssen deshalb speziell gesichert und beleuchtet werden.

Die Auswertung der Messungen erfolgt in einem ersten Schritt für die einzelnen Varianten getrennt. Der Vergleich der Koordinaten des innersten Punktes bei Tunnelmeter 863 zeigt, dass die drei gemessenen Varianten um bis zu 25 mm voneinander abweichen. Dieser Wert liegt über den Erwartungen und ist nach näherer Betrachtung auf eine Verfälschung der Messungen durch Seitenrefraktion im Portalbereich zurückzuführen. Diese Problematik wurde offensichtlich bei der Planung der Messungen zu wenig beachtet. In der Nähe der Schachtkaverne zeigt die Analyse der gegenseitigen Höhenwinkelmessungen Unstimmigkeiten in der Grössenordnung von mehreren Milligon. Offensichtlich wirken sich die wegen des Arbeits- und Windenbetriebes erhöhten Temperaturen ungünstig auf die Messungen aus. Im Gegensatz zur Seitenrefraktion ist die Vertikalrefraktion jedoch weniger kritisch, da die Höhenbestimmung im Tunnelvortrieb über ein Nivellement erfolgt.

Bei der gemeinsamen Ausgleichung aller drei Varianten ergibt sich für den innersten Punkt eine Standardabweichung von 4.3 mm in Querrichtung und 3.2 mm in Längsrichtung. Dies bedeutet eine Verbesserung der Genauigkeit der Koordinaten gegenüber den Einzelauswertungen um 30%.

Kreiselmessungen

In Tunneln werden die Messanlagen für den Vortrieb in Form von Polygonzügen oder polygonartigen Netzen angelegt. Durch den einseitigen Anschluss und die ungünstige Geometrie nimmt der für den Durchschlag entscheidende Querfehler mit anwachsender Tunnellänge zu. Mit Präzisionsvermessungskreiseln ist eine erhebliche Steigerung der Zuverlässigkeit der Vortriebsrichtung und ab etwa 3 km Tunnellänge auch eine Genauigkeitssteigerung möglich.

Beim Zwischenangriff Sedrun erhalten die Kreiselmessungen eine besondere Bedeutung. Nach dem Ausbruch des 800 m tiefen Vertikalschachtes ist am Schachtfuss eine präzise Richtungsangabe mit dem Vermessungskreisel erforderlich: Zwischen zwei bekannten Punkten des oberirdischen Netzes (Eichlinie) wird dazu ein Referenzazimut gemessen und ein Eichwert bezüglich des Azimutes aus Koordinaten bestimmt. Dieser Eichwert und weitere Reduktionen (siehe unten) werden an den Kreiselmessungen am Schachtfuss angebracht und damit die Orientierung übertragen. Wegen der Temperaturanfälligkeit des Kreisels sollten die Richtungsangabe und die Eichwertbestimmung bei möglichst ähnlichen Bedingungen vorgenommen werden. Letztere sollte wegen der Gefahr einer Drift vor und nach der Richtungsangabe durchgeführt werden.

Das Prinzip des Vermessungskreisels

Die ETH Zürich besitzt einen Gyromat 2000 der DMT (Deutsche Montan Technologie). Die folgenden Informationen beziehen sich einerseits allgemein auf Kreiseltheodolite, andererseits im Speziellen auf das Gerät der ETH.

Vermessungskreisel dienen der Angabe der Nordrichtung. Dabei wird eine an Bändern aufgehängte Masse mit hoher Geschwindigkeit um eine Achse zum Rotieren gebracht. Das Bestreben der Masse, ihre Lage im Raum unverändert beizubehalten, wird durch die Erdrotation beeinflusst. Diese Präzessionsbewegung führt zu Schwingungen um die geographische Nordrichtung, das heisst, die Richtkraft der Erdrotation zwingt die Masse, um eine Achse zu schwingen, die parallel zum Meridian verläuft. Am Äquator ist die Richtkraft am grössten, gegen die Pole nimmt sie ab. Ab einer Breite von ca. 70° versagt der Kreisel seine Dienste.

Der Kreisel übergibt die Orientierung mechanisch über das Aufhängeband an einen Theodoliten, mit dem anschliessend die Azimute zu beliebigen Zielpunkten gemessen werden können. Mit Vorteil werden möglichst horizontale Zielungen verwendet, um den Lotabweichungseinfluss auf die Richtungsmessung minimal zu halten.

Vermessungskreisel sind verschiedenen systematisch wirkenden Einflüssen unterworfen, so beispielsweise Temperaturschwankungen und Driften der Schwingungsmittellage des Kreisels während der Messung. Der Gyromat 2000 gibt bei einer Drift, die während einer Messung grösser als 0.3 mgon ist, eine Warnung aus. Die entsprechende Azimutbestimmung ist unbrauchbar. Die Temperatureinflüsse werden durch ein Polynom approximiert und im Gerät korrigiert. Die Analyse dieser Einflüsse und der Zuverlässigkeit des Korrekturpolynomes waren Gegenstand umfangreicher Untersuchungen an der ETH [ 1] . Messungen in der Klimakabine in einem Temperaturbereich von –10 bis +40°C haben ergeben, dass insbesondere bei tiefen Temperaturen nicht vernachlässigbare Abweichungen auftreten. Der Bereich zwischen 10 und 25°C ist weniger problematisch und Vergleiche mit Messungen des Kreisels der Hochschule der Bundeswehr in München haben Differenzen ergeben, die innerhalb der Messgenauigkeit liegen.

Die beim praktischen Einsatz in der Schweiz notwendigen Reduktionsschritte werden im folgenden beschrieben. Da es um relative Azimutbestimmungen in einem kurzen Zeitraum geht, können die Bandnullage und die Polbewegung vernachlässigt werden. Erstere wird durch den Eichwert abgefangen, die Lage des Pols ändert sich innerhalb einer normalen eintägigen Messkampagne nicht signifikant.

Kreiselmessungen im DVK 1999

An drei Tagen wurden mit dem Gyromat 2000 der ETH Zürich Kreiselmessungen im Portal- und Vortriebsnetz durchgeführt. Zwei Fernziele des Portalpfeilers mit nahezu horizontaler Zielung in einer Entfernung von 1.8, bzw. 5.9 km dienten der Bestimmung des Eichwertes.

Am ersten Tag gaben Wiederholungsmessungen auf dem Portalpfeiler den Studenten Gelegenheit, das Instrument kennenzulernen und erste Daten für den Vergleich mit den Azimuten aus Koordinaten zu beschaffen.

An zwei weiteren Messtagen erfolgte die Azimutübertragung ins Stolleninnere. Die beiden Azimute auf dem Portalpfeiler wurden dabei vor und nach der Messung im Stollen je drei mal gemessen. Dieses Vorgehen garantiert eine zuverlässige Bestimmung des Eichwertes und eine Kontrolle des Verhaltens des Kreisels während des gesamten Einsatzes. Im Stollen wurde ein gegenseitiges Azimut zwischen zwei Hauptpunkten im Abstand von 380 m ebenfalls je drei mal bestimmt. Da die präzise Zentrierung des Kreisels umständlich ist und sich das Gerät durch das grosse Gewicht und die bei der Messung auftretenden grossen Drehmomente verschieben kann, wurde die Position des Gerätes aus den Rückversicherungen bestimmt und nach der Messung kontrolliert. Die Zentrierung der Azimute erfolgte rechnerisch.

Die Abbildung 4 zeigt das Verhalten des Kreisels während der drei Tage. Die Grafik zeigt, dass die Differenzen zwischen den gemessenen Kreiselazimuten und den Azimuten aus Koordinaten mit Ausnahme von zwei Ausreissern in einem Bereich von etwa 3.5 mgon variieren. Der Eichwert beträgt durchschnittlich 15.1 mgon.

Die Reduktion aller gemessenen Azimute geschieht mit den oben beschriebenen Formeln. Die Interpretation der Resultate erfolgt auf zwei prinzipiell unterschiedliche Arten. Zum einen werden alle an den drei Tagen gemessenen Kreiselazimute einzeln in die Gesamtausgleichung des Vortriebsnetzes eingeführt und für jeden Tag eine unterschiedliche Orientierungsunbekannte geschätzt. Diese Auswertung ergibt eine a posteriori – Genauigkeit von 1.2 mgon für eine einzelne Kreiselmessung. Zum zweiten wird für jeden Tag aus den Messungen auf dem Portalpfeiler ein Eichwert bestimmt und an den Messungen im Stollen angebracht. Die resultierenden Azimute können mit den Azimuten aus der Vortriebsmessung verglichen werden. Am ersten Messtag beträgt die Differenz 0.1 mgon, am zweiten Messtag 0.8 mgon. Der Vergleich mit den Azimuten aus der Durchschlagsmessung (Zugangsstollen – Lüftungsstollen) des Konsortiums VI-GBT ergibt Differenzen von –0.7, bzw. 0.0 mgon. Die Genauigkeit der Richtungsübertragung ist also besser als 1 mgon.

Für die Richtungsangabe am Schachtfuss werden die grossen Temperaturunterschiede zu beachten sein. Im DVK 99 konnten nur beschränkt Erfahrungen mit dem Temperaturverhalten des Kreisels gemacht werden. Die Temperaturen im Tunnel und im Aussennetz variierten lediglich um 5°C.

Profilmessungen im Val Nalps

Zwei Ereignisse haben die Planer von Tunnelbauten in den Alpen aufhorchen lassen: Zum einen sind dies die Auswirkungen des Baus eines Sondierstollens für den Rawil-Tunnel auf die Staumauer Tseuzier im Unterwallis in den 70er Jahren, zum anderen die Aufdeckung von Senkungen im Dezimeterbereich in der Umgebung eines Lüftungsschachtes des Gotthard-Strassentunnels durch Nachmessungen des Landesnivellementes Ende der 90er Jahre. Obwohl die Gebirgsüberlagerung des Gotthard-Basistunnels bei der Staumauer Nalps südlich von Sedrun 1350 m beträgt, sind Setzungen an der Oberfläche nicht mit letzter Sicherheit auszuschliessen. Ein einseitiges Absinken einer Talflanke könnte die Staumauer stark beschädigen und längere Betriebsunterbrüche zur Folge haben. Grossräumige Kontrollmessungen vor, während und nach der Unterfahrung von Kraftwerksanlagen mit Tunneln sind daher sicher sinnvoll.

Eine Gruppe von Studenten hat sich im DVK mit den Möglichkeiten beschäftigt, mit geodätischen Methoden Profile quer zum Tal zu überwachen. Sie haben dazu unmittelbar hinter dem Stausee Nalps am Talboden und an den beiden Talhängen insgesamt sechs Punkte versichert und diese während 24 Stunden ununterbrochen mit GPS gemessen. Die maximale Höhendifferenz im Profil beträgt 100 m, die horizontale Entfernung der obersten Punkte ca. 400 m.

800 m vor der Staumauer wurde ein Profil von 12 Punkten eingerichtet (Abb. 6). Die Beobachtung dieser Punkte geschah während 24 Stunden mit einem motorisierten Tachymeter vom Profilpunkt im Talgrund aus. Im Abstand von 30 Minuten wurden jeweils 3 vollständige Sätze (Richtungen, Höhenwinkel und Distanzen) automatisch gemessen. Die maximale Höhendifferenz in diesem Profil beträgt 240 m, die Ausdehnung über das Tal knapp 800 m, die längste gemessene Distanz beträgt 547 m.

Erkenntnisse aus dem GPS-Profil

Mit GPS können innerhalb des Profiles relative Höhengenauigkeiten von 1-2 mm erreicht werden, wenn folgende Grundsätze beachtet werden: Die Punkte werden nicht in der Nähe von Felswänden und –platten angelegt, damit keine Verfälschungen durch Mehrwegausbreitung der Satellitensignale zu befürchten sind. Die Messdauer beträgt mindestens eine Stunde, es werden Antennen des gleichen Typs verwendet und zwei zu vergleichende Messungen werden mit identischer Satellitenkonstellation durchgeführt. Letztere wiederholt sich nach jeweils 23 Stunden und 56 Minuten, falls keine Satelliten ausfallen oder Orbitverschiebungen stattfinden.

Erkenntnisse aus dem Tachymeterprofil

Erfahrungsgemäss ist der hauptsächliche Unsicherheitsfaktor bei trigonometrischen Höhenmessungen die Refraktion. Dies haben auch die Messungen im Val Nalps gezeigt. Für abschliessende Aussagen genügt das Messfenster von 24 Stunden allerdings nicht, denn die Temperaturverhältnisse variierten nur schwach. Für eine bessere Beurteilung müssten Messungen zu verschiedenen Jahreszeiten durchgeführt werden. Aus den halbstündlichen Messungen resultiert eine Wiederholgenauigkeit für die Höhe von 3 mm für den Punkt in einer Entfernung von 547 m und eine von 1 mm für die nächstgelegenen Punkte.

Weitere Aspekte

Die Messungen im Tachymeterprofil sind Gegenstand weiterer Untersuchungen auf der Basis szintillometrischer Beobachtungen [8]. Dabei wird die Wirkung von Luftturbulenzen auf die optische Ausbreitung analysiert. Die Resultate werden zu einem späteren Zeitpunkt publiziert.

Vor der definitiven Einrichtung von Messprofilen zur geodätischen Überwachung der Hänge wären natürlich noch viele Fragen zu klären, auf die hier nicht eingegangen wird. Art der Punktversicherung, Stromversorgung, Datenspeicherung und -übertragung, Wintersicherheit, Zugänglichkeit, Unterhalt, Wirtschaftlichkeit, usw. seien hier nur als Denkanstösse erwähnt.

Es lohnt sich in jedem Fall, Messserien frühzeitig, das heisst, einige Monate vor Beginn der Unterfahrung mit dem Tunnel durchzuführen, um Erfahrungen zu sammeln und Zeitreihen zu erhalten, die das "normale" Verhalten der Talflanken beschreiben.

Schlussbemerkung

Mit Begeisterung haben die 18 Studierenden in Sedrun an den verschiedenen Projekten gearbeitet, voller Stolz, damit einen kleinen Beitrag an das Jahrhundertbauwerk AlpTransit liefern zu können. Mit ebensoviel Elan erfolgte die Ausarbeitung der Diplomarbeiten, welche die Basis für den vorliegenden Bericht bildete. Unter www.geometh.ethz.ch/news.htm sind Kurzzusammenfassungen der Diplomarbeiten zu finden.

Auch im neuen Studienplan für die Geomatikingenieure an der ETH bleibt der Diplomvermessungskurs eine Wahlmöglichkeit für Studierende, die an der geodätischen Messtechnik interessiert sind. Für die Zulassung zum schweizerischen Geometerpatent ist der Besuch des DVK obligatorisch. Möge der Kurs in Zukunft weiterhin zu jenen Studienereignissen gehören, an die sich die ETH-Abgänger gerne zurückerinnern!

 

Martin Baumeler
Dipl. Ing. ETHZ
Grunder Ingenieure AG
Bernstrasse 21
CH-3400 Burgdorf
e-mail: martin.baumeler@grunder.ch

Adrian Ryf
Dipl. Ing. ETHZ
Institut für Geodäsie und Photogrammetrie
ETH-Hönggerberg
CH-8093 Zürich
e-mail: ryf@geod.baug.ethz.ch

 

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Reengineering des Vermessungsamtes der Stadt Bern

In den Vermessungsmarkt ist Bewegung gekommen. Die Zeiten der gesicherten Auftragslage für die Geometer- und Vermessungsbüros scheinen vorbei zu sein. Zusammen mit der allmählichen Liberalisierung in der amtlichen Vermessung, die vor einigen Jahren eingeläutet wurde, fiel auch noch die schlechte Wirtschaftskonjunktur. Anders als man dies vielleicht vermuten würde, bekam 1995 auch das Vermessungsamt der Stadt Bern den rauheren Wind des Marktes zu spüren. Wie konnte das geschehen, wo doch die Auftragslage so gesichert schien? Nun, gerade eine sichere Beute weckt in mageren Zeiten die Begehrlichkeit der etwas ausgehungerten Marktteilnehmer. Da nun das Betreiben einer eigenen Dienststelle für Vermessung für eine Gemeinde fakultativ ist, sahen findige Köpfe die Möglichkeit, den privaten Vermessungsmarkt mit zusätzlichen städtischen Aufträgen zu beleben. Mit einer Motion im Stadtrat wurde verlangt, das Vermessungsamt aufzuheben. Mit diesem Anliegen wurde auch die politische Absicht verbunden, bei den Vermessungsaufgaben Kosten zu sparen, was bei der angespannten Finanzlage der Stadt hohe Priorität hatte und immer noch hat. Die Aufhebung wurde von den politischen Gremien nicht beschlossen. Der Vorstoss führte aber zu einem Auftrag des Gemeinderates (Exekutive), die Aufgaben, Struktur und Organisation des Vermessungsamtes zu überprüfen, mit dem Ziel, den Personalbestand angemessen zu reduzieren.

Th. Hardmeier, K. Weber, P. Meisser (1999)

Ziele der Reorganisation

Aus der Zielvorgabe des Gemeinderates, den Personalbestand zu reduzieren, wurden die folgenden generellen Ziele für das Reorganisationsprojekt abgeleitet:

  • Definition und Priorisierung der Kundenanforderungen
  • Definition der für die Stadt erforderlichen Leistungen im Bereich der Vermessung
  • Optimierte Organisation für das Erbringen der definierten Leistungen (Kosten-/Nutzen-Beurteilung aus der Sicht der Stadt bzw. der Bürger und Bürgerinnen)
  • Basis für die Umsetzung der neuen Organisation schaffen

Das Projekt hatte somit den Charakter eines umfassenden Veränderungsprozesses im Sinne eines Reengineerings.

Rahmenbedingungen und Einschränkungen

Für das Projekt gab es trotz grossem Gestaltungsspielraum einige Rahmenbedingungen zu berücksichtigen:

  • Vorgaben aus bereits laufenden Projekten wie z.B. Umstellung des Leitungskatasters auf EDV, das Einrichten einer zentralen Auskunftsstelle für den Leitungskataster, die "Provisorische Numerisierung" und die Einführung der Kostenrechnung
  • Die gewählten Lösungen müssen mit dem New Public Management-Projekt ("Neue Stadtverwaltung Bern" - NSB) kompatibel sein
  • Beschluss des Gemeinderates, dass sämtliche Erstvermessungen an private Leistungsträger zu vergeben sind
  • Keine Entlassungen; allfällige personelle Überkapazitäten müssen durch natürliche Abgänge ausgeglichen werden (bis Ende 1996 wurden vorläufig fünf Stellen nicht wiederbesetzt)

Projektorganisation und Vorgehen

Für die konzeptionellen Projektarbeiten (Standortbestimmung, Konzept, Detailkonzept und Vorbereitung der Umsetzung) wurde eine breit abgestützte Arbeitsgruppe eingesetzt. Eine externe Projektleitung übernahm die Schrittmacherfunktion, das Vorbereiten der notwendigen Arbeitsschritte und das Auswerten und Weiterentwickeln der jeweiligen Resultate aus der Arbeitsgruppe. Die Entscheide nach jeder Phase wurden von der Planungs- und Baudirektion gefällt.

Neben den Mitarbeitern aller Stufen des Vermessungsamtes und den externen Beratern waren in der Arbeitsgruppe die Direktion mit dem Direktionssekretär und die Finanzdirektion der Stadt mit dem Co-Projektleiter des NSB-Projektes vertreten. Die Vertreter des Amtes hatten jeweils den Stand der Arbeiten und die Teilergebnisse der gesamten Belegschaft zu kommunizieren und die entsprechenden Rückmeldungen einzubringen. Über die Phasenergebnisse wurde die gesamte Belegschaft direkt informiert. Dabei bestand auch die Gelegenheit, dass jeder Mitarbeiter und jede Mitarbeiterin ihre Ideen und Meinungen zu den Resultaten und zum Verlauf des Projektes unmittelbar einbringen konnte.

Die ganze Projektarbeit basierte auf einer ausgesprochenen Vorwärtsorientierung, bereits auch in der Phase der Standortbestimmung. Es wurde darauf verzichtet eine vertiefte Analyse der bestehenden Schwachstellen, z.B. durch systematische Erhebungen und Interviews, durchzuführen. Die Beurteilung des Ist-Zustandes erfolgte weitgehend in der Arbeitsgruppe. Sie wurde in straff geführten Workshops, weitgehend mit dem Blick auf Verbesserungspotentiale und nicht auf möglich Fehler, erarbeitet. So entstand eine gute Ausgangslage für die weiteren Arbeitsschritte, und zwar sowohl in Bezug auf das sachliche Resultat wie auch auf das Klima im Projektteam.

Der Auftrag und die Aufgabenerfüllung wurden anhand der folgenden Kriterien für sämtliche Aktivitäten des Vermessungsamtes beurteilt:

  • Auslegung des Auftrages (vorhandener Handlungsspielraum)
  • Übertragbarkeit der Tätigkeit
  • Kundennutzen (Kunde = Bezüger der Leistung)
  • Aufwand / Kostendeckungsgrad
  • Leistung bezüglich Qualität und Effizienz
  • Entwicklungstendenzen bezüglich technischer Entwicklung und Nachfrage

Ergebnisse der Standortbestimmung

Die Aufbauorganisation des Amtes präsentierte sich in einer Form, die mehr durch personalpolitische Zwänge als durch sachliche Anforderungen bestimmt war. So waren in der Zeit der Hochkonjunktur Leitungsstellen geschaffen worden, um fähige Mitarbeiter nicht aus finanziellen Gründen zu verlieren. Eine Korrektur dieser "Sünden" fand später nicht statt. Bei einem Bestand von 35 Personen erstreckte sich die vertikale Gliederung über vier bis sechs Hierarchiestufen. Es waren zwölf formelle Leitungsstellen vorhanden. Entsprechend gross war die Bedeutung der informellen Organisation, die sich primär an den effektiven Aufgaben orientierte.

Das Vermessungsamt stand lange etwas im Schatten der Ereignisse. So waren kaum konkrete Zielsetzungen von seiten der Direktion vorhanden. Die Geschäfte wurden korrekt, aber ohne eigentliche Führungsimpulse abgewickelt. Vorhandene gemeinsame Werte beruhten primär auf den ähnlichen individuellen Werthaltungen der Mitarbeiter, die sich am Berufsbild des "Vermessers" orientieren. Die Reglementierung der Vermessung und die beruflichen Qualifikationen stellten den mehr oder weniger reibungslosen Betrieb und die geforderte Qualität ohne ausgeprägte Führungsleistung sicher. Jeder Mitarbeiter konnte seine Aufträge weitgehend unabhängig von der Organisation erfüllen. Es entstand dadurch eine gewisse Kultur der Selbstverwirklichung.

Geschäftsabläufe in einem Vermessungsamt sind generell stark durch die Technik vorbestimmt. Die Ablauforganisation für die Haupttätigkeiten des städtischen Vermessungsamtes waren zweckmässig und wurden durch die gute fachtechnische Kompetenz der Mitarbeiter geprägt. Die Zunahme der Aufgaben im Bereich der EDV führten vermehrt zu Engpässen bei den entsprechend fachlich versierten Stellen.

Zusammenfassend wurden die folgenden Ansatzpunkte für die Optimierung herausgeschält:

  • Obwohl der Spielraum durch die starke Reglementierung der Vermessungsaufgaben sehr eng zu sein scheint, müssen die Leistungen in der Konzeptphase kritisch hinterfragt werden (Kundenbedürfnisse erheben).
  • Für die Leistungen zugunsten der Gemeinde muss ein Verrechnungsmodell gefunden werden, das auch eine Steuerung der Nachfrage ermöglicht. Entsprechend müssen auch die Instrumente für die Aufwanderfassung und Kalkulation verbessert werden.
  • Es müssen organisatorische Lösungen entwickelt werden, die eine zwangsläufige Dynamisierung der Führung bewirken.
  • Es muss eine angepasste Leistungserbringung bezüglich Personaleinsatz, Kundenfreundlichkeit und Kosten erreicht werden.
  • Eine bessere Integration der Aufgaben des Leitungskatasters innerhalb des Vermessungsamtes ist zu prüfen (Synergien im Ressourcen-Einsatz!).

Die Lösung

Die Analyse des Leistungsumfangs zeigte, dass sich die Aufgaben in Produktegruppen und Produkte gliedern liessen. Diese Produkteorientierung bildet sehr sinnvoll die Basis für eine wirkungsvolle Steuerung (Controlling) und entspricht der Stossrichtung des NSB-Pilotprojektes "Neue Stadtverwaltung Bern". Die definierte Produktepalette entspricht dem qualitativen Auftrag des Vermessungsamtes. Eine grundsätzliche Veränderung des Leistungsangebotes wurde nicht vorgenommen. Die klare Gliederung der Leistungen erlaubt aber bei der Optimierung des städtischen Vermessungswesens verschiedene Variationen bezüglich des Angebots und der Leistungsträger.

Produktegruppe, Produkte:

  • Projekte der amtlichen Vermessung- Ersterhebung (Vergabe an Private)
    - Katastererneuerung
    - Provisorische Numerisierung
  • Amtliche Vermessung- Grenzmutationen
    - Gebäude- und Situationsmutationen
    - Versicherungen und Rekonstruktionen
    - Pläne und Daten
    - Reprobewilligungen
  • Ingenieur-Vermessung- Schnurgerüstkontrolle
    - Ingenieur-Vermessungsleistungen
  • Leitungskataster- Leitungskatasterpläne und Daten
  • Geo-Informatik- GIS-Bern

Auf der Basis dieser Produktepalette und der quantitativen Anforderungen wurde nach der optimalen Aufbauorganisation zum Erbringen dieser Leistungen gesucht. Vor dem Erarbeiten der Lösungsvarianten wurde ein umfassender Zielkatalog mit den folgenden Kategorien erstellt, an dem sich die Modelle zu orientieren hatten:

  • Kundenanforderung
  • Leistungsangebot
  • Kosten / Wirschaftlichkeit
  • Führung / Management
  • Personelle Aspekte

Vier mögliche Varianten wurden eingehend bearbeitet und bewertet. Dabei wurde der mögliche Lösungsbereich voll ausgeschöpft. Ein Modell reduzierte das künftige Vermessungsamt auf eine eigentliche Beschaffungsstelle von Vermessungsleistungen mit den Kernkompetenzen Kundenschnittstelle, Qualitätsmanagement, Datenhaltung und –bewirtschaftung.

Neben den Muss-Kriterien, die sich aus den Vorgaben ableiteten, wurden die folgenden Beurteilungskriterien zur Variantenwahl verwendet:

  • Potential bezüglich Kostensenkung
  • Voraussetzung zur Führung und Steuerung
  • Voraussetzung für die Leistungserbringung (Qualität, Effektivität)
  • Kundenfreundlichkeit (Kundenschnittstelle)
  • Anpassungsfähigkeit an Entwicklungen im Bereich "GIS"
  • Entwicklungspotential für die Mitarbeiter

Aus der systematischen Bewertung ging jenes Lösungsmodell als Sieger hervor,welches das Vermessungsamt in zwei klare Aufgabenbereiche – Produktion und Verkauf/Administration – gliederte.

Für diese Variante sprachen besonders die Klarheit der Aufgabenbereiche, die transparente Führungsverantwortung, rasche Umsetzbarkeit, hohe Kostentransparenz sowie Flexibilität beim Personal- und Ressourceneinsatz.

In der Weiterbearbeitung wurde das Modell im Produktionsbereich mit der klaren Prozessorientierung (Produkte- oder Projektverantwortung) ergänzt.

Die Organisation orientiert sich im Produktionsbereich mit den Projekt- oder Produkteverantwortlichen und den Fachspezialisten der Geo-Informatik an der Form, wie sie sich auch in Ingenieur- und Vermessungunternehmen bewährt hat.

Nur der Amtsleiter und der Leiter "Administration und Verkauf" sind Linienvorgesetze. Das heisst, die Mitarbeiter des Produktionspools, die Verantwortlichen für die Geo-Informatik und die Projekt- und Produkteverantwortlichen sind dem Amtsleiter direkt unterstellt. So wurde die Anzahl der formellen Vorgesetzten-Stellen von 12 auf 2 reduziert.

Die Projekt- und Produkteverantwortlichen sind für das Erreichen der projekt- bzw. produktspezifischen Ziele zuständig. Sie setzen dazu die Personalressourcen aus dem Produktionspool und die Informatik-Unterstützung zielgerichtet ein. Die Koordination erfolgt über den Amtsleiter. Dieser ist auch für das Festlegen der Prioritäten zuständig.

Die "Projekt- bzw. Produkteverantwortung" ist keine "Stelle", sondern eine Funktion, die befristet sein kann. So lässt sich auch eine sinnvolle "Job-Rotation" realisieren, welche die fachliche Breite und die Flexibilität der Mitarbeiter fördert. Zur Realisierung dieser Idee war auch eine Anpassung der Besoldungsordnung nötig, die bisher keine eigentlichen Funktionszulage vorgesehen hatte.

Neben der neuen Aufbauorganisation mussten in die Umsetzung auch die folgenden Prinzipien der Führung und Steuerungs-Instrumente (Controlling) einbezogen werden:

  • Produkteorientierung
  • Kostenrechnung (Betriebliches Rechnungswesen)
  • Qualitätsmanagement (Leistungsvorgabe und –kontrolle)
  • Optimierung mittels "Make-or-buy-Entscheiden"
  • Schaffen von Marktsituationen (intern und extern)

Fliessender Übergang vom Projekt zur Umsetzung

Das Reorganisationsprojekt konnte seine Praxistauglichkeit mit der erfolgreichen Umsetzung unter Beweis stellen. Die Umsetzung basierte im wesentlichen auf den folgenden Faktoren und Massnahmen:

  • Die Legitimation durch die Direktion und deren Beteiligung am Umsetzungsprozess war uneingeschränkt vorhanden.
  • Es galt, das Problembewusstsein aus der Reorganisationsphase zu übernehmen und bei allen Beteiligten wach zu halten.
  • Für alle Mitarbeiter galt es, Wandel und Veränderung als ständigen Prozess und Chance anzunehmen. Information, Kommunikation, Kritik und Kooperation zwischen den Mitarbeitern sollten selbstverständlich werden.
  • Einbezug der Personalpolitik.
  • Verlaufs- und Erfolgskontrollen durch Controllinggruppe.
  • Weitgehend selbständiges Erarbeiten der Detailkonzepte durch die Projekt- und Produkteverantwortlichen des Vermessungsamtes. Erreichbare Ziele und realisierbare Veränderungsschritte formulieren und umsetzen und Anfangserfolge anstreben.
  • Das Anforderungsprofil für den neuen Amtsleiter umfasste die Qualifikationen, die für die erfolgreiche Gestaltung des eingeleiteten Veränderungsprozesses notwendig sind. Mittels eines professionellen Selektionsverfahren mit Einzel-Assessment wurde die entsprechend qualifizierte Persönlichkeit ausgewählt.
  • Eingeleitet und begleitet wurde die Umsetzung durch einen "Change-Manager". Dieser war Mitglied des Projektteams und konnte einen nahtlosen Übergang sicherstellen und den Schwung aus der Projektarbeit beibehalten. Bis zur Einsetzung des neuen Amtsleiters waren seine Aufgaben: Changemanagement, Adinterimsleitung und Selektionsverfahren.

Changemanagement

Die Herausforderung zu Beginn der Umsetzung war, die oben erwähnten Faktoren und Massnahmen praktisch gleichzeitig ins Tagesgeschäft zu integrieren respektive zu nutzen. Das Changemanagement beanspruchte im Vergleich zur Adinterimsleitung und zum Selektionsverfahren klar mehr Zeit. Anders als in der Reorganisationsphase, die gut strukturiert dem Projektteam und dem Projekt die nötige Sicherheit gab, war bei der Umsetzung ein fast paralleles Vorgehen in den Schwerpunktthemen erforderlich. Es war nicht allein eine Zeitfrage – eine Umsetzung darf sich nicht endlos hinziehen –, sondern es ging darum, den qualifizierten Handlungsbedarf priorisiert anzugehen. Die Kunst bestand darin, die richtigen Prioritäten zu setzen und die entsprechende "Dosierung" zu spüren. Es war eine Gratwanderung zwischen zu forschem Vorgehen und Unterforderung des einzelnen Mitarbeiters wie der Organisation. Wobei dies in letzter Konsequenz immer die subjektive Wahrnehmung jedes Mitarbeiters bleibt. Erste Priorität hatten:

  • nach der langen Phase der Unsicherheit, welche schon vor dem eigentlichen Reorganisationsprojekt begonnen hatte, Ruhe und Kontinuität zu vermitteln, ohne in die alten Muster zu fallen;
  • mit Information und Kommunikation – Einzelgespräche, Mitarbeiterorientierungen, Koordinationssitzung etc. - den Umsetzungsprozess möglichst transparent zu führen;
  • die Direktion an der Umsetzung zu beteiligen;
  • die Kontakte zu den stadtinternen Kunden – Direktionen, Abteilung und Werke – zu verstärken oder aufzunehmen, das Vermessungsamt als Dienstleister anzubieten;
  • umfassendere organisatorische und/oder strukturelle Probleme in Arbeitsgruppen zu thematisieren und Lösungen wie Umsetzung in kurzer Zeit zu verlangen;
  • die Mitarbeiter sind zum aktiven Mitdenken und –handeln aufzufordern
  • Der Change-Manager ist nicht der neue Amtsleiter! Dies wurde mit der sofortigen Aufnahme des Selektionsverfahrens signalisiert
  • Kritikfähigkeit, Feedback und Austausch zwischen den Mitarbeiter aktiv zu fördern (z.B. Teamentwicklungsseminar)
  • Marktverhalten des Vermessungsamtes und Kostenbewusstsein der Mitarbeiter zu thematisieren

Diese vielschichtige Vorgehen verlangte Struktur und Freiraum resp. Kreativität zugleich, wobei letzteres weniger dem Berufsbild des Vermessers entspricht. Mit Eigeninitiative und Übernahme von Selbstverantwortung durch jeden Einzelnen und mit dem Blick in die Zukunft war das halbe "Spiel" gewonnen.

Wandel und Widerstand

Der Start zur Umsetzung war geprägt durch Kommunikation. Dank dem Umstand, dass der Change-Manager schon in der Reorganisation hatte mitwirken können, bestand von der Projektarbeit her eine Basis der gegenseitigen Anerkennung und des Respekts. Auf diesem Fundament aufbauend, war es einfacher, das neue Verständnis von Arbeitskultur auf das ganze Amt zu übertragen.

Wandel heisst Veränderung, sich verabschieden von Althergebrachtem – auch von einem Teil Sicherheit – und integrieren von Neuem. Vor diesem Hintergrund ist es verständlich, das sich auch Widerstand regte. Es war nicht einfach, diesen zu orten und sachlich wie emotional wirkungsvoll anzugehen. Mit Mitarbeitergesprächen, Orientierungen zu den Erwartungen an die Umsetzung und zum Stand derselben, Zielvorgaben und Kontrolle etc. sowie der klaren Aufforderung an alle Mitarbeiter, ihren Teil zum Gelingen beizutragen, war viel gewonnen. Deutlich vermittelt wurde, dass die Verantwortlichkeit des Vermessungsamtes Grenzen hat und dass jeder Mitarbeiter für sich selbst Verantwortung übernehmen muss.

Entscheidend in dieser Phase war auch, dass die Direktion die Umsetzung aktiv begleitete und das politische Umfeld sich "ruhig" verhielt.

Von der Amtsstube zum Unternehmen

Diese Aussage dieses Titels mag etwas überspitzt sein, aber sie verdeutlicht die Veränderungsleistung, die von den Mitarbeitern verlangt wurde. Diese Veränderung musste auf drei Ebenen begleitet werden:

  • Die interne Organisation wurde überarbeitet.
  • Eine neue Identität des Vermessungsamtes wurde aufgebaut.
  • Öffnung und Orientierung nach aussen.

Die Vorgaben der Reorganisation mussten umgesetzt werden. Strukturen, Organisation, Arbeitsabläufe und Erscheinungsbild wurden entsprechend überdacht, angepasst, neu entwickelt oder auch kreativ angegangen, z.B. mit einer Broschüre. Mit der Einführung der Kostenrechnung wurde die Stundenerfassung vereinheitlicht und die Produktivität dadurch messbar. Zudem die verlangt Kostenrechnung eine Überprüfung der verwaltungsinternen Dienstleistungen. In wöchentlich stattfindenden Koordinationssitzungen mit den Projekt- und Produkteverantwortlichen wurden die Aufgaben mit klaren Vorgaben verteilt. In Einzelarbeit oder in Arbeitsgruppen wurden sie anschliessend vorbereitet und umgesetzt.

Der Veränderungsprozess verursachte auch "Reibung". Es galt diese Energie für die Neuausrichtung des Vermessungsamtes zu nutzen. Die neue Identität basierend auf marktwirtschaftlicher Orientierung und zukunftsgerichteter Technologie, musste erst gefunden werden. Markt heisst ja auch Kundenbedürfnisse wahrnehmen und mit neuen Dienstleistungen auf sich aufmerksam machen - auch eine neue Form der Identität.

Ebenso wichtig war die Umkehr von der Orientierung nach innen zu einem selbstbewussten Auftritt innerhalb der eigenen Direktion und der Stadtverwaltung insgesamt. Dieser Schritt war möglich, als das "Selbstvertrauen" des Vermessungsamtes durch eigene Stabilität und positive Signale von aussen wieder zunahm.

Wichtig an dieser Stelle ist die Bemerkung, dass die Umsetzung der Reorganisation neben dem Tagesgeschäft erfolgen musste. Das bedeutete:

  • Erreichbare Ziel- und realistische Zeitvorgaben machen
  • Wechselnde Arbeitsgruppen einsetzen
  • Leistungsgrenzen der einzelnen Mitarbeiter erkennen
  • Erfolge, auch kleine, zumindest würdigen, aber auch einmal feiern

Adinterimsleitung

Die Adinterimsleitung gestaltet sich insofern weniger zeitintensiv, als das "Vermessungsgeschäft" bereits vor der Reorganisation technisch wie administrativ kompetent und effizient durchgeführt worden war. Der Schwerpunkt der Arbeit lag darin, den Kontakt zu den stadtverwaltungsinternen Kunden zu intensivieren und die Dienstleistungen des Vermessungsamtes im Rahmen seiner Möglichkeiten zu erweitern und dies auch bekannt zu machen. Neben Direktkontakten war sicher die GIS-Koordination, an welcher alle Abteilungen teilnehmen, die an raumbezogenen Daten interessiert sind, ein guter Weg, dies zu erreichen.

Erste Eindrücke des neuen Amtsleiters

Der Empfang im Vermessungsamt war herzlich, die Aufnahme des neuen Amtsleiters war begleitet von Aufbruchstimmung bis Skepsis. In der ersten Phase ging es primär ums gegenseitige Kennenlernen. Das in der Startphase geschaffene Vertrauen musste gepflegt und weiter aufgebaut werden. Der neue Amtsleiter spürte den Willen, neue Wege zu suchen und zu gehen, aber auch eine Tendenz, sich an der Vergangenheit festzuhalten. Durch die Reorganisation waren de facto zwei Verwaltungseinheiten fusioniert worden, die über 40 Jahre nebeneinander existiert hatten. Dieses Reengineering und die Schaffung von flachen Strukturen waren für alle neu und äusserst fremd. Auf dem Papier waren sich alle einig, doch beim Umsetzen der neuen Struktur tauchten viele Unsicherheiten und Fragen auf.

An die Kommunikation zwischen allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und den Produktverantwortlichen werden durch die Umstrukturierung neue und hohe Ansprüche gestellt. Neue Kommunikationskanäle tun sich auf, Informationen müssen neu verteilt und dürfen nicht als Machtmittel zurückbehalten werden.

Vergleich eines New Public Management (NPM) - Betriebes mit einem privatwirschaftlichen Betrieb

Der nachhaltige Erfolg jedes Betriebes steht und fällt mit der Qualifikation der Mitarbeitenden und Verantwortlichen. In der Privatwirtschaft sind dies vorab die Mitglieder der Geschäftsleitung, im NPM-Betrieb vor allem die Produkteverantwortlichen. Innovationswille, Mut für Neues und der Zwang zu stetiger Veränderung werden sowohl in der Privatwirtschaft als auch im NPM-Betrieb durch Konkurrenzkampf, Kostendruck etc. angetrieben. Diesen Gemeinsamkeiten stehen aber grundlegende Unterschiede gegenüber:

Private Betriebe haben alle unternehmerischen Freiheiten. So können sie u.a. Produkte und unternehmerische Risiken nach eigenem Ermessen festlegen und Innovationen sehr schnell an die Front bringen. Sie können z.B. durch Gewinnbeteiligungen und andere materielle Leistungen den Mitarbeitenden direkt honorieren.

Demgegenüber ist der Handlungsspielraum in einem NPM-Betrieb durch politische Vorgaben wie z.B. unrentable Kernaufgaben, Rücksichtnahme auf die Privatwirtschaft, Personalpolitik etc. sehr stark eingeschränkt. In finanzieller Hinsicht stehen die notwendige langfristige Planung und die Problematik bezüglich Gewinn und Rückstellung einer flexiblen Marktausrichtung im Wege.

Umsetzungserfolge

Durch das Einführen eines einheitlichen Rapportsystems wurde ein wichtiger Beitrag zur Steigerung des Kostenbewusstseins geleistet. Dabei wurde auch die Frage nach der Qualität gestellt. Wie genau, wie perfekt sollten die Produkte sein? Welche Anforderungen stellen die Kunden an die Qualität der Produkte? Dieser Prozess ist noch nicht abgeschlossen; er begleitet das Vermessungsamt in der täglichen Arbeit noch auf einige Zeit hinaus.

Es wurde ein Leitbild erarbeitet, eingehend diskutiert und verabschiedet. Auch dieses Leitbild wird die Mitarbeitenden in der täglichen Arbeit begleiten.

Für das Vermessungsamt und das GIS -Kompetenzzentrum wurde je ein Faltprospekte gestaltet.

Durch regelmässige Informationsveranstaltungen, teilweise kombiniert mit Projekt-Meilenstein-Anlässen, wurden die persönlichen Kontakte und die Kommunikation gefördert und gepflegt.

Im letzten Quartal des vergangenen Jahres wurde eine Kundenbefragung durchgeführt. Aus der Auswertung ging hervor, dass über 95% der Kunden sehr zufrieden sind mit den angebotenen Dienstleistungen.

Besonders Wert wird auf interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Produkteteams gelegt. Diese führte zu noch nie dagewesenen Kontakten und Arbeitsgemeinschaften. Daraus resultierte für viele die neue Erfahrung, dass die gemeinsame Leistung grösser ist als die Summe der Einzelleistungen.

Noch zu lösende Aufgaben

In der Konfliktlösung und Kommunikation müssen weitere Fortschritte erzielt werden um z.B. Ängste abzubauen. Der Veränderungsprozess fordert alle Stufen.

Der stetige Veränderungsprozess stellt auch hohe Anforderungen an das Personal im Ausbildungsbereich. Neue Arbeitsmittel werden verwendet und ermöglichen effizientere Arbeitsabläufe. Die neuen Arbeitsmittel unterliegen einem permanentem , schnellen technischen Wandel. Auch dies erhöht die Anforderungen an die Auszubildenden und die Ausbildner.

Entwicklungsperspektiven

Mit den laufenden Projekten eignen sich alle Beteiligten und Betroffenen technisches und organisatorisches Wissen an, das sie in künftige GIS-Projekte einbringen können. Die Erfahrung, die Ausbildung und das Wissen der Mitarbeiter ist das grösste Potential des Vermessungsamtes.

Ein grosses Entwicklungspotential für das Vermessungsamt liegt in der Erfassung, Bearbeitung, Pflege, Analyse und Verbreitung von Geodaten für Institutionen, die sich auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren. Die kommende Entwicklung in der Verwendung von raumbezogenen Daten wird eine verstärkte Nachfrage nach den Produkten des Vermessungsamtes mit sich bringen.

Mit der Einführung von NPM strebt das Vermessungsamt einen Selbstdeckungsgrad an, der sich mit der Privatwirtschaft vergleichen lässt. Dies setzt zum Beispiel voraus:

  • Die gesamtstädtische Einführung der Kostenrechnung ist abgeschlossen.
  • Das Kostenbewusstsein wird weiter gefördert und gesteigert.
  • Die Ausbildung der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter entspricht ihren Funktionen und die Besoldung ihren Leistungen.
  • Die politischen Rahmenbedingungen müssen gegeben sind.
  • Das Personalrecht wird an NPM angepasst.

Ich bin überzeugt, dass sich die Reorganisation des Vermessungsamtes bis jetzt sehr positiv auf die private sowie die stadtinterne Kundschaft auswirkt hat und weiter auswirken wird. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sind motiviert sich den neuen Anforderungen und Aufgaben zu stellen, Verantwortung zu übernehmen und gemeinsam als Team, den Weg in die Zukunft zu schreiten.

 

Thomas Hardmeier
Stadtgeometer der Stadt Bern
Vermessungsamt der Stadt Bern
Bundesgasse 33
CH-3011 Bern
e-mail: thomas.hardmeier@bern.ch

Kurt Weber
Reflecat AG, Bern
Schwarztorstrasse 56
CH-3007 Bern
e-mail: weber@reflecta.ch

Peter Meisser
MMV Geoinformation AG
Eichli 23
CH-6370 Stans
e-mail: mmv-geo@mmv-geo.ch

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Stations totales motorisées - Etat de la technique et perspectives d'avenir

La motorisation des stations totales a permis d'élargir leur spectre d'utilisation. L'automatisation de certains procédés de mesures s'adapte parfaitement à de nombreuses applications des domaines de la mensuration officielle ou de la mensuration technique et industrielle. En outre, les facultés motrices de l'instrument peuvent être mises à profit dans le cadre d'applications cinématiques. Cet article rappelle les principes de base de tels instruments, esquisse un bref aperçu de l'état de la technique et donne quelques exemples d'applications récentes. Dans un dernier temps, il porte un regard sur les évolutions futures.

C. Favre, Ph. Flach (1999)

Les outils du géomètre ont constamment profité des progrès technologiques. Le théodolite, instrument quasi emblématique de la profession, n'échappe pas à cette règle. Dans un premier temps mécano-optique, cet instrument est pourvu d'un nombre grandissant de composants électroniques pour un gain croissant en termes de productivité.

Depuis peu, certains théodolites et tachéomètres sont même équipés de servo-moteurs, permettant de diriger automatiquement leur lunette dans n'importe quelle direction. L'automatisation d'une quantité des tâches courantes de la mensuration allège alors notablement le travail de l'opérateur.

Malgré tout, si les fabricants proposent une gamme de théodolites ou de tachéomètres toujours plus étendue (cf. tableau 1 et [1]), ces instruments ne sont pas systématiquement adaptés aux attentes ou aux besoins réels de leurs utilisateurs.

Le présent article ne vise en aucun cas à classifier les instruments disponibles sur le marché. Il se propose plutôt de faire le point sur l'état de la technique, tout en en soulignant certaines limitations. En outre, les auteurs souhaitent partager le fruit de leur expérience après plus d'une année d'utilisation intensive de tels instruments.

Avantages et inconvénients

Avant d'envisager l'acquisition d'un pareil instrument, il s'agit de s’interroger sur ses réels avantages ou inconvénients. En premier lieu, il semble évident qu'un théodolite ou un tachéomètre motorisés posent certains problèmes à court terme, notamment sur le plan financier. Leur acquisition implique des investissements plus élevés, que ce soit pour l'achat de l'appareil, ou pour la formation des utilisateurs. Car si les principes d'utilisation restent semblables à ceux des appareils plus "classiques", la mise en oeuvre optimale de tels instruments requiert des compétences toujours plus poussées de la part de leur utilisateur, notamment au niveau du flux des données.

A l'opposé, une fois ces instruments maîtrisés, leur utilisation présente des avantages évidents, notamment en termes de rendement, et ceci pour les travaux de terrain se laissant plus ou moins facilement automatiser, donc susceptibles de s'exécuter à un rythme plus soutenu. En parallèle, le flux numérique des données est tellement confortable qu'il permet de traiter efficacement une très grande quantité de mesures, tout en minimisant la quantité d'informations à récolter par la méthode papier-crayon. Par ailleurs, un tel flux élimine la plupart des erreurs de retranscription sur papier, propres aux méthodes plus courantes.

En plus des avantages liés à l'automatisation des tâches et au flux des données, ces instruments sont également utilisables dans des applications à caractère cinématique, pour lesquelles la méthodes GPS était jusqu'alors privilégiée. En effet, la combinaison de la motorisation avec le procédé de recherche et de suivi automatique du prisme, de même qu'avec la mesure continue des distances permet à tout moment de localiser l'endroit précis d'un réflecteur en mouvement. Dans ce contexte, on parlera alors d'une application purement cinématique.

Si, par contre, l'instrument suit le réflecteur, mais que la mesure de la distance n'est déclenchée que lorsque le prisme est à l'arrêt, le procédé s'apparentera alors plutôt à une application du type stop and go.

Localisation et suivi du prisme

Le procédé de localisation automatique du prisme (en anglais: ATR-Automatic Target Recognition) permet de diriger automatiquement l'instrument sur le prisme. Selon le type de procédé utilisé, il s'agit de différencier les cibles actives des cibles passives. Bien que présentant quelques avantages techniques indéniables, les cibles actives ont quasiment été abandonnées pour des raisons essentiellement économiques.

Sur le plan fonctionnel, le processus de localisation du prisme se laisse généralement subdiviser en deux étapes successives: l'acquisition grossière et le pointé précis [2].

Pour l'acquisition grossière, les instruments utilisent la méthode du "scanning" par séquences de secteurs ou celle du "scanning" par spirale. Afin de gagner de temps au niveau de cette recherche, les fabricants proposent diverses solutions. La solution standard sous-entend que l'opérateur aie, déjà dans un premier temps, grossièrement visé la cible, ce qui réduit alors l'espace à scanner.

De la multiplicité des méthodes de pointé précis, les instruments modernes n'en ont conservé que deux. Une première catégorie d'instruments utilise des détecteurs de position (PSD-Position Sensitive Detection), constitués de photodiodes à effet latéral, ou de photodiodes à quatre quadrants. Cette technique a cependant tendance à disparaître progressivement pour faire place à une seconde catégorie d'instruments équipée de capteur CCD (Charged Coupled Device). Ces capteurs fournissent une image numérique de l'intensité du signal retour (cf. graphique 1), émis à l'origine par une diode laser. Cela permet ensuite de localiser le prisme sur l'image et de calculer les déplacements à imposer à l'instrument [3]. Pour gagner du temps, l'instrument n'est généralement pas parfaitement pointé sur le réflecteur, mais il est dirigé à quelques millimètres de celui-ci. La position du prisme sur l'image numérique sert alors à déterminer les corrections à apporter aux angles horizontal et vertical mesurés sur leurs cercles respectifs.

La combinaison récente du procédé de localisation automatique avec la variable temporelle a permis d'élaborer des instruments capables de suivre un prisme en mouvement, ainsi que d'extrapoler sa trajectoire en cas d'obstruction passagère [4]. Cette combinaison a alors desservi l'utilisation d'instruments motorisés dans passablement d'applications cinématiques, et en particulier dans le cadre du one-man station [ 5] .

Cette application, qui s'apparente à une méthode du type stop and go, est particulièrement intéressante pour les travaux de levé, car le transfert de l'intelligence du tachéomètre vers la composante mobile du système [6] confère une parfaite autonomie à son seul et unique utilisateur.

One-Man Station

Un tel système comprend essentiellement deux composantes. Le tachéomètre constitue l'élément central du système et représente la composante fixe. La composante mobile est constituée de l'utilisateur se déplaçant avec un réflecteur et un module d'enregistrement. La liaison entre ces deux composantes s'effectue par ondes hertziennes, au moyen de modems-radios. En Suisse, l'utilisation de ces derniers est régie par une loi et diverses ordonnances de l'Office Fédéral de la Communication (OFCOM) [7]. Toutefois, l'utilisateur n'a généralement pas à se préoccuper des restrictions d'utilisation, car les fabricants proposent des équipements conformes aux exigences légales, parfois fort différentes d'un pays à l'autre.

Le module d'enregistrement permet généralement de stocker des informations complémentaires aux simples mesures, comme, par exemple, des lignes de codes, des champs de texte. Leur classification va du simple module pour enregistrer et visualiser des données de type texte, jusqu'au véritable ordinateur de terrain pourvu d'un logiciel d'acquisition, de visualisation et de traitement on-line des mesures.

La souplesse d'utilisation d'un tel logiciel est étroitement liée à la multiplicité des méthodes de saisie, ainsi qu'aux différentes catégories d'instruments utilisables. Les possibilités de visualisation sous forme graphique et les options pour développer des modules annexes jouent également un rôle déterminant lors de l'évaluation d'un pareil logiciel.

En dernier lieu, le choix du prisme revêt également une importance de premier plan, car si chacun des fabricants propose une solution propre à son système, certaines sont plus fonctionnelles que d'autres. Dans certains cas, il semble même judicieux de combiner l'instrument et le prisme de deux fabricants différents.

A cet égard, le modèle GRZ4 de Leica présente une flexibilité optimale. Son système de miroir permet de l'utiliser dans n'importe quelle position, sans avoir à se préoccuper de son orientation, et ceci avec une précision optimale. Une série de tests effectués l'IGP ont permis de dégager des précisions planimétrique et altimétrique supérieures à 2 millimètres (cf. graphique 2).

Pilotage de l'instrument

Les théodolites et les tachéomètres motorisés se laissent piloter de plusieurs façons différentes. Dans un premier temps, il s'agit de distinguer si la composante logicielle (véritable noyau du pilotage de l'instrument) est implantée dans l'instrument lui-même ou si elle se trouve sur une plate-forme indépendante.

Dans le premier cas, nous parlerons de logiciels intégrés. Ceux-ci sont sauvegardés dans la mémoire interne de l'instrument ou sur une carte de type PCMCIA. Ces logiciels permettent d'automatiser bon nombre de tâches courantes de la mensuration: mesure et calcul de stations libres, orientations de directions, mesures de séries, travaux d'implantations, etc. Cependant, ces programmes sont parfois entachés d'imperfections, source de sérieux problèmes si l'utilisateur n'y prête pas une attention particulière (exemple: l'instrument n'est pas orienté après le calcul d'une station libre!). En outre, les fonctionnalités proposées ne répondent pas à la totalité des besoins réels. Aussi, il semble utile d'élaborer soi-même des programmes plus spécifiques. A cet égard, le logiciel GeoBasic de Leica permet de définir une série de routines (sous Windows), de les tester et de les compiler. Le résultat de la compilation est ensuite transféré dans la mémoire interne de l'instrument, qui est alors en mesure d'exécuter les routines programmées.

Dans le second cas, la procédure consiste à piloter l'instrument à partir d'un PC, au moyen d'un logiciel indépendant. La liaison avec le théodolite ou le tachéomètre est assurée au moyen d'un câble sériel ou par des modems-radios. Pour l'acquisition de données géoréférencées, le marché propose actuellement tout un amalgame de logiciels pourvus de fonctionnalités GIS ou CAD plus ou moins élaborées, permettant d'intégrer "on-line" les mesures de divers instruments et de les piloter. A cet égard, Penmap de Strata Software ou Fieldlink de Leica sont sans doutes les plus polyvalents. Toutefois, leur flexibilité est encore limitée sur le plan de la personnalisation de leurs fonctionnalités.

Chaque fabricant propose également toute une série de logiciels pour des appplications plus spécifiques. Mais là encore, leurs fonctionnalités sont souvent très restreintes. Aussi, dans le but de répondre à toutes les attentes et aux besoins réels, la solution optimale consiste à développer ses propres applications. Pour ce faire, les fabricants proposent, par exemple, des commandes en "Basic" ou en "C". Le programmeur est alors en état de créer des macros-commandes pour des fichiers de type tableur. Il peut aussi développer des applications indépendantes pour un environnement DOS ou Windows.

Applications

La motorisation des instruments a permis d'élargir significativement leur spectre d'applications. De par leur faculté à suivre un objet en mouvement et à déterminer sa position à n'importe quel moment, c'est logiquement dans le domaine des applications cinématiques que leur mise en oeuvre présente de réels avantages.

Si l'utilisation de tels instruments a déjà été mentionnée dans le cadre du one-man station (levé polaire), leur mise en oeuvre facilite grandement d'autres travaux courants de la mensuration, comme par exemple la mesure de réseaux de triangulation [ 8] , la surveillance et la mesure de déformations d'ouvrages (cf. figure 1 et [3]) ou encore la mesure de glissements de terrain [ 9] .

En parallèle, ces instruments ont déjà fait ou sont en passe de faire leur preuve dans le cadre d'applications moins courantes et parfois originales. Ils sont également testés et mis à contribution dans de nouvelles applications.

  • Localisation d'une camera pour prise de vue photogrammétrique [ 10] .
  • Guidage de diverses machines-outils (de chantiers).
  • Localisation d'un bateau pour levé bathymétrique [ 11] .
  • Trajectographie d'un parachutiste [ 12] .

Par comparaison avec la méthode GPS, l'utilisation des instruments motorisés devient d'autant plus judicieuse que la précision requise, et en particulier la précision altimétrique, est plus élevée que celle obtenue par GPS.

Limites d'utilisation

Les instruments motorisés ne sont adaptés qu'aux applications cinématiques à basse vitesse. Au mieux, ils peuvent suivre un prisme se déplaçant à quelques mètres par seconde, et ceci à une distance d'une centaine de mètres. De plus, ce déplacement se doit d'être ralenti d'un facteur 4 à 5 lorsque la distance instrument-cible est mesurée en continu (mode "tracking"). D'autre part, la précision absolue de la localisation en mode purement cinématique est généralement limitée à plusieurs centimètres, voire au décimètre. Dans certains cas, elle est même liée à la conception de la chaîne des mesures distance-angles. Par conséquent, la lenteur des objets à suivre ajoutée à la précision limitée de la localisation restreignent l'utilisation de tels instruments.

Il ressort donc que d'autres procédés, et en particulier la méthode GPS, sont et resteront les solutions privilégiées des applications cinématiques à haute vitesse au cours des prochaines années.

En dernier lieu, la précision obtenue à l'aide d'instruments motorisés est limitée par les mêmes facteurs que ceux de la tachéométrie traditionnelle. Aussi, la réfraction et la température peuvent influencer les résultats de façon significative et jouer un rôle perturbateur important, par exemple lors de la mesure de déformations. A titre d'exemple, un TCA 1800 permet habituellement de mesurer des angles horizontaux et verticaux avec une précision de 0.2 mgon, ainsi que des distances avec une précision de 1mm + 1ppm. Des tests effectués à l'IGP sur la base d'un petit réseau indiquent que des conditions de travail défavorables (vent, soleil, vibrations) peuvent doubler ces valeurs !

Perspectives

L'apparition d'une nouvelle génération d'instruments motorisés, équipés d'un mode de balayage de surface automatique, laisse entrevoir de nouvelles perspectives. S'il existe déjà toute une série de distancemètres ne nécessitant plus l'emploi d'un réflecteur [ 13] , leur adaptation sur une alidade motorisée permet d'augmenter très nettement la productivité de certains travaux, comme par exemple pour:

  • le levé d'une façade - photogrammétrie architecturale;
  • l'établissement d'un Modèle Numérique d'Altitude (MNA);
  • la mesure de profils en travers dans un tunnel;
  • etc.

Cette nouvelle génération d'instruments laisse donc entrevoir des possibilités très intéressantes au niveau de leur application. Cette technologie récente doit toutefois encore faire ses preuves, notamment en ce qui concerne la précision et la fiabilité du procédé de mesure de distances. A ce niveau, les lacunes subsistantes rendent certaines applications aléatoires, voire franchement problématiques.

 

Cyril Favre, Dipl.-Ing. EPFL
Philipp Flach, Dipl.-Ing. ETHZ
Institut füt Geodäsie und Photogrammétrie
ETH-Hönggerberg
CH-8093 Zürich
e-mail:
favre@geod.ethz.ch

 

Texte intégral: MPG 3/99
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Deformationsmessung Schwanden bei Brienz
Der kombinierte Einsatz von GPS-System 200/300 und TCA 1800

 Am Beispiel der Vermessung eines weiträumigen Deformationsnetzes wird der kombinierte Einsatz des GPS-Systems 200/300 und TCA 1800-Tachymeter von Leica kurz aufgezeigt. Angaben bezüglich der erreichten Genauigkeit aus der breit angelegten Messkampagne 1998 schliessen diesen Bericht ab.

D. Angelini (1999)

Einleitung

Im Rahmen des neuen Studienplanes der Abteilung Vermessung und Geoinformation (VGI) der Fachhochschule beider Basel (FHBB) werden im 6. Semester Vertiefungsblöcke und integrale Projektstudien mit Hilfe modernster Technologien durchgeführt. Der Blockkurs "Geodäsie 1998" befasste sich mit dem kombinierten Einsatz von GPS und Tachymetrie im Bereich der Vermessung von komplexen Deformationsnetzen. Als Messgelände diente ein Rutschhang mit einer Fläche von rund 60 ha im Gemeindegebiet von Schwanden (BE), ein kleines Dorf etwas oberhalb des Brienzersees.

Seit Mitte des letzten Jahrhunderts werden in diesem Gebiet Geländebewegungen verzeichnet. Sogar der berühmte Schweizer Geologe Prof. Dr. Albert Heim beschäftigte sich intensiv damit (Abb. 1). Über die Jahre ist das Gebiet geologisch aktiv geblieben. Die aktuellen Bewegungsraten betragen 3-6 cm/Jahr.

Die Abteilung VGI führt seit 1989 im Auftrag der Gemeinde alljährlich eine grosse Messkampagne durch. Dabei werden neben Geländeverschiebungen auch Deformationen einer Geschiebesperre (Stützbauwerk von etwa 40 m Länge, 5 m Breite und Höhe; Abb. 2 und 3) bestimmt.

Netzanlage

Die Netzanlage (Abb. 4) wurde so konzipiert, dass trotz des schwierigen Geländes (dichte Vegetation und grosse Höhenunterschiede) Bodenverschiebungen und Bauwerksdeformationen langfristig mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit erfasst werden können. Um Lage- bzw. Höhenverschiebungen im 10 mm-Bereich signifikant nachweisen zu können, werden folgende Punktgenauigkeiten gefordert (einfache Standardabweichung a priori): Lage: 3 mm, Höhe: 5 mm.

Das kombinierte Deformationsnetz "GPS/Tachymetrie" lässt sich in drei Netzstufen mit unterschiedlichen "Inhalten" aufteilen:

  1. GPS- Rahmennetz: weiträumig verteilte Festpunkte ausserhalb Rutschzone
  2. GPS- Detailnetz: Kontrollpunkte im offenen Gelände
  3. Tachymetrisches Füllnetz: Kontrollpunkte vorwiegend für die Bauwerksüberwachung

Das tachymetrische Füllnetz wird an die nächstliegenden GPS-Punkte angebunden. Mit einer Ausnahme können alle GPS-Punkte trigonometrisch beobachtet werden. Daraus resultiert eine Steigerung der Kontrollpunktgenauigkeit und Netzzuverlässigkeit.

Messkonzept

Die Möglichkeiten der eingesetzten Technologien sollen bezüglich Automatisierungsgrad und Rationalisierung der Arbeitsabläufe voll ausgeschöpft werden, d.h.:

  • GPS soweit möglich
  • Rest tachymetrisch

Messkampagne 1998

Das gesamte Deformationsnetz wurde von je einer Halbklasse, unterteilt in drei Equipen à je drei Studierende, in zwei unabhängigen Kampagnen gemessen und ausgewertet. Die Leitung oblag Prof. Karl Ammann (Dozent Geodäsie) und Peter Mahler (Assistent Geodäsie). Alle Messungen wurden zwischen Ende August und Anfang September bei zum Teil ungünstigen atmosphärischen Bedingungen (hohe Lufttemperatur, Sichtbehinderungen durch Nebel und Regenfälle) durchgeführt.

Messausrüstung

Die Kontrollmessungen wurden mit folgendem Instrumentarium der Firma Leica durchgeführt:

  • drei GPS-Empfänger System 200
  • vier GPS-Empfänger System 300
  • drei automatische Tachymeter TCA 1800

Für die präzise Bestimmung der Kippachshöhen kam der durch Leica vertriebene Höhenmessbügel mit entsprechendem Dreifussadapter zum Einsatz. Um die Funktionalität des TCA 1800 voll auszunutzen, wurden sämtliche Zielpunkte mit Rundprismen bzw. Kern Präzisionskleinprismen ausgestattet. Schwer zugängliche Punkte im Bereich der Geschiebesperre wurden mit speziellen Reflexfolien von Leica permanent signalisiert.

GPS-Messungen

Die sieben Festpunkte des Rahmennetzes wurden mit einer Timer-Mission in einer Nacht statisch gemessen. Die Mission bestand aus drei Sessionen mit einer Sessionsdauer von je zwei Stunden. Die zwölf Kontrollpunkte des GPS-Detailnetzes konnten in einem Tag im Rapid Static Verfahren bestimmt werden. Gemessen wurden zwei Sessionen mit einer Dauer von je 15 Minuten. Parallel dazu liefen zwei permanent bewachte Referenzstationen auf ausgewählten Festpunkten.

Tachymetrische Messungen

Alle Kontrollpunkte auf der Geschiebesperre sowie die nicht GPS-tauglichen Kontrollpunkte im übrigen Gebiet wurden zwangszentriert gemessen. Dank der automatischen Zielerfassung ATR und dem integrierten Satzmessprogramm des TCA 1800 konnte das gesamte Deformationsnetz mit seinen 77 Punkten (Fest- und Kontrollpunkte) problemlos und effizient vermessen werden.

Auswertung der Messdaten

Auswertekonzept

Neben den Geländeverschiebungen und Bauwerksdeformationen soll auch die eingesetzte Technologie hinsichtlich Messgenauigkeit und Funktionalität beurteilt werden.

Netzausgleichung

Die Berechnungen wurden mit den Softwarepaketen SKI Version 2.2 von Leica und LTOP Version 94.2.6 der Landestopographie durchgeführt. Die Netzausgleichung der automatisch registrierten Messdaten umfasste folgende Phasen:

  1. Sessionsweise Berechnung der GPS- Basislinien und Ermittlung der Landeskoordinaten der gemessenen Punkte
  2. freie Ausgleichung aller GPS-Sessionen
  3. freie Ausgleichung des kombinierten Netzes GPS/Tachymetrie
  4. Test und definitive Wahl der Festpunkte für die Netzlagerung
  5. gezwängte Ausgleichung mit Festpunkten 1997

 Resultate

Tabelle 1 zeigt die hohe Messgenauigkeit der eingesetzten Technologien. Bei der Interpretation dieser Werte ist zu berücksichtigen, dass die GPS-Messungen weiträumig verteilt waren (Basislinienlänge bis zu zwei Kilometern). Die tachymetrischen Messungen fanden zum Teil unter ungünstigen atmosphärischen Bedingungen statt. Dabei konnten Visuren von über einem Kilometer Länge mit automatischer Zielerfassung ATR problemlos gemessen werden. Die verwendeten Reflexfolien und Höhenmessbügel erfüllten ihre Aufgabe ebenfalls.

Aus der gezwängten Ausgleichung (Berechnungsphase e) resultierten folgende Kontrollpunktgenauigkeiten a posteriori:

  • Lage: 0.5 bis 3.8 mm (grosse Halbachse der Fehlerellipse)
  • Höhe: 0.7 bis 6.4 mm (einfacher mittlerer Fehler)

Die Genauigkeitsanforderungen werden erfüllt. Die ermittelten Geländeverschiebungen und Bauwerksdeformationen liegen im Rahmen früherer Perioden. Die Visualisierung des Resultate (Zeitreihen) erleichtert dem Geologen die Plausibilitätskontrolle und die Interpretation.

Berechnungs-

phase

Beobachtungs-

gruppen

Anzahl

Messungen

Mittlerer Fehler

a priori

a posteriori

b)

Lage (GPS)

96

2.0 mm

1.8 mm

 

Höhe (GPS)

48

4.0 mm

3.9 mm

c)

Lage (GPS)

96

2.0 mm

2.0 mm

 

Höhe (GPS)

48

4.0 mm

3.9 mm

 

Distanzen (auf 1 km)

188

2.1 mm

1.5 mm

 

Richtungen (auf 1 km)

198

0.5 mgon

0.3 mgon

 

Höhendiff. (auf 1 km)

194

9.6 mm

4.4 mm

Tab. 1: Mittlere Fehler der Beobachtungsgruppen.

 

Schlussbemerkungen

Die Projektarbeit hat gezeigt, dass der kombinierte Einsatz von GPS und TCA 1800 im Bereich der Vermessung von Deformationsnetzen sehr gute Resultate liefert. Wichtige Voraussetzungen für einen effizienten und wirtschaftlichen Einsatz dieser Technologien sind nach wie vor eine konsequente Projektorganisation und eine gut durchdachte Netzanlage.

 

Danilo Angelini, cand. Ing. HTL
Neues Posthotel
CH-7500 St. Moritz

 

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Periodische Nachführung in der amtlichen Vermessung

In der amtlichen Vermessung kommt neben Genauigkeit, Vollständigkeit und Zuverlässigkeit der Daten ganz besonders der Aktualität eine herausragende Bedeutung zu. Diese Aktualität der Vermessungswerke wird im Prinzip durch die laufende und die periodische Nachführung geregelt. Die laufende Nachführung ist durch das Meldewesen und die daran anschliessende gebührenpflichtige Nachführungsmessung pragmatisch geregelt; demgegenüber ist die periodische Nachführung zwar stipuliert, es bestehen aber keine klaren technischen Empfehlungen für deren Durchführung. Prinzipiell verfügt der Nachführungsgeometer über keine lückenlosen Hinweise, welche Objekte effektiv nachzuführen sind. Auf Grund einer praktischen Studie im Kanton Uri kommen wir zum Schluss, dass für diese periodische Nachführung Orthophotos mit überlagerten Katasterdaten unabdingbar sind. Auf diese Weise lassen sich potentielle Veränderung rasch und kostengünstig erkennen. In der Folge sind die Nachführungsobjekte mittels Feldidentifikation zu überprüfen; im Anschluss an dieser Feldidentifikation kann dann die eigentliche Nachführung im Gelände erfolgen, etwa bei Gebäuden, oder mittels photogrammetrischer Stereokartierung. Es empfiehlt sich jedoch nur bei sehr einfachen Verhältnissen, die Nachführung unmittelbar mittels digitaler Orthophotos auszuführen.

Alois Hodel, Prof. Dr. Otto Kölbl, Pietro Patocchi, Fredy Widmer (1999)

Einleitung

Die amtlichen Vermessung (AV) trägt entscheidend dazu bei, eine rechtliche Sicherheit bei den riesigen Investionen von öffentlicher und privater Hand zu schaffen. So wird damit das Grundeigentum gesichert, die Erstellung und Kontrolle der Infrastruktur (z.B. Leitungsnetze, Verkehrswege) ermöglicht sowie die rationelle und nachhaltige Nutzung des Bodens (z.B. Forst- und Landwirschaftsgebiete) erleichtert. Die Zuständigen, welche für die Bewirtschaftung und Nutzung dieser milliardenschweren Vermögenswerte verantwortlich sind, müssen sich jedoch auf qualitativ hochwertige Daten abstützen können. Die hohen Investitionen in die amtliche Vermessung sind aber nur dann gerechtfertigt, wenn diese Daten nicht nur eine, den Bedürfnissen der Benutzer entsprechende Genauigkeit und Zuverlässigkeit aufweisen, sondern wenn sie auch aktuell sind. Diese Aktualität ist ein ganz entscheidendes und immer wichtiger werdendes Qualitätsmerkmal jeder Datensammlung. So wie kein Projekt Selbstzweck sein darf, sondern stets auf die nachfolgende Nutzungsphase ausgerichtet werden muss, so darf die mit hohen Kosten verbundene Ersterhebung in der amtlichen Vermessung nicht darüber hinweg täuschen, dass sich die volle Wirkung dieser Daten erst in der langfristigen Nutzung ergibt. Alle im Kataster tätigen Fachleute sind sich des Grundsatzes bewusst, dass «die Ersterhebung nur eine spezielle Form der Nachführung» ist. Welche Möglichkeiten und Instrumente stehen in der amtlichen Vermessung für eine effizienten Nachführung zur Verfügung?

Konzept der Nachführung der amtlichen Vermessung

Diese Nachführung wird mit der Verordnung über die amtliche Vermessung (VAV, 1992) geregelt. Ausgehend vom Grundsatz, dass sämtliche Bestandteile der amtlichen Vermessung der Nachführungspflicht unterliegen, stehen zwei grundsätzliche Nachführungsarten zur Verfügung: Die laufende und die periodische Nachführung.

Die laufende Nachführung

Die VAV schreibt in Artikel 23 kurz und bündig vor, dass «alle Bestandteile der amtlichen Vermessung, für deren Nachführung ein Meldewesen organisiert werden kann, innert nützlicher Frist nachzuführen sind». Die Kantone haben dabei das Meldewesen zu regeln und die Nachführungsfristen festzulegen.

Mit diesen Bestimmungen lassen sich aber nur die Objekte mit der definierten geometrischen, attributiven und zeitlichen Qualität nachführen, die dem Prinzip des Meldewesens auch gehorchen. Dabei handelt es sich im allgemeinen um neue (und bewilligte!) Gebäude, befestigte Flächen (Strasse, Bahn, Flugplatz, Wasserbecken), eine Anzahl von Objekten der Informationsebene «Einzelobjekte und Linienelemente», die Orts- Flur- und Geländenamen. Eine Sonderstellung nehmen in diesem Zusammenhang die Liegenschaften, die selbstständigen und dauernden Rechte, die Rohrleitungen gemäss eidg. Rohrleitungsgesetz sowie die Hoheitsgrenzen ein, da hier der Erwerber der dinglichen Rechte eine besonderes Interesse an der korrekten Nachführung in der amtlichen Vermessung hat.

Für eine Vielzahl von Veränderungen an Objekten der amtlichen Vermessung existiert dagengen kein eigentliches Meldewesen oder es wäre mit einem (zu) grossen Aufwand verbunden, ein solches Meldesystem aufzubauen und zu betreiben. Dazu können etwa folgende Elemente gehören: die Fixpunkte, zum grossen Teil befestigte Flächen (Weg, Trottoir, Verkehrsinsel, übrige befestigte Flächen), alle humusierten Flächen, die Gewässer, die bestockten Flächen, die vegetationslosen Flächen, Objekte der Informationsebene «Einzelobjekte und Linienelemente» (ev. Gebäudeteile, schmale bestockte Flächen, Rinnsale, schmale Wege), sowie die Höheninformationen. Dabei geht es nicht nur um Objekte, welche ohne menschliche Mitwirkung sich natürlich verändern, sondern auch um bewilligungspflichtige beziehungsweise baupolizeiliche Massnahmen, welche geflissentlich umgangen werden, oder welche von den zuständigen Behörden oder kostenpflichtigen Verursachern nicht gemeldet werden. Hier setzt das Instrument der «periodischen Nachführung» ein, denn die Qualität eines Datensatzes hängt ganz entscheidend von seiner allgemeinen Aktualität und Vollständigkeit ab.

Die periodische Nachführung

Die Verordnung über die amtliche Vermessung (VAV) schreibt in Artikel 24 die periodische Nachführung vor, d.h. «alle Daten der amtlichen Vermessung, die nicht der laufenden Nachführung unterliegen, sind periodisch nachzuführen. Jede periodische Nachführung hat sich über ein grösseres zusammenhängendes Gebiet zu erstrecken und der Nachführungszyklus soll in der Regel zehn Jahre nicht überschreiten». Um diesem spezifischen Verfahren zum grösseren Durchbruch in der Anwendung zu verhelfen, werden Arbeiten, welche unter die periodische Nachführung fallen und auf keine weiteren Verursacher überwälzt werden können, vom Bund mit Abgeltungen zwischen 15 und 25% unterstützt (BB, 1992). Trotzdem kann in der Praxis festgestellt werden, dass das Instrument der periodischen Nachführung in der amtlichen Vermessung wenig bis gar nicht angewandt wird. Und das, obwohl heute Verfahren und Technologien zur Verfügung stehen, welche für solche Arbeiten effizient eingesetzt werden können.

Der praktische Test

Die Eidgenössische Vermessungsdirektion hat in Zusammenarbeit mit dem Institut für Photogrammetrie an der EPFL, mit der Vermessungsaufsicht des Kantons Uri und dem zuständigen Nachführungsgeometer einen Test ausgeführt; mit diesem sollte abgeklärt werden welche Mittel und Verfahren zur Aktualisierung der Vermessungsdaten im Rahmen der periodischen Nachführung eingesetzt werden können.

Die Auswahl des Testgebietes von zusammenhängend ca. 500 ha fiel auf den Kanton Uri im Raum Amsteg / Erstfeld. Die Grundbuchvermessung dieses Gebiet im Talboden der Reuss von 500 m.ü.M. bis auf eine Höhe der Talflanken von ca. 600 m.ü.M. wurde in den Jahren 1990 - 1995 gemäss den Anforderungen der VAV und der TVAV für die Bedürfnisse der AlpTransit (NEAT) erneuert. Neben den Ebenen Fixpunkte, Bodenbedeckung, Einzelobjekte und Linienelemente, Nomenklatur, Liegenschaften, administrative und technische Einteilungen wurde auch die Ebenen Höhen mit einem, den hohen Anforderungen der AlpTransit genügenden, digitalen Terrainmodell (DTM) mit einem mittleren Fehler von ± 20 cm erarbeitet. Die Flugaufnahmen im Massstab 1:6'000 stammten aus einem Flug im Frühling 1990. In vorausschauender Weise wurde zusätzlich und als kantonale Mehranforderungen eine grosse Punktmenge (5-10 Punkte/km2) von topographischen Fixpunkten neu eingemessen, in Krokis festgehalten und in das Landinformationssystem LIS Uri aufgenommen.

Die Ausgangslage

Das Testgebiet wurde am 11. März 1995 für die periodische Nachführung in Farbe und in einem Massstab von 1:6'000 beflogen. Der Perimeter umfasste Gebiete der Bau- und Landwirtschaftszone in den Toleranzstufen 2 bis 4. Als Flugvorbereitung konnte die Signalisierung von Passpunkten entfallen, da eine genügende Anzahl von topographischen Fixpunkten, regelmässig verteilt über den Bearbeitungsperimeter, vorhanden waren. Die Lageeinpassung ergab eine mittlere Genauigkeit von ± 4-5 cm im Mittel pro Modell, die Höheneinpassung ergab eine Genauigkeit von ± 8-10 cm pro Modell, wobei die Anzahl von 12-15 Passpunkte pro Modell für die Orientierung der Stereobildpaare als nicht zu gering erachtet werden muss; anderenfalls wäre eine Aerotriangulation für die gesicherte Modellorientierung erforderlich gewesen. Ein vereinfachter Flugplan mit den Perimeterangaben, dem geforderten Bildmassstab, dem gewünschten Objektiv und weiteren Filmangaben (schwarzweiss oder farbig) waren ausreichend, sodass auch terminliche Absprachen mit dem beauftragten Flugdienst entfallen konnten.

Die praktischen Versuchsarbeiten

Von diesen Luftbildern wurden nun farbige Orthophotos im Massstab 1:1'000 mit überlagerten Vermessungsgrundlagen der Informationsebenen Bodenbedeckung sowie Einzelobjekte und Linienelemente erstellt. Zudem wurden die digitalen Orthophotos mit einer Pixelauflösung von 50 cm und 25 cm abgegeben. Die recht bescheidene Pixelauflösung wurde damals auf Wunsch des Geometers gewählt, da 1995 die vorhandenen Rechner noch mit ebenso bescheidenen Massenspeichern ausgerüstet waren. Das zur Verfügung stehende DTM mit einer Genauigkeit von ±20 cm (damalige Mehranforderung AlpTransit) war für die Erstellung der Orthophotos absolut ausreichend. Hingegen konnte die Ableitung der Orthophotos aus dem digitalen Terrainmodells DHM25 des Bundesamtes für Landestopographie nicht genügen; vor allem bei Objekten auf Dämmen (Eisenbahnlinie, Strassen) oder bei Brücken ergaben sich beträchtliche Abweichungen. Diese treten einerseits wegen den Radialverschiebungen am Bildrand auf und andererseits sind sie zurückzuführen auf die Tatsache, dass das DHM25 nur das natürliche Gelände wiedergibt.

In einer ersten Phase versuchte der beauftragte Nachführungsgeometer, die nachzuführenden Elemente mittels Büroidentifikation auf der Grundlage der Orthophotos und der Vektordaten der amtlichen Vermessung am Bildschirm des Systems ADALIN zu eruieren. Mangels Eindeutigkeit musste der Nachführungsgeometer mittels Feldidentifikation die Zweifel an verschiedensten Objekten ausräumen und die Eindeutigkeit herstellen. Dabei erwies sich das, mit dem HP-Designjet (300 Punkte/Zoll) ausgedruckte Orthophoto im Massstab 1:1000 als optimales Arbeitsinstrument zur Feldidentifikation; die erreichte Druckqualität, welche einer Pixelauflösung von 50 cm entspricht, erwies sich als ausreichend. Im Rahmen der Feldidentifikation wurden auch die Zonen identifiziert und ausgeschieden, welche die Nachführung der Ebene Höhen (DTM) erahnen liessen.

Die eigentliche Erhebung der Nachführungselemente erfolgte dann photogrammetrisch am analytischen Plotter des Systems 9. Die bereits bestehenden Daten, allerdings in 2D, der amtlichen Vermessung wurden in Stereo eingespiegelt. Diese Arbeiten wurden durch den Umstand beträchtlich erleichtert, dass über das betroffene Gebiet ein sehr genaues DTM vorlag. Das Rechenprogramm «Modeler» für digitale Höhenmodelle von Intergraph verfügt über ein Modul, bei dem sämtliche Lagepunkte eines «Designfile»-Elements mit den Höhen entsprechend dem digitalen Geländemodell versehen werden können. Auf diese Weise gelang es auf recht einfache Weise die Lagedaten mit der Höheninformation zu versehen und in der Folge ein "Plotfile" zu erstellen, das am analytischen Auswertegerät eingelesen werden konnte. Einmal mehr zeigt sich, dass bei photogrammetrischen Auswertungen auch die Höheninformation gespeichert werden sollte und somit das Ziel eines echten 3-D Landinformationssystems grosse Bedeutung erhält.

Anschliessend wurden die Auswertedaten wieder in Form eines «BC1 Plotfiles» (internes Format des Auswertegerätes S9) der Lisag (Koordinations- und Datenverwaltungsstelle für raumbezogene Daten des Kantons Uri) zur Verfügung gestellt. Es wurde nicht versucht, bereits am Auswertegeräte die Informationen entsprechend dem Datenmodell der Amtlichen Vermessung zu strukturieren. Diese Nachbearbeitung lässt sich wesentlich effizienter am Imformationssystem des Nachführungsgeometers durchführen. Die Arbeiten am analytischen Plotter sind relativ komplex und die Geräte sind kostenintensiv. Daher erscheint es nicht sinnvoll, eine langwierige Einbindung der Daten bereits bei der Datenaquisition auszuführen.

Die Resultate

Die Veränderungen mittels periodischer Nachführung lassen trotz gut eingespieltem Meldewesen aufhorchen. So musste der Nachführungsgeometer feststellen, dass beispielsweise in manchen Regionen an ca. 10% der Gebäude bauliche Veränderungen vorgenommen worden waren, welche eine Nachführung der amtlichen Vermessung zur Folge haben sollte. Dabei handelte es sich um kleinere Anbauten, Abdeckungen von Verandas oder Erweiterungen von Nebengebäuden. In abgelegenen Gebieten wurden auch neue Objekte identifiziert, die durch die Maschen des Meldewesens (Baupolizei) gefallen waren. Verschiedene kleinere Veränderungen wurden auch an der Hauptstrasse/Kantonsstrasse festgestellt, etwa der Bau eines Kreisels, die Erweiterung der Strasse um eine Busstation oder der Einbau von Verkehrsinseln. Wie nicht anders zu erwarten war, wurden zahlreiche Veränderungen bei der Vegetation festgestellt, etwa der Pflanzung von Hecken oder die Bestockung von extensiv bewirtschafteten Gebieten. Folgende Objekte des Grunddatensatzes der amtlichen Vermessung erfuhren Änderungen: Gebäude, Gebäudeanbauten, Wege, Hecken, Mauern, Bahnaxen, Silos, Deponien, Brücken, Intensivkulturen, Förderbänder, Strassen, fliessende Gewässer, Gartenanlagen, Unterführungen, Wasserbecken, Acker/Wiese/Weiden und Trottoirs. Zudem mussten auch Elemente im Bereich der Mehranforderungen aktualisiert werden; wie etwa Dächer, Dachlandschaften, Bahninstallationen usw. Gesamthaft wurden ca. 600 Lageobjekte mutiert mit 5285 Objektpunkten. Im Bereich der Ebene Höhen wurden 25 Gebiete nachgeführt mit entsprechenden Änderungen der Bruchkanten, Strukturlinien und Einzelpunkten. Zudem mussten über 40 Dachlandschaften aktualisiert werden. Im ganzen wurden 8754 Höhenpunkte neu bestimmt.

Es zeigte sich, dass rund 10% des gesamten digitalen Datenbestandes der beiden Gemeinden Silenen und Erstfeld betroffen waren!

Erkenntnisse

Das hier geschilderte Verfahren stützte sich gegebenermassen auf die beim Nachführungsgeometer, bei der Lisag und am Institut für Photogrammetrie verfügbaren Geräte ab. Zudem lagen bezüglich des digitalen Terrainmodells im Kanton Uri recht günstige Bedingungen vor.

Anforderungen an die Orthophotos

Bei den Orthophotos sollte es möglich sein die Objektbegrenzung mit einer Genauigkeiten von ± 0.3-0.5 mm mit dem Bildinhalt zu überdecken; selbstverständlich müssen grössere Abweichungen bei den Häusern hingenommen werden, da es sehr aufwendig ist die Häuser selbst zu orthogonalisieren. Deshalb begnügt man sich damit, den Bildinhalt in Bezug auf das Gelände d.h. den Hausgrundriss zu entzerren. Die Dächer wie auch die Hausfassaden weisen damit gewisse Versetzungen auf, die eine Funktion der Objekthöhe und der Position im Bildraum sind. Bekanntlich kommt aber auch der Brennweite des Aufnahmenobjektivs grosse Bedeutung zu. Als Mittelwert kann angenommen werden, dass bei Weitwinkelbildern (f=153mm) der doppelte Höhenfehler noch toleriert werden kann, also ± 0.4-1.0 m und bei Normalwinkelbildern (f=300mm) der 4fache Fehler. Demnach kann das digitale Geländemodell der Eidg. Landestopographie bei Normalwinkelbildern bereits weitgehend als Höhenmodell verwendet werden; Einschränkungen ergeben sich bei Dämmen, Talübergängen und Flussläufen, da das DHM25 nur das natürliche Gelände wiedergibt, wie bereits erwähnt. Dort wären einige Ergänzungen nötig. Erfolgt die Erstellung der Orthophoto mit einer Pixelgröße von 10 cm (Massstab der Orthophotos bis 1:1'000) so genügen Luftbilder in Massstäben 1:10'000, vorteilhafterweise in Farbe. Anderenfalls ist explizit ein neues digitales Geländemodell mit den entsprechenden Anforderungen zu erstellen.

Falls einzelne Objekte für die Nachführung des Grunddatensatzes direkt aus dem Orthophoto digitalisiert werden («Monoplotting»), dann sind die Anforderungen an das Orthophoto speziell abzuklären, weil in diesem Fall verschiedene Parameter die geometrische Genauigkeit des Endergebnis verfälschen können (vergleiche Punkte 4.2 und 5.3).

Anforderung an Interpretation und Identifikation

Nach den Erfahrungen am Beispiel Silenen - Erstfeld ist unbedingt anzustreben, dass der Nachführungsgeometer selbst die Rekognoszierung, die Interpretation und die Identifikation unmittelbar am Orthophoto anlässlich einer Feldbegehung vornimmt. Der Nachführungsgeometer ist am besten mit den lokalen Verhältnissen und den lokalen Besonderheiten des Datensatzes der Amtlichen Vermessung vertraut und kann daher sehr effizient die Feldidentifikation durchführen. Bei der Erfassung von kleineren Umbauten an Gebäuden ist es hilfreich, allfällige Veränderungen im Felde an Hand der Bausubstanz zu überprüfen; das gleiche gilt für Veränderungen am Wegnetz oder an Kunstbauten. Wesentlich einfacher sind natürlich Veränderungen an der Vegetation zu erkennen, obwohl vor allem bei der Festlegung der Waldgrenzen ein Förster beizuziehen wäre.

Anforderung an die photogrammetrische Datenerfassung

An sich stellt sich zunächst bei der photogrammetrischen Auswertung die Frage ob tatsächlich ein Stereokartiergerät benötigt wird, oder ob auch an Hand des Orthophotos kartiert werden kann.

Zweifellos lassen sich einfache Details auch am Orthophoto bereits metrisch erfassen und für kleinere, spezielle, genau definierte Anwendungen kommt auch dem "Monoplotting" eine gewisse Bedeutung zu. Allerdings lassen sich räumliche Objekte in Bezug auf die dritte Dimension nur mit Hilfe der photogrammetrischen Stereokartierung erfassen. Im vorliegenden Fall musste auch das DTM nachgeführt werden; es war daher angezeigt die gesamte Nachführung in einem Zug am selben photogrammetrischen Auswertegerät auszuführen.

Zudem ist die Lagegenauigkeit von Objekten, welche auf der Grundlage der Orthophotos erfasst werden, stark von der Genauigkeit des digitalen Geländemodells abhängig. Wenn in diesem Bereich weder genaue Kenntnisse vorhanden sind noch weitere spezifische Abklärungen getroffen werden, dann ist die Lagegenauigkeit der neu erfassten Elemente nicht definiert. Dadurch ist die Gefahr gross, dass durch die Nachführung der Gesamtdatenbestand verschlechtert wird. Auch kann dem Benutzer keine geometrische Qualitätsangabe mehr gemacht werden (vergleiche Punkt 4.2).

Die besten Bedingungen in Bezug auf Optik und Detailerkennung werden nach wie vor an hochqualitiativen analytischen Stereokartiergeräten, wie dem System 9-AP vorgefunden. Tatsächlich verfügen nur wenige Stereokartiergeräte in der Schweiz über eine 3-D-Einspiegelung. Allerdings weisen die heute zunehmend verwendeten digitalen Auswertegeräte durchwegs Möglichkeiten für eine Stereoeinspiegelung auf. Es kann daher damit gerechnet werden, dass dieses Verfahren in Zukunft routinemäßig eingesetzt werden kann. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die Software eines photogrammetrischen Stereoauswertegerätes heute auf einen Standardrechner installiert werden kann und praktisch keine besonderen Hardwarekomponenten, ausser den Stereobrillen, erforderlich sind. Grössere und mittlere Geometerbüros dürften daher bald auch in Eigenregie auf die photogrammetrischen 3-D-Arbeitsmethoden zurückgreifen.

Empfehlungen

Es folgen einige Überlegungen, die zu einem Ansatz für ein Konzept für die periodische Nachführung führen können:

Übergeordnete Grundsätze

Soll das Instrument der periodischen Nachführung optimal eingesetzt werden, dann sind zuerst einige übergeordnete Grundsätze festzulegen. Dazu gehören insbesondere Fragen bezüglich der Periodizität, eventuell differenziert nach Toleranzstufen oder Nutzungszonen, und der Finanzierung. Dabei ist anzumerken, dass die periodische Nachführung im Rahmen des Bundesbeschlusses (BB, 1992) beitragsberechtigt ist und in das Vermessungsprogramm beziehungsweise die Leistungsvereinbarung zwischen Bund und Kanton aufgenommen werden kann. Wichtig ist auch die Erkenntnis, dass eine wirtschaftliche periodische Nachführung bereits im Stadium der Ersterhebung beginnt, indem schon zu diesem Zeitpunkt «Topopunkte» definiert werden. Natürlich ist in diesem Zusammenhang auch eine allfällig GPS-Unterstützung durch den Flugdienst abzuklären.

Projektdefinition

Als wichtigster Grundsatz gilt: jede periodische Nachführung ist ein Teil der «Unterhaltsstrategie» eines Vermessungswerkes und muss zwingend als ein Projekt abgewickelt werden. Und wie bei jedem Projekt hat insbesondere die Anfangs- beziehungsweise Planungsphase einen ganz entscheidenden Einfluss darauf, ob das Projekt «flop oder top» wird. Insbesondere sind hier die projektspezifischen Grundlagen zu planen und abzustimmen auf die gewählte Periodizität. Weitere Überlegungen sind in den folgenden Bereichen zu machen:

Operatsplanung: möglichst grosse, zusammenhängende Gebiete in das Projekt miteinbeziehen (es darf auch über Gemeinde- und Kantonsgrenzen hinaus geplant werden!).

Passpunktfeld: wurden bereits anlässlich der Ersterhebung sogenannte «Topopunkte» definiert, welche insbesondere die Absprachen mit dem Flugdienst auf ein Minimum beschränken, oder muss eventuell signalisiert werden? In welchem Rahmen bietet der Flugdienst Unterstützung bezüglich kinematischem GPS-Einsatz?

Flugplanung: In welchen Zonen / Toleranzstufen liegt der Perimeter? Welche Informationsebenen / Elemente sollen nachgeführt werden? Welche Einsatzmethoden und Technologien stehen zur Verfügung? Falls kein geeignetes Luftbildmaterial vorhanden ist, müssen Abklärungen bezüglich Bildmassstab und Filmmaterial getroffen werden; insbesondere, wenn allenfalls weitere Stellen an den Luftbildern interessiert sind.

Digitales Höhenmodell (DTM): Je nach Aufgabenstellung (insbesondere bei der Einsatzmethode «Monoplotting») hat man sich zu vergewissern, ob das zur Verfügung stehende, zu erstellende oder nachzuführende DTM wirklich den Anforderungen entspricht. So ist es durchaus möglich, dass ein DTM, welches zwar die Anforderungen gemäss Technischer Verordnung (TVAV, 1994) für die jeweilige Toleranzstufe erfüllt, trotzdem nicht eingesetzt werden kann, weil die damit abgeleiteten Orthophotos nicht den Anforderungen genügen. In diesem Fall müsste eine Ergänzung des DTMs als Mehranforderung vorgenommen werden.

Pflichtenheft: Aufzeigen des Ist-Zustandes und der Qualität der vorhandenen Grundlagen. Definition des Soll-Zustandes (vergleiche auch die Hinweise unter Punkt 5: Anforderungen an Teilergebnisse oder Prozesse).

Qualitätssicherungskonzept: im Sinne der «begleitenden Verifikation» sind die Meilensteine, Reviews, Verantwortlichkeiten, die Zuständigkeiten und das Abnahmeprozedere im voraus festzulegen. Das QS-Konzept ist abhängig vom gewählten Verfahren, es ist Teil der Offerte und vom Auftraggeber/Aufsichtsinstanz zu verifizieren (V+D, 1995).

Projektrealisierung

Feststellen der Veränderungen, Feldidentifikation, Datenerfassung: Beinahe unumgänglich ist die Kontrolle mittels Orthophotos. Damit können die veränderten Objekte gezielt eruiert werden (Büro- und Feldidentifikation nach Überlagerung mit den Vektordaten des Grunddatensatzes). Gebietskenntnisse sind unerlässslich für effizientes Arbeiten. Je nach Toleranzgebiet/Nutzungszone und Art und Menge der Veränderungen wird die Erfassungsmethode gewählt (terrestrisch, photogrammetrisch oder Digitalisierung der OP). Die Photogrammetrie ist die klassische 3D-Erfassungsmethode. Werden in Ausnahmefällen OP-Digitalisierungen eingesetzt, dann sind präzise Genauigkeitsabschätzungen unerlässlich, wenn der nachgeführte Datensatz konsistent bleiben soll.

Topologieerstellung und Integration in den bestehenden Datensatz: Abklären und Vereinbaren, wer zu welchem Zeitpunkt die ausgewerteten Rohdaten aufarbeitet und in den bestehenden Grunddatensatz integriert. Die Schnittstellen sind bezüglich Termin und Verantwortlichkeitsbereichen möglichst klar und eindeutig zu definieren.

Verifikation und Abnahme: gemäss dem QS-Konzept. Werden im Projektverlauf zusätzliche Q-Sicherungsmassnahmen nötig oder werden andere fallengelassen, so sind diese Ergänzungen zwischen Auftraggeber (beziehungsweise Verifikationsstelle) und Unternehmer neu zu vereinbaren.

Einige Schlussfolgerungen

  • Der periodischen Nachführung des amtlichen Vermessungswerkes kommt insbesondere dann eine erhöhte Bedeutung zu, wenn diese Daten die Grundlage (Basisdatensatz) eines Landinformationssystems LIS darstellen. In den intensiv bewirtschafteten Gebieten sollte die Periodizität der Nachführung 5 Jahre nicht überschreiten. In den extensiv bewirtschafteten Gebieten kann der Nachführungs-Rhythmus 10 Jahre betragen.
  • Die periodische Nachführung ist möglichst bereits bei der Ersterhebung zu planen (z.B. «Topopunkte», DTM).
  • Grössere laufende Nachführungsprojekte (z.B. Strassen- und Bahnbauten), welche auf dem «Meldewesen» basieren, sollten mit der periodischen Nachführung zeitlich und fachtechnisch koordiniert werden.
  • In abgelegenen Alp- und Forstwirtschaftsgebieten soll aus wirtschaftlichen Gründen die laufende Nachführung zurückgestellt werden und mit der periodischen Nachführung erledigt werden. (Davon ausgeschlossen sind natürlich Rechtsgeschäfte an Liegenschaften.) Es ist in jedem Fall besser, einen Datensatz in einem definierten Intervall (z.B. alle 10 Jahre) nach den einschlägigen Qualitätsvorschriften zu aktualisieren, als nach 50 Jahren auf einem «ich-weiss-nicht-so-genau-wie-vollständigen» Datensatz sitzenzubleiben. Zudem reduziert sich die Gefahr, grosse öffentliche Mittel in unsichere «Nachführungsaktionen» zu stecken.
  • Das «Monoplotting» (Digitalisierung/Vektorisierung direkt ab Orthophotoplan) kann für spezifische Objekte sinnvoll sein. Als generelle Methode kann dieses Verfahren aber nicht empfohlen werden.
  • Um das Instrument der periodischen Nachführung effizient einsetzen zu können, muss es auch verwaltet werden können. Ein Ansatz: Es könnte eine neue Entität «Periodische Nachführung» im Grunddatensatz der amtlichen Vermessung (Informationsebene «administrative und technische Einteilungen») definiert werden. Sie soll dazu dienen, die Gebiete und Zonen auszuscheiden, welche im Rahmen der laufenden Nachführung als notwendig für die periodische Nachführung erkannt werden.
  • Die Verständigung zwischen Geometer und Photogrammeter, nachweislich ein dauerndes Problem zwischen Generalist und Spezialist, kann im Rahmen der periodischen Nachführungen verbessert werden; insbesondere wenn es gelingt, durch angepasste Qualitätsvereinbarungen klare Verhältnisse an den Schnittstellen zu schaffen. Für die periodische Nachführung braucht es unabdingbar beide: den Geometer und den Photogrammeter.

 

Alois Hodel
Dipl. Ing ETH/SIA
Ingenieurbüro für Vermessung
CH-6460 Altdorf
e-mail: hodelag@mail.tic.ch

Prof. Dr. Otto Kölbl
EPFL-Photogrammétrie
GR-Ecublens
CH-1015 Lausanne
e-mail otto.koelbl@epfl.ch

Pietro Patocchi
Dipl. Ing. ETH
Kantonsgeometer Uri
Rathausplatz
CH-6460 Altdorf
e-mail: patocchi@swissonline.ch

Fredy Widmer
Dipl. Ing. ETH/SIA
Eidg.
Vermessungsdirektion
CH-3003 Bern
e-mail: fredy.widmer@lt.admin.ch

 

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