Abschlussarbeiten 2023

Kurzfassung/Abstract
Terrestrische Laserscanner (TLS) finden immer häufiger Anwendung im Bereich der Ingenieurgeodäsie. Die mit modernen TLS erreichbare 3D-Punktgenauigkeit liegt im niedrigen Millimeterbereich. Zudem geben Hersteller Präzisionen für die Distanzmessung an, die bis in den Submillimeterbereich reichen. Dies treibt dazu an, vermutete systematische Effekte zu untersuchen, welche die Unsicherheit von TLS-Entfernungsmessungen beeinflussen könnten. Die Markteinführung von geodätischen Multistationen - Kombinationsinstrumente aus Totalstation (TS) und TLS - ermöglicht einen neuen Ansatz zur Genauigkeitsüberprüfung von TLS-Distanzmessungen, insbesondere in Bezug auf das zu scannende Material und den Einfallswinkel zwischen Laserstrahl und Objekt. Eine solche, als ROSIAM bezeichnete, Methode zur Durchführung und Auswertung von TLS-Distanzmessungen wurde vom Forschungsbereich für Ingenieurgeodäsie der TU Wien entwickelt. Das Grundprinzip ist der direkte Vergleich von TLS-Distanzen und Referenzdistanzen, welche mit einem Instrument höherer Genauigkeit ermittelt wurden. Ziel dieser Arbeit ist es, die Unsicherheitsquellen der ROSIAM-Methode zu bestimmen und zu quantifizieren sowie ein umfassendes Unsicherheitsbudget für die abgeleiteten Differenzen von TLS-Distanzen und Referenzdistanzen zu erstellen. Die Varianz-Kovarianz-Fortpflanzung und die Monte-Carlo-Simulation werden als Berechnungsmethoden eingesetzt, um die gemeinsame Auswirkung aller Unsicherheitseinflüsse auf die Distanzdifferenzen zu bestimmen. Ein wesentlicher Schritt dazu ist die Entwicklung eines Modells zur Netztransformation, welches einen funktionalen räumlichen Zusammenhang zwischen den Messgrößen des terrestrischen Laserscanners und jenen des Referenzinstruments herstellt. Die Instrumente können dabei beliebig zueinander positioniert und orientiert sein. In dieser Arbeit werden die Unsicherheiten von Distanzdifferenzen für Einfallswinkel von 0 bis 60 gon und für sieben verschiedene Materialien bestimmt. Zwischen allen Materialien wurden signifikante Unterschiede bei den Distanzdifferenzen für jeweils einen Großteil der untersuchten Einfallswinkel festgestellt. Dies lässt den Schluss zu, dass den vorliegenden Distanzdifferenzen systematische Effekte zugrunde liegen. Es wurde auch festgestellt, dass keine signifikanten Unterschiede in den Unsicherheiten der Distanzdifferenzen bezüglich Material und Einfallswinkel vorliegen. Daher kann ein einheitlicher Wert von 0.2mm als Standardunsicherheit für die Distanzdifferenzen verwendet werden. Die Anwendung dieser Standardunsicherheit ist jedoch auf die ROSIAM-Methode, die untersuchten Materialien und den Bereich der untersuchten Einfallswinkel zu beschränken. Die Ergebnisse zeigen insgesamt, dass die ROSIAM-Methode geeignet ist, um vermutete systematische Effekte bei TLS-Distanzmessungen von Multistationen zu untersuchen.

Kurzfassung/Abstract
Wayfinding is an everyday human task when navigating through a city and the routes which are taken are always embedded into a street network. Hence, whenever wayfinding studies are conducted, they are influenced by the underlying network. This thesis investigates what street network properties impact the navigation success when using Free Choice Navigation as navigation paradigm. The street network properties characterise the neighbourhood, which surrounds a route from a starting point to a destination. Six different approaches are discussed, on how to define this neighbourhood. The chosen approach contrasts with the prevailing choice of geometric or administrative study areas and the focus is rather on the street network itself. It ensures that all nodes, that could be passed when navigating from A to B under the condition that the final path length is below a certain allowed maximum length, are within the area. After the definition of the neighbourhood area, 34 street network properties are discussed and computed. By using Principal Component Regression, the relation between 30 of those properties and the navigation success rate is investigated. The analysis is conducted for three cities: Vienna, Mexico City and Djibouti City. It is found that the ratio between the allowed detour and the mean segment length within the neighbourhood area impacts the success rate and is positively correlated with it. In addition, the city type of the cities where the routes are located seems to have an impact. The results suggest that Vienna appears to be more navigable than Mexico City, because the investigated neighbourhoods have a lower mean segment length. Furthermore, Vienna seems more navigable than Djibouti City, because the investigated routes are longer on average.