Heft 1/2015

Kurzfassung
Das Schwerefeld spiegelt die Massenverteilung und Massentransportprozesse im System Erde wider, die mit Veränderungsprozessen des globalen Wasserkreislaufs, dem Abschmelzen von Eismassen oder tektonischen Prozessen und Erdbeben in Zusammenhang stehen. Die kontinuierliche Beobachtung des Schwerefeldes stellt auch eine zentrale Komponente des Globalen Geodätischen Beobachtungssystems (GGOS) der International Association of Geodesy (IAG) dar. Neben dem Monitoring von globalen Massentransportprozessen spielt es auch für die Definition einer global einheitlichen physikalischen Höhen-Bezugsfläche sowie des globalen geodätischen Datums eine entscheidende Rolle. Die Satellitenmissionen der ersten Generation haben spektakuläre Resultate erzielt. Daraus resultiert die Notwendigkeit, die Zeitreihen auch in Zukunft fortzusetzen und ein nachhaltiges satellitengebundenes Schwerefeld-Beobachtungssystem zu installieren. Die ambitionierten Anforderungen an ein solches System müssen durch innovative Missionskonzepte, verbesserte Messtechnologien und neue Auswertestrategien erfüllt werden.

Abstract
The gravity field reflects mass distribution and mass transport processes in the Earth system, which are related to variations of the global water cycle, the melting of ice masses, tectonic processes and earthquakes. The sustained observation of the Earths gravity field is a central component of the Global Geodetic Observing System (GGOS) operated by the International Association of Geodesy (IAG). In addition to the monitoring of global mass transport processes it is important for the definition of a global unified height reference surface as well as the global geodetic datum. Spectacular science results could be achieved by satellite missions of the first generation. These measurement time series have to be continued by establishing a sustained satellite gravity observing system in the future. The ambitious requirements for such a system have to be met by means of innovative mission concepts, improved measurement techniques and new processing strategies.

Kurzfassung
Fernerkundungsdaten sind für die Untersuchungen von Naturgefahrenprozessen unerlässlich. Die Bandbreite reicht von LiDAR bis hin zum Einsatz von UAVs. Durch das „Ausblenden" der Vegetation werden Oberflächenformen erkennbar, die man in ihrem Zusammenhang vor Ort nicht erfassen kann. Dadurch kann auch eine zeitliche Komponente integriert werden, die Rückschlüsse über die Veränderungen an der Erdoberfläche zulässt. Dieser Artikel zeigt anhand von Praxisbeispielen die Bedeutung von Geodaten für gravitative Massenverlagerungsprozesse.

Abstract
Remote sensing data such as LiDAR and UAV geodata are of high importance in natural hazards analysis. Through the extraction of vegetation, the pure earth surface is visualized in an appropriate manner. In context with temporal information, significant changes of landforms can be evaluated. Within this contribution we underline the relevance of remote sensing data for hydrogeomorphic processes based on practical examples.

Kurzfassung
Precise Point Positioning (PPP) ist eine moderne Prozessierungstechnik für Globale Satellitennavigationssysteme (GNSS) zur Bestimmung dreidimensionaler Koordinaten auf Basis von Code- und Phasenbeobachtungen einzelner GNSS Empfänger. Um die Positionsgenauigkeit zu steigern, werden sogente präzise Ephemeriden verwendet, die beispielsweise von Analysezentren zur Verfügung gestellt werden. Des Weiteren wird bei PPP eine Vielzahl an zusätzlichen Modellkorrekturen berücksichtigt (Phase Windup, Gezeiten, Instrumentenfehler, etc.), die bei der herkömmlichen relativen Positionierung (z.B. RTK) aufgrund der Differenzbildung zwischen Beobachtungen von mehreren Empfängern herausfallen. Die extern bezogenen Ephemeriden und Korrekturdaten sind in der Regel global gültig und deren Übertragung erfordert im Falle der Echtzeit-Auswertung geringere Datenraten, verglichen mit RTK-Diensten. Dadurch bietet PPP die Möglichkeit zur genauen Positionsbestimmung an Orten, wo kein dichtes Referenzstationsnetz oder auch keine gute mobile Datenverbindung vorhanden ist. Die erhaltenen Positionen, wie auch Troposphären- oder Uhrparameter beziehen sich alleine auf das Datum der verwendeten Ephemeriden. Allerdings ist PPP für Echtzeitanwendungen erst in seiner Anfangsphase, da die dafür notwendigen Korrekturdaten erst seit kurzem in ausreichender Genauigkeit verfügbar sind. Erst 2011 wurde die Übertragung von PPP-spezifischen Korrekturen für Satellitenbahnen und -uhren in RTCM Version 3.1 standardisiert. Mit dieser sogenten State Space Representation (SSR) ist es nun möglich, Koordinaten mit wenigen cm Genauigkeit in Echtzeit zu bestimmen. Allerdings wird für sub-Dezimeter Genauigkeiten immer noch eine Initialisierungsphase von bis zu 30 Minuten benötigt. Diese Konvergenzzeit rührt daher, dass die Ambiguitäten bei PPP üblicherweise nicht auf ganzzahlige Werte fixiert werden können, da deren Schätzung zusätzlich zu den eigentlichen Ambiguitäten noch instrumentelle Fehlerterme beinhaltet, die bei RTK durch die Differenzbildung wegfallen. Die reell-wertigen Anteile der satellitenspezifischen Instrumentenfehler können durch in einer Netzwerklösung berechnete Phasenkorrekturen beseitigt werden. Dieser Beitrag stellt aktuelle Entwicklungen für PPP in Hinblick auf Echtzeitanwendungen sowie dazu laufende Forschungsprojekte in der Arbeitsgruppe Navigation am Institut für Geodäsie der TU Graz vor, die sich unter anderem auch mit der Fixierung von Integer-Ambiguitäten in der PPP-Auswertung beschäftigen. Die Fixierung von Integer-Ambiguitäten würde die Initialisierungsphase der PPP-Auswertung deutlich verkürzen und damit PPP für diverse Anwendungen attraktiver machen.

Abstract
Precise Point Positioning (PPP) is a modern Global Navigational Satellite Systems (GNSS) processing technique that enables the estimation of precise three-dimensional coordinates by means of code and phase measurements from a single GNSS receiver. To enhance the position accuracy so-called precise ephemerides are used, that are freely offered by analysis centers. Further, during PPP processing a lot of additional model corrections have to be considered (phase wind-up, tidal effects, instrumental biases, etc.). These would have cancelled in a relative positioning method (e.g. RTK) as a result of building differences between observations of multiple receivers. Usually, the ephemerides from external sources are globally valid and their transmission in real-time needs lower rates compared to RTK-services. Therefore, PPP offers the possibility of highly precise positioning in areas, where neither a dense reference station network, nor a good mobile data link is available. The resulting positions as well as troposphere or clock parameters are solely referred to the geodetic datum of the ephemerides. Nevertheless, real-time PPP is only in its starting phase, since the necessary correction data are available only for a short time with an adequate accuracy. It was not until 2011, when the transmission of PPP specific corrections for satellite orbits and clocks was standardized in the RTCM document (version 3.1) for the first time. Applying these so-called SSR (State Space Representation) corrections it is finally possible to process coordinates with an accuracy of only few centimeters in real-time. Nevertheless, for sub-decimeter accuracies an initialization phase of up to 30 minutes is necessary. This convergence time arises from the fact that ambiguities within PPP usually cannot be fixed to integer values, as their estimates contain not only the real ambiguities, but also instrumental biases that would have cancelled in RTK as a result of differencing observations. The real-valued parts of these phase biases can only be eliminated by phase corrections calculated in a network solution. This contribution presents the current developments concerning PPP for real-time applications, as well as research projects at the Working Group Navigation of the Institute of Geodesy at the TU Graz, that among others investigate also the fixing of integer ambiguities within PPP processing. The integer ambiguity fixing would shorten the initialization phase of PPP solutions significantly, and make the technique more attractive for many real-time applications.

Kurzfassung
Das Nivellement blickt im BEV und dessen Vorgängerinstitutionen auf eine lange Geschichte zurück. Bereits im Jahr 1871 wurde mit ersten Messungen im Zuge der damaligen europäischen Gradmessung begonnen, bezogen auf den Pegel am Molo Sartorio in Triest. Dieses damals geschaffene System spiegelt sich teilweise noch heute in unseren Höhendaten wider. Es wurde bis dato keine zwangsfreie Ausgleichung der Höhen durchgeführt. Veränderungen der Höhe waren bisher österreichweit nur bedingt aufdeckbar. Die Ausgleichungen des Nivellements wurden bisher mit als stabil angenommenen Knotenpunkten durchgeführt. Im Zuge dieses Projektes sollen nun alle zur Verfügung stehenden Beobachtungsdaten verwendet werden, um Aussagen über die Qualität der Knotenpunkte zu erhalten und diese gegebenenfalls in der Höhe zu verbessern. Das Messprinzip des Nivellements hat sich in den letzten 150 Jahren nicht verändert. Daher sind die Daten sehr gut kombinier- und vergleichbar. Allerdings hat sich die Instrumentengenauigkeit verbessert, weshalb in einem ersten Schritt die Beobachtungsdaten vor 1945 nicht für diese Vergleiche herangezogen werden sollen. Bedingt durch die historische Entstehung des Nivellementnetzes in Österreich sind in den Höhen der Nivellementpunkte bis dato Änderungen, die durch geophysikalische Prozesse (Plattentektonik, Hangrutschungen, Alpenhebung, Absenkung von Becken, etc. ) bedingt sind, nicht enthalten. Die vorhandenen Höhen der Punkte wurden stets durch Festhalten älterer Punkte bestimmt, wodurch Zwänge entstanden. Im Zuge eines Neuausgleiches sollen auf Basis der originären Beobachtungen auftretende vertikale Geschwindigkeiten von mehrfach gemessenen Höhenbezugspunkten bestimmt werden. Die durch die Neuausgleichung homogenisierten Höhenkoten sollen künftig für ein neues Höhensystem verwendet werden. Parallel zu den bestehenden MGI-Höhen ergibt sich für das BEV die Möglichkeit, diese neu gewonnenen Höhendaten in ein internationales Netz einzupassen und orthometrische Höhen sowie Normalhöhen im EVRS als neues Produkt am Markt zu etablieren. Im Datenbestand des BEVs befinden sich ca. 40.000 dauerhaft stabilisierte Höhenfestpunkte verteilt über das gesamte Bundesgebiet. Für die Ausgleichung werden jene Punkte verwendet, die in zumindest zwei Epochen bestimmt wurden. Das heißt, es stehen ca. 25.000 Beobachtungen ca. 10.000 Unbekannten gegenüber. Als Höhenbezugspunkt dient der Haupthöhenpunkt Hutbigl, der auch in internationalen Projekten verwendet wurde und eine Einpassung in ein internationales System (EVRS) erlaubt.

Abstract
The Federal Office of Metrology and Surveying (BEV) and its predecessor institutions have been levelling for more than 140 years. It all started with the European arc measurement in 1871. The average water surface elevation at Molo Sartorio became the datum valid for the whole Austro-Hungarian monarchy, for Austria the 1875 gauge is used as the datum. The system was based on spheroidal heights. Up to now there has been no adjustment without strong constraints. Regional changes in time caused by physical processes (plate tectonics, landslides), could almost not be detected. The former adjustments were heavily constraint at the fixed defined node points. The project now uses all survey data to check the quality of the node points and to handle them as variable too. The method of levelling didnt change during the last 150 years. Therefore the data can be combined easily and are comparable. The precision of the instruments has improved considerably, therefore the observations before 1939 will not be considered at the first stage. The new adjustment is based on the observations from 1939 to 2014. All points which are observed in more than one epoch are used. Most of these points have two or three epochs, the maximum number is eleven. To combine these observations the Dijkstras algorithm is used to find the shortest distances for a common epoch. The redundancy of the observations allows to estimate individual velocities and to reference all points to a common epoch. Based on that data orthometric heights will be computed by using gravity data. Thus the levelling data can be directly compared with geometrical heights derived by GNSS. The adjusted heights will refer to EVRS 2007. For that the connection to the neighbouring countries and to UELN (United European Levelling Network) will be used. At the end the heights will be delivered as a service by the Federal Office. The results then will be available at the BEV. At a later stage of the project the results will be investigated if they can be compared to the movements derived from GNSS time series. Presently the first results demonstrate that the method and the data are promising.

Kurzfassung
Mit der zunehmenden Automatisierung der Datenerfassung mittels Laserscanning und Photogrammetrie werden hochaufgelöste und hochqualitative Punktwolken zur Verfügung gestellt. Deren Interpretation wird im folgenden Beitrag diskutiert. Mittels Grundrissinformation können Gebäudewände extrudiert und passende Dachformen vollautomatisch eingepasst werden (LoD2). Die Interpretation von Punktwolken für Gebäudefassaden ist mittels formalen Grammatiken durchzuführen (LoD3). Punktwolken in Gebäudeinnenräumen sind mittels der Hypothese "Manhattan-Geometrie" ebenso vollautomatisch zu rekonstruieren (LoD4). Erweiterungen der Fassadengrammatik hinsichtlich der Besonderheiten von Innenräumen belegen ebenso das Potenzial für automatische Ansätze, die derzeit weiter erforscht werden.

Abstract
Laser scanning and photogrammetry are delivering high density and high quality point clouds, in more or less automated processing pipelines. Their interpretation is dealt with in the following. Using building footprints corresponding walls are extruded and tied together with best-fit roof landscapes estimated from a sparse set of points (LoD2). The interpretation of point clouds for building façades can can be utilized using formal grammars (LoD3). Indoor point clouds - fulfilling the Manhattan geometry hypothesis - are reconstructed fully automatically using sweep algorithms for the walls, floors and ceilings. Extensions of formal grammars, so far used for façade reconstructions, allow also for automated prediction of 3D indoors elements, but this will be explored in near future.

Kurzfassung
Der Sachverständige ist nach dem allgemeinen Sprachgebrauch ein Spezialist auf einem eng definierten Sachgebiet. Wegen seines erheblichen Einflusses auf fremde Entscheidungen - insbesondere Gerichtsentscheidungen - werden die Anforderungen an den Sachverständigen sehr hoch angesetzt. Absolute Integrität, Unparteilichkeit und Unabhängigkeit vervollständigen sein Bild in der Öffentlichkeit.

Abstract
The expert is according to common usage, a specialist on a narrowly defined subject area. Because of the significant impact on decisions of third parties - especially judgements by court - the requirements for the experts are pitched very high. Absolute integrity, impartiality and independence complete his public image.

Kurzfassung
Angesichts des immer deutlicher werdenden Wunsches nach einer Verwaltungsreform in Österreich erscheint manchen Kritikern der Föderalismus mit 9 Bauordnungen, 9 verschiedenen Abstandsbestimmungen bei den Grundgrenzen in 9 Bundesländern als unerträglicher Anachronismus. Eine Vereinheitlichung trotz "historischer Notwendigkeiten" würde aber wohl nichts daran ändern, dass der gestiegene Sorgfaltsmaßstab bei der Beurteilung der Tätigkeit der österreichischen Ingenieure als Sachverständige in ihrem jeweiligen Fachgebiet Probleme bereitet. Der in den letzten Jahren deutlich angekratzte Nimbus des "Sachverständigen" wird an realen Haftungsfällen von Vermessungsbüros ebenso wie anhand exemplarischer Gerichtsentscheidungen zu Ziviltechniker-Fehlleistungen im Aufriss dargestellt werden.

Abstract
In view of the sharply increasing desire for an administrative reform in Austria for some critics of federalism the existence of 9 building regulations, 9 different distance regulations for compound boundaries in 9 federal states appears as an intolerable anachronism. The unification of this regulation in spite of "historical necessity" would probably not change the fact that the higher standard of care in assessing the activity of the Austrian engineers causes difficulties. The significantly tarnished nimbus of the "objective and right position of the expert" in recent years will be illustrated by real surveyors liability cases as well as court decisions on the basis of exemplary civil engineer-failures.

Kurzfassung
Die vom Ingenieurkonsulenten für Vermessungswesen im Privatauftrag durchgeführte Grenzverhandlung und die vom im Gerichtsauftrag durchgeführte Befundaufnahme haben viele ähnliche Elemente, differieren aber insbesondere hinsichtlich der Möglichkeiten betroffene Grundeigentümer zur Teilnahme und Mitwirkung zu bewegen. Für ein effizienteres und damit volkswirtschaftlich günstigeres Arbeiten wäre durch eine Angleichung wünschenswert.

Abstract
Between the legal framework for boundary surveys conducted by a Chartered Engineer for Surveying and the regulations for an expert working for the court are many similarities but also differences especially regarding the invitation of affected owners. For more efficient and from the economical view cheaper work a harmonisation would be eligible.

Kurzfassung
Im Vorfeld des Geodätentages 2015 wurde zu einem "GRENZSTEIN WETTBEWERB Kärnten" aufgerufen, um die Bedeutung von Grenzen und Grenzsteinen einer breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Getragen wurde dieser Wettbewerb von der Unterabteilung 9V - Vermessung und Grundmanagement des Amtes der Kärntner Landesregierung, dem Kärntner Landesarchiv, dem Vermessungsamt Klagenfurt und der Kammer der ZiviltechnikerInnen für Steiermark und Kärnten. Die professionelle Medienbegleitung wurde von der Kleinen Zeitung Kärnten realisiert. In Kärnten gibt es unzählige Grenzsteine mit einer über Jahrhunderte zurückreichenden Kontinuität, es wurden dementsprechend viele Dokumentationen zu Lage, Historie und Aussehen von historischen Grenzsteinen eingesandt. In dem vorliegenden Bericht werden, zusätzlich zum Beitrag des Direktors des Kärntner Landesarchives zur Herkunft und Bedeutung alter Grenzsteine, einige sehr repräsentative Grenzsteine mit interessantem historischem Hintergrund beschrieben.