Donnerstag, 28. März 2019

Studierende berichten: Masterthesis Präsentation - Energieeffizienz von Gebäuden mittels Drohne bestimmen

Mirco Wedel, Masterstudent am Institut Geomatik, präsentierte am zweiten Frühlingskolloquium seine Masterarbeit zum Thema «VA4Energy – Visual Analytics für die Erkundung von Energieverlusten an Gebäuden». Er untersuchte, inwiefern Visual Analytics (VA) und Visual Feature Engineering (VFE) für die Analyse von drohnenbasierten Thermaldaten von Gebäuden genutzt werden können.
Im Rahmen des zweiten Frühlingskolloquiums des Instituts Geomatik der FHNW, präsentierte der Masterstudierende Mirco Wedel seine Masterarbeit. Er untersuchte, inwiefern drohnenbasierte Thermaldaten von Gebäuden mittels Visual Analytics (VA) ausgewertet werden können. Unter dem Titel «VA4Energy – Visual Analytics für die Erkundung von Energieverlusten an Gebäuden» präsentierte Wedel dem Publikum seine Resultate und Erkenntnisse.
Aktuell wird die Energieeffizienz von Gebäuden aufwändig während einzelner Feldgänge bestimmt. Neu gibt es nun die Idee, dies mit Drohnen grossflächig durchzuführen. Dies würde nicht nur Zeit und somit Geld sparen, sondern auch die Bewertung von Dächern erleichtern. Die Thermalbilder, die Wedel analysiert hatte, nahm er mit einer Drohne vom Typ eBee und einer dazugehörigen Wärmebildkamera auf. Zusätzlich verwendete er die Gebäudedaten des Gebäude- und Wohnregisters (GWR), räumliche Daten der amtlichen Vermessung (AV) und wo vorhanden, Energieverbrauchsdaten.

Aus den Thermalbildern, die mittels Drohne aufgenommen wurden, wurden die Gebäudeflächen extrahiert und analysiert. So gibt es keine Verfälschungen aufgrund anderen Objekten. (Quelle: MTh Wedel HS2018)



Bei der Analyse stellte Wedel fest, dass die Gebäude aufgrund Zusammenführung gewisse Unreinheiten an den Kanten und Ecken aufwiesen. Um eventuelle Probleme zu umgehen, erstellte er geometrische Buffer, mit denen die Polygonflächen der Gebäude verkleinert wurden. Die hieraus entstandenen Bufferflächen wurden anschliessend zur Extraktion der Dachflächen aus dem thermalen Orthophoto verwendet. Alle extrahierten Dachflächen wurden anschliessend analysiert. Mit der morphologischen Analyse der Datendimensionen und der Erstellung von Visualisierungen untersuchte Wedel die Eignung von VA in Bezug auf diese Auswertungen.
Nebst VA verwendete Wedel auch Anwendungen im Bereich des Visual Feature Engineerings (VFE). Diese Ansätze stecken noch in den Kinderschuhen, wurden aber vor kurzem von Susanne Bleisch, Wedels Examinatorin, ausformuliert. Bei seiner Masterarbeit verwendete Wedel das VFE um die Ergebnisse der verschiedenen Analysemethoden zu vergleichen.
Mirco Wedel präsentierte seine Masterarbeit zum Thema «VA4Energy – Visual Analytics für die Erkundung von Energieverlusten an Gebäuden»

Die Resultate, die Wedel erzielen konnte, lassen darauf schliessen, dass VA, so wie auch VFE, für die Analyse von Thermaldaten von Gebäuden eingesetzt werden kann. VFE bietet ein grosses Potential zur Unterstützung von VA hinsichtlich der Auswahl von Analysemethoden und Datendimensionen.
In der kleinen Fläche, mit der Wedel gearbeitet hat, können Muster in den Daten erkannt werden. So lässt sich ein Trend bezüglich des Alters der Gebäude erkennen. Häuser mit älterem Baujahr scheinen im Allgemeinen eher weniger energieeffizient zu sein. Um aber aussagekräftige Schlüsse über die Energieeffizienz ziehen zu können, müsste ein grösseres Gebiet beflogen werden.
Als weiterführende Arbeiten schlug Wedel vor, nicht nur die Dachflächen, sondern auch die Fassaden zu erheben und in die Analyse miteinbeziehen. Dieser Blick in die Zukunft ist sehr realistisch und kann viele Vorteile, beispielsweise eine schnellere und effizientere Bewertung von Gebäuden, mit sich bringen.
Autorin: Katja Müller, Studentin Geomatik 2. Semester

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