This diploma thesis deals with the design and implementation of appropriate procedure photogrammetry processing of technical documentation of selected historical artifacts gauges. During processing was calibrated camera, historical gauges were photographed and metrological documented and model viualization was created.

This diploma thesis aims to explore possibilities of using IT in real estate and projection practice. It deals with simplification of difficult or insolvable tasks. It focuses on rapidly developing field of photogrammetry and its further processing via software. The work presents methods of measurement of existing realties without using standard methods (tape line, laser). Instead of these tools, the author uses photographic data and program PhotoModeler for surveying and creating a 3D model of the facade. The thesis verifies further serviceability of gained data up to the render phase of the surveyed building facade.

The task of this diploma thesis is to design and test the optimal procedures for taking photos to build a 3D model of a civic building using the programme PHOTOMODELER. Then to determine the specific dimensions of the civic building and compare them with the dimensions received with the help of the basic method of measurement in common building practice, i.e. the method of cross directions (using a tape or a telescopic measuring rod) and the geodetic method of measurement. After that to evaluate these measurements and make the conclusion concerning the accuracy or inaccuracy of measurements received with the help of the 3D model of the compiled programme PHOTOMODELER.

Bereits seit Längerem wird das terrestrische Laser Scanning zur Vermessung von über- und unterirdischen Bauwerken eingesetzt. Die Forderung nach einer detaillierten digitalen 3D-Dokumentation erfordert geeignete Methoden, die eine möglichst hohe geometrische Auflösung bei entsprechend effizienten Aufnahmeverfahren ermöglichen. Gerade die Bedingungen unter Tage stellen große Herausforderungen an die Aufnahme: Obwohl viele Scanpositionen aufgenommen werden müssen, spielt der Zeitaufwand für die Abwicklung des gesamten Scanprojekts eine große Rolle. Obwohl keine GNSS (Global Navigation Satellite System)-Messungen möglich sind, sind die Anforderungen an die Robustheit des „Workflows“ und an die Genauigkeit des Gesamtprojekts hoch. Auf der einen Seite sollen große und komplexe 3D-Daten möglichst lückenfrei und komplett aufgenommen, auf der anderen Seite sollen die Ergebnisse dann aber auch möglichst vielen Anwendern flüssig und intuitiv bedienbar zur Verfügung stehen. In vielen Details wurde gerade in den letzten Jahren der gesamte Aufnahme- und Auswerteprozess beschleunigt und verbessert: Die Laserscanner messen mit „Millimeter-Genauigkeit“, es können dutzende hochauflösende Scans pro Stunde aufgenommen werden, die Scanpositionen werden auch ohne GNSS-Information automatisch zueinander registriert und eine Ausgleichsrechnung kann abschließend einen Fehlerreport des gesamten Vermessungsprojektes liefern. Diese Arbeit soll sowohl den gesamten „Vermessungs-Workflow“ beschreiben, als auch eine neue Methode aufzeigen, ein Scanprojekt mehreren Institutionen gleichzeitig zugänglich zu machen. Alle Scans eines Projektes können speicheroptimiert im Intranet oder im Internet als ein sogenanntes „RiPANO“-Projekt gespeichert werden. Die Navigation zwischen einzelnen Scanpositionen erfolgt intuitiv, rasch und übersichtlich. Mehrere Benutzer können dann gleichzeitig darauf zugreifen und die Daten so vorbereiten, dass daraus CAD-(Bestands-)Pläne erstellt werden können. / For some time now, terrestrial laser scanning has been used for surveying above and below ground structures. The demand for detailed digital 3D documentation requires suitable methods that allow the highest possible geometric resolution with correspondingly efficient recording methods. The underground conditions in particular pose great challenges for the recording: although many scan positions have to be recorded, the time required to complete an entire scan project plays an important role. Although no GNSS (global navigation satellite system) measurements are possible, the demands on the robustness of the registration and the accuracy of the overall project are high. On the one hand, large and complex 3D data should be recorded as gap-free and complete as possible, on the other hand, the results should be made available to as many users as possible in a fluent and easy to use way.

Der Beitrag beschäftigt sich mit dem Handscanner ZEB-REVO der Firma GeoSLAM. Es werden die Handhabung der Hardware im untertägigen Einsatz und die Weiterverarbeitung der Punktwolken für Anwendungen im Bergbau näher betrachtet. Die Notwendigkeit der Referenzierung der Punktwolken und eine Möglichkeit diese umzusetzen, werden dargelegt. Über den Vergleich der Daten mit Punktwolken von terrestrischen Laserscannern der Firma Riegl in der Software RiScanPro werden Genauigkeitsuntersuchungen angestellt, die dem Anwender die Grenzen des Systems aufzeigen. Schließlich führen die angestellten Untersuchungen zu einer kritischen Bewertung des Systems. / This contribution addresses practical aspects, abilities and limitations in using the ZEBREVO hand-held scanner from GeoSLAM for underground mine mapping. Besides mapping activities, also post-processing of generated point clouds and requirements for georeferencing are discussed. An accuracy assessment is presented by the means of a point cloud comparison, generated by a terrestrial laser scanner from Riegl. Results demonstrate the technical ability and also the limitations of the system ZEB-REVO. Concluding, a critical evaluation of the system is presented.

Kaum eine technologische Neuentwickung der letzten Jahrzehnte hatte auf Anhieb einen derart starken Einfluss auf die markscheiderische und geodätische Praxis wie das Aufkommen unbemannter Flugsysteme (unmanned aerial system, UAS). Bedingt durch Größe und Tragfähigkeit dieser Systeme, beschränkt durch die vorherrschenden rechtlichen Rahmenbedingungen, sowie aufgrund der stetigen Miniaturisierung und Weiterentwicklung moderner Digitalkameras sind ein Großteil der am Markt befindlichen Systeme heutzutage mit Kameras als „eigentliches Vermessungsinstrument“ ausgestattet. Aufgrund der bei Drohnenbefliegungen üblicherweise unregelmäßigen und ungeordneten Bildverbände erfolgt die Auswertung in der Regel mittels automatisierter Mehrbildauswertung aus dem Bereich Computer Vision (Structure from Motion, SfM), wobei trotz zahlreicher erfolgreicher Anwendungen grundlegende Untersuchungen und belastbare Aussagen zur erreichbaren Genauigkeit nach wie vor fehlen. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die markscheiderische Forschung an der Montanuniversität nun schon seit mehreren Jahren mit der Anwendung von UAS im Bergbau, wobei insbesondere hinsichtlich der Ergebnisverantwortlichkeit die Identifikation und Wechselwirkung genauigkeitsrelevanter Einflussparameter den Kern der Arbeiten bildet. Neben Befliegungen im Realmaßstab, nehmen vor allem auch modellhafte Untersuchungen einen hohen Stellenwert in der Erforschung der gesuchten Zusammenhänge ein, welche im vorliegenden Beitrag präsentiert werden. / Hardly any new technological development in recent decades has had such a strong influence on geodetic practice as the emergence of unmanned aerial systems (UAS). Due to the size and carrying capacity of these systems, limited by the current legal framework, as well as due to the constant miniaturization and further development of modern digital cameras, the majority of systems on the market today are equipped with cameras as 'actual surveying instrument'. Due to the usually irregular and disordered image blocks in drone surveys, the evaluation is usually carried out by means of automated multi image evaluation from Computer Vision (Structure from Motion, SfM), whereby despite numerous successful applications fundamental investigations and reliable statements on the achievable accuracy are still missing. Against this background, research at Montanuniversitaet Leoben has been dealing with the application of UAS in mining for several years, whereby the identification and interaction of influencing parameters relevant to accuracy forms the core of the work. In addition to real-scale aerial surveys, model-based investigations also play an important role in the research of the desired interrelationships, which are presented in this article.

Die vorliegende Arbeit widmet sich der Beschreibung und Kritik der am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig für die Erfassung von Streichinstrumenten, insbesondere Geigen, angewendeten Methoden. Objektive Kriterien werden sowohl auf die Erfassung klangrelevanter Komponenten angewendet als auch auf die stilistische Ebene der Geigenbeschreibung ausgeweitet. Im Fokus stehen dabei vor allem die metrologischen Techniken und ausgewählte bildgebende Untersuchungsmethoden. Ziel ist die methodische Präzisierung und Standardisierung, um die diffizilen individuellen Eigenschaften von Geigen in Daten erfassbar und sammlungsübergreifend auswertbar zu machen.:Inhaltsverzeichnis EINFÜHRUNG 9 1 GESCHICHTLICHER HINTERGRUND UND AUSGANGSLAGE 15 Methoden und Dokumentationen in der Geschichte der Sammlung des heutigen Museums für Musikinstrumente der Universität Leipzig 15 1.1 Dokumentation durch Paul de Wit: Kataloge und Geigenzettel-Publikationen 15 1.1.1 Paul de Wit und die Leipziger Musikinstrumentensammlung 15 1.1.2 Paul de Wits Bildband von 1892 und die Kataloge von 1893, 1893–1896 (Nachträge) und 1904 17 1.1.2.1 Der Bildband 17 1.1.2.2 Die Kataloge 20 1.1.2.2.1 Beschreibung der Einzelinstrumente 27 1.1.2.2.2 Maßangaben 27 1.1.2.2.3 Abbildungen 28 1.1.3 Bezüge zwischen Paul de Wits Geigenzettel alter Meister und seiner Sammlung 29 1.2 Dokumentation durch Georg Kinsky: Der Katalog von 1912 35 1.2.1 Wilhelm Heyer und das Musikhistorische Museum in Köln 35 1.2.2 Bestand an Streichinstrumenten im Museum Wilhelm Heyers 36 1.2.3 Die Beschreibung der Streichinstrumente durch Georg Kinsky im Katalog von 1912 42 1.2.3.1 Julius Rühlmanns Geschichte der Bogeninstrumente als Quelle für Georg Kinsky 42 1.2.3.2 Gedanke der Höherentwicklung 43 1.2.3.3 Aussagen zum Klang 44 1.2.3.4 Beschreibungsschema der Streichinstrumente 50 1.2.3.5 Angabe der Orientierung 57 1.2.3.6 Allgemeine Bewertung 57 1.2.3.7 Lack 59 1.2.3.8 Schalllöcher 61 1.2.3.9 Angaben über den Zustand und erfolgte Veränderungen 62 1.2.3.10 Wölbung 63 1.2.3.11 Material 64 1.2.3.12 Korpus 65 1.2.3.13 Typisierende Vergleiche 66 1.2.3.14 Wirbelkasten 66 1.2.3.15 Abbildungen 67 1.2.3.16 Abbildungen von Geigenzetteln 67 1.2.3.17 Angabe von Maßen 69 1.2.3.18 Angaben zu Vorbesitzern 75 1.2.4 Einfluss des Katalogs von Georg Kinsky auf Curt Sachs und Weiterführung der Systematik 81 1.3 Sammlungsentwicklung und inventarisierende Sammlungsdokumentation von 1945 bis 1995 87 1.3.1 Inventar-Kartei 87 1.3.2 Dokumentenordner 90 1.3.3 Sammlungsentwicklung nach 1945 im Spiegel der Erwerbsdokumente 90 1.3.4 Die Situation um 1985 96 1.3.5 Restaurierungsunterlagen 97 1.3.5.1 Dokumentationsweise und Inhaltsübersicht der Restaurierungsakten 98 1.3.5.2 Zustandsdokumentation 102 1.3.5.3 Rubriken der Beschreibung und Vermaßung 102 1.3.5.4 Maßangaben 105 1.4 Grundzüge der Methodenentwicklung 107 1.5 Exkurs: Zur Typenbildung von Merkmalen 112 2 METROLOGIE 115 2.1 Geschichte der Metrologie im Geigenbau und in der Instrumentenkunde 115 2.1.1 Das Maß im Geigenbau ab 1780 – Vorbilder, Empfehlungen, Normen 115 2.1.1.1 Überblick zur Bagatella-Rezeption 118 2.1.1.2 Aus Empfehlungen werden Normen 121 2.1.1.3 Normmaße der modernen Geige 123 2.1.1.4 Metrologie als schöpferische Methode im Geigenbau 126 2.1.3 Metrologie in der Instrumentenkunde 128 2.1.2.1 Inventarergänzende und systematisierende Maße 131 2.1.2.2 Messen für die Maßanalyse 132 2.1.2.3 Vermessen von stil- und klangrelevanten Merkmalen 133 2.1.3 Messtoleranzen und Fehlerquellen bei traditionellen Messtechniken 134 2.1.3.1 Vergleich von Maßstäben und Maßbändern 134 2.1.3.2 Messen „direkt“ oder „über die Wölbung“ – Verschiedene Methoden, verschiedene Ergebnisse 135 2.1.3.3 Messung über die Wölbung – Werteabweichungen gegenüber der direkten Messung 137 2.1.3.4 Weitere Messfehler 140 2.1.3.5 Bewertung der Messmethoden „über die Wölbung“ und „direkt“ und Konsequenzen für die Auswertung 141 2.3.3.6 Aussagekraft von Grundmaßen am Beispiel der Lira MfM 780 144 2.1.3.7 Verortung von Maßen 148 2.1.3.8 Rekonstruktion von Formmaßen 153 2.1.4 Zusammenfassung 156 2.2. Koordinatenmessung – 3D-Laserscan 157 2.2.1 Evaluation von Messtechniken 157 2.2.1.1 Moiré-Topografie 157 2.2.1.2 Streifenprojektionsmesstechnik 158 2.2.1.3 Fotogrammetrische Techniken 159 2.2.1.4 Mechanisches Koordinatenmessen 159 2.2.2 Koordinaten-Laser-Messung 162 2.2.2.1 Beschreibung und Geschichte der Laser-Messung 162 2.2.2.2 Adaption und Verwendung der Laser-Messung am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 164 2.2.2.3 Prototyp 3D-Messbrücke 1997 164 2.2.2.4 Weiterentwickelter 3D-Messtisch 166 2.2.3 In der Praxis zu erreichende Genauigkeit des 3D-Laser-Messtischs am Leipziger Museum 166 2.2.3.1 Fehlerquellen und Fehlerkorrektur 169 2.2.3.2 Fehlerentstehung und Fehlervermeidung an lackierten Oberflächen 170 2.2.3.3 Kantenerkennung bei Laser-Messung 171 2.2.3.4 Laserscanner des Instituts für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft an der Universität Leipzig 173 2.2.4 Bestand an 3D-Laserscans am MfM 174 2.2.4.1 Bestand an Oberflächenscans und Wölbungskurven 175 2.2.4.2 Bestand an Umriss-Daten 177 2.2.5 Möglichkeiten und Anwendungen der optischen Laservermessung 178 2.2.5.1 Anwendungsbeispiele zu Formen und Umrissen 178 2.2.5.2 Verdeutlichen von Asymmetrien 179 2.2.5.3 Vergleich unterschiedlicher Baugrößen 181 2.2.5.4 Rand und Einlagespan – Ist-Maße und Soll-Maße 183 2.2.5.5 Flächen 185 2.2.5.6 Schnitte, Profile – Vergleich der Erfassung von Wölbungsprofilen in analoger, zeichnerischer Übertragung und als Koordinatenmessung im Laserscan 189 2.2.5.7 Anwendungsbeispiele zu Profilen und Schnittdarstellungen 194 2.2.5.8 Erfassen feinster Oberflächenstrukturen 199 2.2.5.9 Ausblick – zukünftige Auswertungen 199 2.3.6 Bearbeitung von Messkurven 201 2.2.6.1 Geometrische Entzerrung von Messkurven 201 2.2.6.2 Fehler bei der grafischen Darstellung von Oberflächen 202 2.2.7 Bewertung der Laser-Koordinatenmessung 203 2.3 Techniken zur Stärkenmessung an Resonanzplatten 205 2.3.1 Evaluation der Techniken zur Stärkenmessung 205 2.3.1.1 Durchlicht-Methode am Lichttisch 205 2.3.1.2 Mechanische Abtastungen 206 2.3.1.3 Magnetische Methode 207 2.3.1.4 Elektronisch-magnetische Methode 207 2.3.1.5 Messung mit Ultraschall 208 2.3.1.6 Zusammenfassung zu den Techniken der Stärkenmessung 209 2.3.2 Erfassung und Dokumentation von Holzstärken am Leipziger Museum 210 2.3.2.1 Bestand an Holzstärkenmessungen nach Erfassungsschema 1 (punktuell) am Leipziger Museum 210 2.3.2.2 Bestand an Holzstärkenmessungen nach Erfassungsschema 2 (vollflächig) am Leipziger Museum 211 2.3.3 Möglichkeiten und Anwendungen der feinaufgelösten, flächigen Holzstärkenerfassung 215 2.3.3.1 Praktisch vorkommende Typen der Holzstärkenverteilung 215 2.3.3.2 Holzstärkenkonzepte – Lehrmeinungen und praktische Befunde 225 2.3.3.3 Holzstärken – Arbeitsweise und Konstruktion 230 2.3.3.4 Holzstärken und Klang 231 2.3.3.5 Zeit- und werkstattspezifischer Umgang mit Holzstärken 233 2.3.3.6 Nachvollziehen und Dokumentieren von Veränderungen 234 2.3.3.7 Rekonstruktion möglicher früherer Zustände 235 2.3.3.8 Sicherheit: Identifikation einzelner Instrumente 238 2.3.3.9 Zusammenfassende Betrachtung und Ausblick zur Messung und Kartierung von Holzstärken 239 3 FOTOGRAFISCHE TECHNIKEN 242 3.1 Bilder vor der Fotografie 243 3.2 Das Verhältnis von Abbild und Maß 245 3.3. Allgemeine geometrische Abbildungsfehler und Auswertungsmöglichkeiten von Fotografien 246 3.4 Fotostandards für die Aufnahme in der Instrumentenkunde 247 3.5 Fotografische Techniken am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 250 3.5.1 Bildtypen im Fotobestand des Leipziger Museums 250 3.5.2 Glasnegative 253 3.5.2.1 Geschichte und Technik der Glasplattenfotografie 253 3.5.2.2 Bestand von Glasnegativen am Leipziger Museum 254 3.5.2.3 Entstehungszeit und Entstehungszweck der Glasnegative 259 3.5.2.4 Bildauflösung der Glasnegative 264 3.5.2.5 Metrische Auswertungen von Glasnegativen 265 3.5.2.6 Bewertung der Glasnegative 269 3.5.3 Sicherheitsfotos 270 3.5.3.1 Sicherheitsfotos vom Typ 1, von etwa 1970 bis 1995 271 3.5.3.2 Bestand an Sicherheitsfotos vom Typ 1, um 1970 bis 1995 271 3.5.3.3 Sicherheitsfotos vom Qualitätstyp 3, 1996 bis 1999 272 3.5.3.4 Bestand an Sicherheitsfotos vom Qualitätstyp 3, 1996 bis 1999 273 3.5.3.5 Angewendete Aufnahmestandards für die Sicherheitsfotos vom Qualitätstyp 3 274 3.5.3.7 Ausblick zur Formerkennung durch Bildauswertung am Beispiel der Schneckenformen 278 3.5.4 Endoskopie 286 3.5.4.1 Bestand an endoskopischen Fotografien am Leipziger Museum 286 3.5.4.2 Anwendungsbeispiele der Endoskopie 289 3.5.5 UV-Licht-Fotografie 292 3.5.5.1 Bestand an UV-Fotografien am Leipziger Museum 293 3.5.5.2 Anwendungsbeispiele der UV-Fluoreszenz und ihrer fotografischen Dokumentation 294 3.5.5.3 Bewertung des bestehenden UV-Foto-Bestands und Ausblick 298 3.5.6 Zusammenfassende Bewertung der Bildquellen und Ausblick 298 4 RADIOLOGIE 300 4.1 Röntgenbilder 300 4.1.1 Beschreibung der Röntgenuntersuchung 300 4.1.1.1 Röntgenuntersuchung in der Instrumentenkunde und speziell am MfM 302 4.1.1.2 Vergleich unterschiedlicher Röntgentechniken bei der Anwendung für instrumentenkundliche Untersuchungen 304 4.1.2 Bestand an Röntgenbildern und Röntgendokumentationen am Leipziger Museum 308 4.1.2.1 Analoge Röntgenbilder auf Filmen 308 4.1.2.2 Digitale Röntgenbilder 308 4.1.2.3. Röntgendokumentationen in Abfotografien, Zeichnungen und in Schriftform 309 4.1.3 Möglichkeiten der Röntgenuntersuchung an Beispielen 312 4.1.3.1 Grundsätzliches zur Interpretation von Röntgenbildern 312 4.1.3.2 Messen an Röntgenbildern 317 4.1.3.3 Konstruktion und Technologie 318 4.1.3.4 Reparatur und Umbau 321 4.1.3.5 Material und Bildvorlage für die Dendrochronologie 324 4.1.4 Bewertung des Röntgens 325 4.2 Computertomografie 326 4.2.1 Beschreibung und Techniken der Computertomografie 326 4.2.2 Bestand an computertomografischen Untersuchungen am Leipziger Museum 328 4.2.3 Möglichkeiten computertomografischer Untersuchungen an Beispielen 330 4.2.3.1 Möglichkeiten der Darstellung und Auswertung 332 4.2.3.2 Auflösungsgenauigkeiten und Vermessungen 333 4.2.3.3 Bild- und Messfehler 335 4.2.3.4 Beurteilen von Konstruktion und Materialverbindungen 338 4.2.3.5 Beurteilen von Materialien 340 4.2.4 Bewertung radiologischer Untersuchungen und Ausblick 342 5 SKIZZEN UND TECHNISCHE ZEICHNUNGEN – ZUSAMMENFÜHRENDE DOKUMENTATIONEN 344 5.1 Allgemeine Betrachtungen zu Skizzen und technischen Zeichnungen 344 5.2 Skizzen als Arbeits- und Dokumentationshilfe am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 345 5.3 Geschichte und Bestand von technischen Zeichnungen am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 350 5.3.1 Informationsgehalt der Technischen Zeichnungen 353 5.4 Zusammenfassende Bewertung von Skizzen und Zeichnungen 355 6 KLANGERLEBEN UND KLANGDOKUMENTATION 357 6.1 Zum Bestand der Klangdokumentationen 357 6.2 Die Geige als Objekt akustischer Forschungen im 20. Jahrhundert 358 6.3 Wörtliche Klangbewertungen in den Erwerbsunterlagen 361 6.4 Anspielproben 1997 – analytische Hörtests mit Worturteil 363 6.4.1 Ablauf, Möglichkeiten und Aussagewert der Tondokumentationen von 1997 364 6.5 Physikalisch-akustische Untersuchungen 371 6.5.1 Ergebnisse der akustischen Messungen und deren Bewertung 372 6.6. Zur Geschichte von Klangerleben, Klangforschung und Klangdokumentation am Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 373 6.7 Bestand an Klangdokumentationen von Geigeninstrumenten des Museum für Musikinstrumente der Universität Leipzig 378 6.7.1 Abwägung einer Tonaufnahme – Beispiel Violoncello piccolo MfM 918 381 6.7.2 Produzierte und auf Tonträger veröffentlichte Tonaufnahmen mit nachweisbarer Verwendung von Sammlungsinstrumenten bis 1990 382 6.7.3 Aufnahmen mit rekonstruierbarer Instrumentenzuweisung und möglicher Verwendung von Sammlungsinstrumenten 384 6.7.4 Aufnahmen ab 1999 386 6.7.4.1 Tonaufnahmen für CD und 3D-Raumklang-System im Projekt Entwurff einer wohlbestallten Music 386 6.7.4.2 Tonaufnahmen für CDs mit den Kopien der Freiberger Renaissancegeigen 390 6.8 Zusammenfassung 395 6.8.1 Auditive Klangdokumente; Klangbewertung nach musikalischem Erleben und analytischem Hören 395 6.8.2 Zur Notwendigkeit von Klangerleben und Klangbeschreibungen – am Beispiel der Geigen im Freiberger Dom 397 6.8.3 Akustische Messungen 398 6.8.4 Bewertung und Ausblick 398 ZUSAMMENFASSENDE SCHLUSSBETRACHTUNG UND AUSBLICK 401 LITERATUR 406 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 425 ERKLÄRUNG 426