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The potential of drone-base geology

an innovative way of gathering geological data

Maximilian-Zak Schaschl

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Erdwissenschaften

Betreuer*in

Bernhard Grasemann

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DOI

10.25365/thesis.52269

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-18491.22660.276473-8

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die technischen Entwicklungen in den letzten Jahren haben es ermöglicht, dass sogenannte UAV ́s (Unmanned Aerial Vehicles) für jedermann erschwinglich und einsetzbar wurden. Dadurch bieten sich für die Wirtschaft und Industrie breitgefächerte neue Möglichkeiten zur Fer- nerkundung, Überwachung und den Medien. Diese Masterarbeit stellt eine Momentaufnahme des Forschungsstandes 2017 in der 3D Photo- grammetrie und deren Auswertung dar. Überdies wurden die aktuellen käuflich erhältlichen Drohnen kategorisiert und kurz in ihren Vor- und Nachteilen dargestellt. Vollgger et al. (2016) beschrieb die Grundlagen der Fotoaufnahmesystematik in Rücksicht auf die Anforderungen an die photogrammetrische Verarbeitung, während Dewez et al. (2016) (CloudCompare qFacets), Thiele et al. (2017) (CloudCompare qCompass) und Dr. Michael Roach (GeoVis 3D, AUSGEOL) Plugins für vorhandene oder eigenständige Programme zur Auswer- tung entwickelten. Die Möglichkeiten, welche sich derzeit in Bezug auf die photogrammetrische Auswertung als auch die geologische Datenerfassung der daraus resultierenden 3D Modelle bie- ten, wurden mittels den zuvor genannten freierhältlichen Programmen durchgeführt und in ihren Abläufen behandelt. Als Referenzbeispiel dieser Masterarbeit wurde der Tagebau Kalksteinbruch Dürnbach der Wop- finger Baumit GmbH gewählt. Der stillgelegte untere Abschnitt des Tagebaus wurde mittels einer kommerziell erhältlichen Drohne (DJI Mavic Pro) beflogen. Im Zuge dessen wurde ein Fotoset aufgenommen, aus welchem ein 3D Modell mittels der Photogrammetrie-Software AgiSoft Pho- toscan erstellt wurde. Dieses Modell wurde anschließend im Hinblick geologischer Daten mit den anfangs erwähnten Programmen ausgewertet. Zum Vergleich mit traditionellen Methoden, wurde auf die strukturgeologische Kartierung des Steinbruchs von Daniel Ritzinger zurückgegriffen. Wie die Ergebnisse und Vergleiche zeigen, sind die digitalen, den von Hand durchgeführten Mes- sungen kaum unterlegen, jedoch in manchen Anwendungsfällen durch die Genauigkeit und den Detailreichtum des 3D Modells eingeschränkt. Dies zeigt das die eingesetzte Drohne und die an- gewandten Methoden sehr genau und vielversprechend sind und in Zukunft immer mehr Anwen- dung finden wird. Die Möglichkeiten der geologischen Datensammlung sind sehr weitreichend, allerdings ist dieser Forschungs- und Anwendungsbereich noch an seinem Anfang (Carrivick et al., 2016). Es bieten sich weitreichende Chancen für die Industrie und Wirtschaft einhergehend mit der wei- teren Erforschung aufgrund der schnelleren, sichereren und günstigeren Landesaufnahme und weiteren Möglichkeiten. In Zukunft wird der Einsatz von Drohnen und den damit verbundenen Anwendungen unverzichtbar sein und ein wichtiges Instrument der Geologie darstellen.

Abstract

(Englisch)

The technical developments in recent years have made it possible for Unmaned Aerial Vehicles (UAV ́s) to become affordable and usable for mankind. This opens up a wide range of new op- portunities for remote sensing, monitoring, media, and industry. This master thesis presents a snapshot of the state of research in 2017 in 3D photogrammetry and its evaluation. In addition, the current commercially available drones were categorized and their advantages and disadvantages are briefly defined. Vollgger et al. (2016) described the basics of the photographic system in view of the requirements for photogrammetric processing, while Dewez et al. (2016) (CloudCompare qFacets), Thiele et al. (2017) (CloudCompare qCompass) and Dr. Michael Roach (GeoVis 3D, AUSGEOL) devel- oped plugins for existing, or stand-alone programs for evaluation purposes. The possibilities that currently exist with regard to the photogrammetric evaluation as well as the geological data ac- quisition of the resulting 3D models were carried out using the aforementioned freely available programs and plugins. The open pit limestone quarry Dürnbach of Wopfinger Baumit GmbH was chosen as a reference example for this master thesis. By the use of a commercially available drone (DJI Mavic Pro), the abandoned lower section of the open pit mine was targeted to take a photoset. From the latter, a 3D model was created applying the photogrammetry software AgiSoft Photoscan. This model was subsequently evaluated in terms of geological data by the use of GeoVis 3D and CloudCom- pare with the aforementioned plugins. For comparison with traditional methods, the structural- geological mapping of the quarry, done by Daniel Ritzinger, have been used. As the results and comparisons show, the digital measurements are barely inferior to the hand-made measurements, but in some applications limited by the accuracy and richness of detail of the 3D model. This shows that the used drone and the applied methods are very accurate and promising and will often find application in the future. The possibilities for geological data collection are very extensive, but this research and applica- tion area is still at its beginning (Carrivick et al., 2016). There are far-reaching opportunities for industry and the economy along with further research, because of the faster, safer and cheaper surveying possibilities. In the future, the use of drones and related applications will be indispen- sable and an important instrument of geology.

Autor*innen

Maximilian-Zak Schaschl

Haupttitel (Englisch)

The potential of drone-base geology

Hauptuntertitel (Englisch)

an innovative way of gathering geological data

Publikationsjahr

2018

Umfangsangabe

47 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Bernhard Grasemann

Klassifikationen

38 Geowissenschaften > 38.03 Methoden und Techniken der Geowissenschaften ,

74 Geographie > 74.41 Luftaufnahmen, Photogrammetrie

AC Nummer

AC15113495

Utheses ID

46157

Studienkennzahl

UA | 066 | 815 | |

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