Geomatik Summer School 2019

Vom 12. bis 14. August führte das IGEO die Geomatik Summer School zum elften Mal durch. Mit 24 Teilnehmenden war der Anlass ausgebucht. Die diesjährige Ausführung war in zweierlei Hinsicht speziell. Einerseits fand die Summer School das erste Mal im neuen Campus Muttenz statt, andererseits fanden die Workshops am Dienstag in dem Campus der Hochschule für Gestaltung und Kunst (HGK) statt.

Die Teilnehmenden der Geomatik Summer School 2019

Am Montagmorgen standen nach der Begrüssung und einem Rundgang im Gebäude drei Infoblöcke zu den Themen Augemented Realitiy (AR) / Virtual Reality (VR), moderne Geosensorik sowie photogrammetrische Aufnahmeplanung an. In den Blöcken moderne Geosensorik und photogrammetrische Aufnahmeplanung konnte bereits Vorlesungsluft geschnuppert werden. Im Gegensatz dazu, durften die Teilnehmenden im Block AR / VR diverse Applikationen auf mobilen Geräten oder VR-Brillen selbst ausprobieren.

Testen der verschiedenen AR-/VR-Applikationen

Am Nachmittag wendeten die Jugendlichen die gelernten Prinzipien für die photogrammetrische Aufnahme bereits selbst an. Am Campus suchten sich die Teilnehmer und Teilnehmerinnen ein Objekt aus, welches sie mit den eigenen Smartphones von allen Seiten und mit genügen Überlappung fotografierten. Mit Metashape Professional wurde aus den einzelnen Bilder ein texturiertes 3D-Modell berechnet. Die Teilnehmenden lernten, dass sich die Anzahl Bilder stark auf die Prozessierungszeit auswirkt. Zum Schluss wurde eine Animation erstellt, damit das 3D-Modell aus allen Blickwinkeln betrachtet werden kann.

3D-Modell eines Plüsch-Flamingos

Der Dienstag war dem Thema 3D-Modellierung mittels Laserscanner und Drohne gewidmet. Die Erfassung beanspruchte den gesamten Vormittag. Die Fassaden des Gebäudes wurden mittels Scanfunktion von jeweils vier Tachymetern gleichzeitig erfasst. Zusätzlich wurden mit einer Drohne das gesamte Gelände von oben erfasst.

Aufnahmen mittels Tachymeter und Drohne

Am Nachmittag wurde aus den Drohnenaufnahmen eine Punktewolke generiert und mit den Fassadenscans zu einem Modell vereinigt. In Blender wurde das Gebäude von Hand ansatzweise nachmodelliert und in Metashape texturiert. Einige Teilnehmende nutzten das gelernte vom Vortag und erstellten eine Animation des Modells.

Auswertung der gescannten Punktwolke

Mit wenigen Zeilen Code lässt sich bereits einiges anstellen. Diese Erfahrung machten die Teilnehmenden – die meisten haben vorhin noch nie programmiert – am Mittwochmorgen. Unter Anleitung wagten sie sich an das Programmieren eines Quiz. Darin muss erraten werden in welchem Kanton sich der gezeigte Kartenausschnitt befindet. Nach einer Einführung zu JavaScript und Leaflet, ging es bereits los mit dem Anpassen und Eintippen von Codezeilen. Bis zum Mittagessen hatten fast alle ein funktionierendes Quiz auf dem eigenen Laptop.

Konzentrierte Blicke in die Bildschirme beim Programmieren

Nebst dem fachlichen, kam auch das gesellschaftliche nicht zu kurz. Beim gemeinsamen Grillabend im 12. OG des Campus Muttenz und beim Pizzaessen in der Basler Innenstadt fand ein reger Austausch zwischen den Teilnehmenden untereinander sowie mit den Mitarbeitenden des IGEO statt.

Pizza mit einer Länge von einem Meter

CAS Landadministration in Kolumbien

Arbeitswoche mit Kolumbianischen Vertretern am Campus Muttenz.
Das Schweizerische Staatssekretariat für Wirtschaft (SECO) finanziert in Kolumbien u. A. das Projekt «Modernisierung der Landadministration», welches zum Ziel hat, mit technischer und technologischer Unterstützung die Umsetzung tiefgreifender Reformen in der Verwaltung von Grund und Boden zu fördern. Diese Reformen wurden durch das Friedensabkommen zwischen der Kolumbianischen Regierung und der FARC-Guerillas, welches im Dezember 2016 unterzeichnet wurde angestossen.
In diesem Rahmen darf das IGEO einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit des SECO-Projektes liefern, insbesondere bei der Erweiterung der Fachkompetenzen der lokalen Fachkräfte.
Zurzeit wird am IGEO ein Certificate of Advanced Studies (CAS) zu diesem Thema entwickelt, welches nächstes Jahr in Bogotá gehalten werden soll. Das Weiterbildungsangebot entsteht in Zusammenarbeit mit drei strategischen lokalen Partnern, der Universidad Distrital, der Universitad Sergio Arboleda sowie dem Istituto geografico Agostin Codazzi  und dessen Abteilung für Weiterbildung.


Vom 24. bis 28. Juni fand eine Arbeitswoche am Campus Muttenz statt, an welcher Vertreter aller Partner beteiligt waren, um die Details des CAS zu besprechen. Das geplante Dozierenden-Team wird aus Dozierenden vom IGEO und von den Partneruniversitäten bestehen, ergänzt mit einzelnen Fachexpertinnen und –experten.

Intensive Besprechungen der Arbeitsgruppe über die Kursinhalte und Umsetzungsphasen (Foto L. Jenny)

Die Arbeitswoche wurde mit Besuchen bei verschiedenen Amtsstellen des Katasterwesens der Schweiz wie dem Bundesamt für Landestopographie (swisstopo), beim Amt für Geoinformation Basel-Land AGI BL sowie beim Geometerbüro Jermann AG abgerundet.

Gruppenfoto vor dem Bundesamt für Landestopographie in Wabern. (Foto L. Jenny)

Weitere Informationen zum Projekt sind hier zu finden.

Würdigung für Bild von Adrian Meyer beim SNF-Fotografiewettbewerb

multispekrales Drohnenbild aus der Masterthesis von Adrian Meyer

Im SNF-Bilderwettbewerb wurde ein multispekrales Drohenbild aus der Masterthesis von Adrian Meyer, Absolvent vom Masterstudiengang MSE in Geomatics des Instituts Geomatik aus über 500 Einsendungen zusammen mit 11 weiteren Bildern von einer Jury ausgewählt und mit der Auszeichnung "Distinction/Würdigung" versehen.
Die Idee, dieses Bild einzureichen ergab sich aus einigen zusätzlichen Experimenten, die Adrian Meyer mit den Bildern aus seiner Masterarbeit durchführte. Da wir mit dem menschlichen Sehvermögen Infrarotlicht nicht direkt wahrnehmen können, war er auf der Suche nach einer Falschfarben-Visualisierung, um möglichst viele Infrarot-Details (z.B. zum Stoffwechselzustand von Pflanzen) auf den Bildern sichtbar zu machen.

Das Bild steht nun auf der Website des SNF mit Namensnennung gemeinfrei der Öffentlichkeit zur Verfügung. Die Preisverleihung fand am Bieler Fotografiefestival statt.


Darüber hinaus wurde das Bild im Juni doppelseitig im Schweizer Forschungsmagazin horizonte abgedruckt und mit einem journalistischen Begleittext versehen.

IGEO-Präsenz an der CVPR 2019

Stefan Cavegn vom Institut Geomatik der FHNW an der CVPR 2019 in Long Beach

Die wichtigste Computer Vision-Konferenz CVPR findet jährlich in den USA statt, dieses Jahr in Long Beach südlich von Los Angeles (http://cvpr2019.thecvf.com/). Bedingt durch die grossen Fortschritte und Erfolge im Bereich Maschinelles Lernen in den letzten ca. fünf Jahren, hat die CVPR enorme Dimensionen angenommen. Etwa 9300 Personen von 68 Ländern waren dieses Jahr vor Ort, davon mehr als die Hälfte Amerikaner, mehr als 1000 Chinesen und 119 Teilnehmende aus der Schweiz. Bemerkenswert im Vergleich zu anderen Konferenzen ist auch, dass fast die Hälfte der Teilnehmenden in der Industrie (bspw. Google oder Facebook) und nicht mehr im Hochschulbereich tätig ist. Etwa 1300 akzeptierte Beiträge wurden in Form von fünfminütigen Vorträgen und/oder Poster präsentiert (http://openaccess.thecvf.com/CVPR2019.py). Auch die Ausstellung mit mehr als 100 Firmen ist mittlerweile beachtlich. In Ergänzung zu den drei Konferenztagen fanden vorgängig an zwei Tagen Workshops und Tutorials statt, davon u.a. folgende drei zu aktuellen IGEO-Forschungsthemen (z.T. Folien verfügbar):
• Image Matching: Local Features and Beyond
• Long-Term Visual Localization under Changing Conditions
• Third Workshop on Computer Vision for AR/VR

Studierende berichten: Exkursion Wasserversorgung Unteres Niederamt

Projektmanagement an einem Praxisbeispiel

Der Bau des Eppenbergtunnels der SBB zwischen Schönenwerd – Gretzenbach erfordert für die Wasserversorgung Unteres Niederamt ein neues Wasserversorgungskonzept. Dabei mussten die Vorgaben des Regionalen Wasserversorgungsplans (RWP) Olten - Gösgen berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck wurde die öffentlich-rechtliche Unternehmung (ÖRU) Wasserversorgung unteres Niederamt (WVuN) gegründet. Die durch Jörg Amsler präsidierte WVuN hat die Aufgabe, vorerst die Gemeinden Gretzenbach und Schönenwerd mit Wasser zu versorgen. Ebenfalls ist sie zuständig für den Bau, Betrieb, Unterhalt und Finanzierung der dafür notwendigen Anlagen.
 



Jörg Amsler Präsident ÖRU WVuN und Brunnenmeister Daniel Jetzer vor einem über 50 Jahre einwand- und wartungsfrei gelaufenen Antriebsgenerator


Vor der Exkursion stellte Jörg Amsler das Projekt den Studierenden des 4. Semesters während dem Projektmanagementunterricht genauer vor. Durch den Bau des Eppenbergtunnels geriet das bisher einwandfrei laufende Grundwasserpumpwerk in Konflikt mit dem Westportal des Tunnels und musste stillgelegt werden.



Stillgelegtes Grundwasserpumpwerk Spitzacker


Dies erfordert den Neubau eines Grundwasserpumpwerkes im Aarenfeld nahe dem Kernkraftwerk Gösgen. Der Betrieb des Pumpwerkes erfordert die Ausscheidung der notwendigen Grundwasserschutzzonen mit vorgeschriebenen Bewirtschaftungseinschränkungen. Um trotzdem eine zweckmässige landwirtschaftliche Nutzung zu ermöglichen, wird eine Landumlegung durchgeführt. Diese soll die Bewirtschaftung erleichtern. In diesem Schritt ist auch der Rückbau nicht mehr benötigter Strassen geplant.

Besichtigung Bauarbeiten und Umgebung Grundwasserpumpwerk Aarenfeld

Um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten wurde das Stufenpumpwerk Schachen gebaut, welches das neu erstellte Reservoir Föhren im Bedarfsfall mit Trinkwasser von Aarau speist. Dies ist auch ein wichtiger Schritt zur geplanten Vernetzung der Wasserversorgungen zwischen Aarau und Olten gemäss dem GWP Olten Gösgen.
 

Brunnenmeister Daniel Jetzer erläutert die Funktionen des neuen Stufenpumpwerks

Das neu erstellte Reservoir Föhren ermöglicht dank gleicher Höhe mit einem Reservoir in Niedergösgen auf der nördlichen Seite der Aare einen vereinfachten Wasseraustausch. Der Neubau kommt in einem Waldstück zu liegen und es musste daher eine Ersatzaufforstungsfläche gefunden werden.
 

Neues Reservoir „Föhren“ mit Zonenpumpwerk zur Beschickung des Hochzonenreservoirs „im Bann“

Solche Knackpunkte (Die WVuN besitzt (noch) keine Liegenschaften) wurden durch Jörg Amsler sehr detailliert und nachvollziehbar aufgezeigt. Bei fast jedem der oben erwähnten Bauten wurde ein Interessenskonflikt sichtbar. Diese mussten durch die WVuN gelöst werden.
Während einer eintägigen Exkursion im Unteren Niederamt wurden die Bauten besichtigt. Die nun eher technischen Fragen der Studierenden konnten durch den ebenfalls anwesenden Brunnenmeister anschaulich erklärt werden. Durch die Exkursion wurden die Dimensionen des Reservoirs oder auch das Gebiet der geplanten Landumlegung sichtbar.
Die Präsentation und Exkursion erlaubte uns Studierenden einen spannenden Einblick in ein komplexes Projekt zu gewinnen. Die vielen verschiedenen «Projektpartner» (SBB, Kernkraftwerk, Industrie, Pächter, Anwohner,..) und deren unterschiedlichen Interessen ergaben aus Projektmanagementsicht ein ideales Studienobjekt.

Autor: Simon Fetscher
Fotos: Simon Abächerli

Studierende des Bachelorstudienganges Geomatik im 4. Semester

Studierende berichten: Exkursion Ausbau Nordumfahrung Zürich

Projektmanagement an einem Praxisbeispiel

Infopavillon

Studierende des Bachelorstudiengangs Geomatik beim Infopavillon

Was hat es mit diesem grossen Informations- Würfel in Regensdorf (ZH) neben der Container-Ansammlung der grossen Baustelle der dritten Röhre vom Gubrist auf sich? Genau, es ist der Infopavillon A1 der Nordumfahrung Zürich, welcher sogar auf Google Maps zu finden ist.
Wir, die Klasse G2017 (4. Semester), durften den Infopavillon im Rahmen des Projektmanagements nicht nur von aussen betrachten, sondern konnten die grosse Baustelle im Inneren des Pavillons miterleben. Mit Videos über die Planung, Durchführung bis hin zu weiteren Facts rund um den Bau der dritten Gubrist-Röhre zwischen Affoltern und Weiningen werden Interessierte im Infopavillon mit Informationen gefüttert. Mit mehr als 12 Plakaten und 4 Bildschirmen mit diversen Videos werden alle Gäste in die Nordumfahrung Zürich-Geschichte mit einbezogen. Ein Tunnelbau-Feeling ohne Staub und Dreck, wer hätte das gedacht.


ASTRA als Gesamtprojektleiter des Ausbaus Nordumfahrung Zürich, Vortrag von Paul Meili (Dipl. Bau-Ing. ETH)

Die Studierenden lauschen dem Vortrag von Paul Meili

Die Autobahnen in der Schweiz wurden Stück für Stück von den Kantonen gebaut und nicht im Voraus als gesamtes Netz geplant (z.B. ganze Strecke Basel- Zürich). Jeder Kanton hat verschiedene Teile gebaut, darum gab es verschiedene Probleme, wo Autobahnteile nicht mit den anderen verbunden waren.
Das Autobahnnetz im Raum Zürich zeigte verschiedene Lücken und die bestehende Infrastruktur der Nordumfahrung hatte ihre Belastungsgrenze erreicht (2 zweispurige Streifen, 120‘000 Fahrzeuge pro Tag).
Für den Ausbau der Nordumfahrung Zürich ist das ASTRA der Auftraggeber und übernimmt die Gesamtprojektleitung.
Im Detail wurden folgende Bauprojekte geplant und werden aktuell gebaut:
• Bau der dritten Röhre und im Anschluss Sanierung der zwei bestehenden Röhren des Gubristtunnels.
• Überdeckung der Autobahn in der Nähe des Katzensees (580m)
• Instandsetzung des Stelzen-Tunnels (380m)
• Lärmschutzmassnahmen auf der ganzen Strecke
• Verschiedene Wildkorridore (Tunnel + Überdeckungen)
Gesamtkosten des Projekts: ca. 1.550 Mia. CHF

Messtechnische Überwachung 3. Gubriströhre, Vortrag von Mario Studer, Leiter Ingenieurvermessung, BSF Swissphoto

Der zweite Vortrag wurde von Mario Studer präsentiert

Der zweite Vortrag, den wir geniessen durften, wurde vom Projektleiter Überwachungsmessungen, Mario Studer, präsentiert. Nach einer kurzen Firmenvorstellung der BSF Swissphoto präsentierte er uns ein paar Referenzprojekte u. a. die Bauherrenvermessung des Gotthardbasistunnels und ein Monitoringprojekt beim Hauptbahnhof Berlin. Danach kam er zum Projekt Nordumfahrung. Mario Studer erzählte uns vom Ablauf der Projektausschreibung, über das Vorgehen der Offertbearbeitung- und -kalkulation bis hin zur Projektbearbeitung, den ganzen Ablauf dieses Projektes. Die Leistungen, welche die BSF Swissphoto bei der Nordumfahrung erbringt, sind u. a. Gebäudeüberwachung von angrenzenden Gebäuden, SBB-Gleisüberwachungen sowie Lärm-&Erschütterungsmessungen. Schlussendlich bekamen wir noch einen Einblick in die Echtzeitdaten des Monitorings mit vielen unterschiedlichen Sensoren via dem passwortgeschützten Webportal.

Autoren: Fiona Tiefenbacher, Raphael Hubler, Enea Gentilini
Fotos Simon Abächerli
(Studierende Bachelorstudiengang Geomatik 4. Semester)

Eintauchen in die Welt der Geomatik mit dem SwissGeoLab

Vom 12. Februar bis zum 31. Mai 2019 stand das SwissGeoLab – das mobile Labor zum Thema Geomatik in der Schweiz – im Park des FHNW Campus in Muttenz betreut durch das Institut Geomatik. In diesem Zeitraum kamen nicht weniger als 50 Klassen verschiedener Schulstufen und Kantone zu Besuch. Rund 850 Schülerinnen und Schüler sowie 80 Betreuungspersonen wurden beim Erforschen der unterschiedlichsten Aspekte der Geomatik angeleitet und begleitet. Nebst den Experimenten gab auch die Architektur des neuen Campus Muttenz Anlass zum Staunen.

Der SwissGeoLab Container im Park des neuen Campus Muttenz der FHNW

Seit 2016 ist das SwissGeoLab in der gesamten Schweiz unterwegs, um Schülerinnen und Schüler sowie weiteren interessierten Personen die oft etwas ungreifbare Welt der Geomatik näherzubringen. In dem mobilen Labor in der Form eines Baucontainers, wird mittels diverser interaktiver Experimente die Geomatik sowie deren technologische Herausforderungen erfahrbar präsentiert. In Kombination mit dem neuen Campus der FHNW, welcher im August 2018 bezogen wurde, war eine gute Ausgangslage geschaffen um Halbtagesprogramme für Schulklassen im Bereich Geomatik anzubieten. So besuchten bis Ende Mai 50 Klassen aus fünf verschiedenen Kantonen und sämtlichen Schulstufen das SwissGeoLab in Muttenz.
Die Klassen wurden jeweils von zwei Mitarbeitenden des Institut Geomatik im Atrium empfangen und via Lastenaufzug in einen Seminarraum im 10. OG geführt. Auf dem Weg dorthin gab es bereits diverse Fragen zu beantworten. Das Interesse der Schülerinnen und Schüler am Gebäude war gross, zumal die Treppen der ersten drei Stockwerke und der Mitteltrakt – welcher eigentlich eine Brücke ist – nicht alltäglich sind. Dabei kam oftmals der Vergleich mit «Hogwarts», dem Schulhaus aus der Harry-Potter-Filmreihe, auf.
Mit der Frage «Wer weiss was Geomatik ist?» wurde der Halbtag üblicherweise eröffnet. Unweigerlich zeigte sich, was die Initianten des SwissGeoLabs zu dessen Entwicklung motivierte. Oftmals konnten nur einige wenige oder sogar niemand auf diese Frage antworten. Die nachfolgende Einführungspräsentation führte die Klassen in die Geomatik und Experimente ein.

Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit den Experimenten im SwissGeoLab

 In Anschluss tauchten die Schülerinnen und Schüler in die Welt der Geomatik ein um diese hautnah zu erleben. Dazu begab sich die Hälfte der Klasse in das GeoLab. In kleinen Gruppen wurden dort 3D-Portraits erstellt, das Prinzip der satellitengestützten Positionsberechnung erforscht sowie im Sand modellierte Topografien geflutet und entsprechende Massnahmen ergriffen.

Im Klassenzimmer konnten Augmented Reality Apps und historische Tourismusbilder erforscht werden

In der Zwischenzeit beschäftigte sich die andere Hälfte der Klasse im Seminarraum mit Augmented Reality Apps und der Berechnung von Aufnahmestandorten für historische Tourismusbilder. Der Fokus aller Experimente lag vorwiegend auf dem selbständigen Ausprobieren und Erforschen der verschiedenen Experimente und der darin verwendeten Technologien. Genauere Informationen zu den Experimenten sind hier zu finden (https://swissgeolab.ch/de/aktivitaeten/experimente/). Zu den bestehenden Experimenten integrierte das Institut Geomatik mit «Baselland in Zahlen» und LiveMap Switzerland im Bereich der Augmented Reality zwei zusätzliche Experimente. 

Im Anschluss an die Pause mit Erfrischung, widmeten sich die beiden Gruppen in die zweite Hälfte dem jeweils noch unbekannten Teil der Experimente.  Während die Stärkung der Nachmittagsklassen aus Getränken bestand, kamen die Vormittagsklassen zusätzlich in den Genuss von Gipfeli. Insgesamt fanden so rund 500 Gipfeli den Weg in hungrige Mäuler. Die Pause belebte das 10. OG des Campus Muttenz. Aus dem büroähnlichen Stockwerk wurde plötzlich ein lebendiges Schulhaus wie man es von der eigenen Schulzeit her kennt.
Abhängig vom Zeitrahmen und Interesse führten die Leitenden die Besucherinnen und Besucher durch das Gebäude, und die Klassen kamen in den Genuss der weitschweifenden Aussicht auf dem Gebäude oder des Treppensteigens à la Hogwarts.
Rückblickend ist die Zahl von insgesamt rund 930 Besucherinnen und Besucher während dreieinhalb Monaten beeindruckend. Es kamen Schulklassen aus fünf verschiedenen Kantonen (AG, BL, BS, SO, ZH) zu Besuch im SwissGeoLab in Muttenz, wobei mit 37 Klassen eine grosse Mehrheit aus dem Kanton Basel-Landschaft stammte.
Die Verteilung nach Schulstufen zeigt ein ähnliches Bild. Während die Sekundarstufe mit 26 Klassen vertreten war, variiert die Anzahl Klassen aus den anderen sechs Schulstufen zwischen zwei und sieben. Ein Grossteil aller anwesenden Klassen besuchte das SwissGeoLab im Rahmen des Geografie-, MINT- oder Mathematik-Unterrichts.

Links:
https://swissgeolab.ch/
https://swissgeolab.ch/de/aktivitaeten/experimente