Mit allen bergbaulichen Tätigkeiten, von der Erkundung über die Gewinnung bis hin zur Wiedernutzbarmachung, und der Bergbau begleitenden Infrastrukturprojekte gehen unvermeidbare Eingriffe in den Naturhaushalt einher. Entsprechend den Regelungen im Bundesnaturschutzgesetz sind hierfür Kompensationen zu leisten, die die Leistungs- und Funktionsfähigkeit des Naturhaushalts weiter gewährleisten. Zur Verwaltung solcher Maßnahmen befindet sich derzeit bei MIBRAG ein GIS-basiertes Kompensationskataster im Aufbau, welches im Kontext stehende Informationen und Belange dokumentiert. Als Resultat steht ein Informations- und Verwaltungstool zur Verfügung, das den Prozess vom Eingriff über die Kompensationsplanung und -realisierung bis hin zum Monitoring in seiner Komplexität abbildet und dokumentiert. / Any mining activity - from exploration to mining and reclamation – as well as infrastructure projects associated with mining have inevitable impact on ecosystems. Pursuant to the regulations set forth in the Federal Nature Conservation Act, compensation must be provided in such cases in order to further safeguard ecosystem productivity and functionality. A GIS-based compensation register documenting information and questions relevant in this context is currently under construction at MIBRAG in order to manage such measures. As a result, an information and management tool will be available mapping and documenting the whole process in its complexity - from nature intervention to compensation planning/implementation and monitoring.

Im September 1970 beschloss die Bundesregierung, eine Bundesrohölreserve anzulegen und zusätzlich zu den Pflichtvorräten der Mineralölgesellschaften 10 Millionen Tonnen Rohöl (Öl) untertägig zu speichern. Im Juni 1971 wurde die damalige bundeseigene Industrieverwaltungsgesellschaft mbH (IVG) als Generalunternehmerin beauftragt, die anfänglich 19 Kavernen für die Rohölreserve zu bauen. Als geeigneter Standort für die Errichtung der Kavernen wurde Etzel im Landkreis Wittmund ausgewählt. Die Entwicklung des Kavernenfeldes Etzel begann 1973, als die ersten Bohrungen niedergebracht wurden. Neben der ursprünglichen Funktion als Öl,- Gasöl,- oder Benzinspeicher, wurde auch Erdgas - Grundlage hierfür ist ein Staatsvertrag mit Norwegen – in bestehende Kavernen eingespeichert. Es erfolgen weitere Ausbauphasen zu insgesamt (Stand 2018) 24 Ölkavernen, 51 Gaskavernen und 11 Soleproduktionskavernen und macht das Kavernenfeld zu einem der größten Kavernenspeicher Europas.

Seit über 500 Jahren wird im Erzgebirge Kalkstein bergmännisch gewonnen. Hat man die Vorkommen erst im Tagebau aufgeschlossen, so werden die Lagerstätten ab dem frühen 20. Jahrhundert im Tiefbau gewonnen. Die Firma GEOMIN betreibt als heutige Eigentümerin an drei Standorten entlang des Erzgebirgskamms Gruben- und Aufbereitungsbetriebe, in denen aus dolomitischem und calcitischem Marmor hochwertige Produkte für die Bauchemie, die Kunststoff-, Beton- und Putzindustrie sowie für die Farben- und Lackindustrie hergestellt werden. Aufgrund der Erschöpfung zwei der drei Lagerstätten konzentriert sich der untertägige Abbau seit dem Jahr 2017 am Standort Hammerunterwiesenthal. Vorgesehen ist für die nächsten 50 Jahre eine Kombination aus übertägigem (Aufschluss im Tagebau) und untertägigem Abbau. In diesem Beitrag soll der Verfahrensweg der Planfeststellung dargestellt und ein Einblick in die anstehenden Aufgaben der Markscheiderei gegeben werden. / For more than 500 years limestone has been mined in the Erzgebirge. In the past the deposits have only been opened up in opencast mines and are being mined underground from the early 20th century. The company GEOMIN, as the current owner, operates mining and processing plants at three locations along the Erzgebirgskamm, where high-quality products are fabricated for the construction chemicals, the plastics, concrete and plaster industries as well as for the paint and coatings industry from dolomitic and calcitic marble. Two of three deposits are exhausted, thus the underground mining has been concentrated at the Hammerunterwiesenthal location since 2017. For the next 50 years, a combination of open pit mining and underground mining is planned. In this article the plan-approval procedure is presented and an insight into the upcoming tasks of the mine surveying team is provided.

Für die photogrammetrische Datenakquise und Auswertung befindet sich seit dem Frühjahr 2017 ein Unmanned Aerial Vehicle (UAV) bei der GALA-MIBRAG-Service GmbH im Einsatz. Mit diesem werden kleingliedrige Strukturen, geotechnische Ereignisse und zeitlich begrenzt vorhandene Haufwerke erfasst. Die Integration dieser Messungen in die bestehenden Arbeitsabläufe erfordert in Abhängigkeit der eingesetzten Hard- und Software bestimmte Be- und Verarbeitungen für eine fachgerechte Auswertung. Betrachtet wurden diese Bearbeitungen, in Zusammenhang mit einer Abschätzung der erreichbaren Genauigkeiten, im Rahmen einer Abschlussarbeit (Menge, 2018). Im Zuge dieser Veröffentlichung werden, neben der grundsätzlichen Vorstellung der eingesetzten Hard- und Software, die durchgeführten Untersuchungen bezüglich erreichbarer Genauigkeiten näher beleuchtet. Dies umfasst insbesondere die durchgeführte Kamerakalibrierung. / In spring of 2017 an unmanned aerial vehicle has been acquired by the GALA-MIBRAG-Service GmbH for photogrammetric data acquisition and evaluation. It is used to record small-limbed structures, geotechnical events and temporarily limited heaps. The integration of such measurements into existing processes requires data processing, dependent upon the used evaluation Software. This overall process was considered in connection with an estimation of achievable accuracies in the context of a thesis. In course of this publication, this process will be examined in more detail, with special attention given to the performed camera calibration, and a basic presentation of the used hard- and software with its corresponding peculiarities will be given.

Die interdisziplinäre ESF Nachwuchsforschergruppe ARIDuA forscht seit dem 01. Juli 2017 institutsübergreifend an der TU Bergakademie Freiberg im Themenkomplex Autonome Roboter und Internet der Dinge in untertägigen Anlagen. Gegenstand der Forschung ist es, Schlüsseltechnologien für den entstehenden „Bergbau 4.0“ zu entwickeln. Hierzu zählen Roboternavigation, Sensorintegration und Langzeitmessungen, Big Data im bergbaulichen Kontext und automatisierte geologische Kartierung. Der Beitrag gibt einen Überblick über ARIDuA und die „automatisierte geologische Kartierung“. Es werden Anforderungen an eine automatisierte geologische Kartierung dargestellt und das darauf basierende Messfahrzeug, das u.a. mit einer Hyperspektralkamera ausgestattet ist. Es wird ein Auswertungsschema beschrieben, das die Klassifizierung der Messdaten mit einem geostatistischen Ansatz kombiniert und pixelgenau die Auftrittswahrscheinlichkeit der Gesteinsklassen angibt. / The interdisciplinary ESF Junior Research Group ARIDuA is investigating the topic “Autonomous Robots and Internet of Things in Underground Mining”. Therefore it implements key technologies for the new sector of “Mining 4.0”. Focusing on the application of mobile robots in underground, a wireless sensor network is implemented and synergies are identified. This also results in significant benefits for the mining sector. In this context, an outline of a geological analysis system capable of pixel-wise mineral classification is presented. A hyper-spectral-camera mounted on a mobile vehicle is used inside an underground mine in combination with multiple state-of-the-art RGB cameras. The reason why this is necessary, the requirements, and the concept of data analysis is described. The automated mine survey generates an occurrence probability of each mineral class for each pixel. Therefore, it combines classification with geostatic methods.

Für die automatisierte Überwachung technischer Einbauten in untertägigen Bergwerksanlagen auf Basis dreidimensionaler Punktwolken wurde ein Geomonitoringverfahren, bestehend aus Datenaufnahme und -analyse, entwickelt. Es werden zwei Ansätze zur semantischen Klassifizierung von dreidimensionalen Punktwolken betrachtet, die Multi-Skalen-Feature-Extraktion und die Anwendung eines dreidimensionalen Faltenden Neuronalen Netzes. Die Methode der Multi-Skalen-Feature-Extraktion bestimmt durch festgelegte Berechnungsvorschriften Features allein aus den Koordinaten eines Punktes und seiner Nachbarn auf mehreren Längenskalen. Diese werden zu Feature-Vektoren zusammengefasst und dienen als Input für einen Random Forest-Klassifizierer. Die Anwendung eines dreidimensionalen Faltenden Neuronalen Netzes erfordert nur die Vorverarbeitung der Punktwolke zu einem Voxel-Grid und liefert dann direkt Klassifizierungsergebnisse. In einer exemplarischen Anwendung beider Ansätze zur Detektion von Stempeln, Schienen und Stößen in einer untertägigen Szene werden Klassifizierungsgenauigkeiten von über 90 % erreicht.

Der Beitrag informiert über Themen und Aktivitäten am Institut für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg im Zeitraum 2017/2018. / This contribution highlights activities and research topics, which form the focus of research, teaching and outreach of the Department of Mine Surveying and Geodesy of the TU Bergakademie Freiberg during the period 2017/2018.

Am 17. und 18. Mai 2018 fand der 19. Geokinematische Tag der TU Bergakademie Freiberg statt. Im Mittelpunkt der Fachtagung standen Anwendungen von Robotik und virtuelle Realität im Bergbau sowie Geomonitoring und geostatistische Analysen von Lagerstätten und Bergschäden. Auch wurden effiziente Methoden zur flächigen 2D- oder 3D-Datenerfassung, wie Terrestrisches oder Airborne-Laserscanning und auch die Fernerkundung vorgestellt. Ein Höhepunkt war der Vortrag des Projektes UNEXMIN, das neuartig entwickelte Unterwasserroboter vorstellte, die autonom den Zustand von gefluteten Gruben erfassen sollen. Die Vielfalt der Vortragsthemen aus Praxis und Wissenschaft verdeutlichte, dass das Markscheidewesen in allen Stadien der Rohstoffgewinnung wichtige Beiträge leistet: von der Neuaufschließung von Lagerstätten, über die Planung und operative Betriebsführung, bis hin zur Rekultivierung, zur Nachbergbauphase und der Endlagerung

Die technologischen Fortschritte in dem Bereich der virtuellen Realität (VR) werden zukünftig erhebliche Auswirkungen auf unser Alltagsleben haben. Denn durch VR ist es heute schon möglich, eine computererzeugte Welt als virtuelle Wirklichkeit praktisch zu erforschen. So kann man z.B. in die Vergangenheit oder in ein virtuelles Museum eintauchen, ohne die gegenwärtige Position im realen Leben zu verlassen. Für so eine ultimative VR-Erfahrung sieht der Anwender nur die virtuelle Welt, in dem er ein Head-Mounted-Display (HMD) aufsetzt, um sich so von der physikalischen Welt abzutrennen. Baudenkmäler sind ideal geeignet für eine mehrdimensionale geometrische Dokumentation und für realistische interaktive Visualisierungen in immersiven VR-Anwendungen. Unterstützend bietet die Spieleindustrie mit den entsprechenden Game Engines Werkzeuge für interaktive Visualisierungen von Objekten an, um so die Nutzer zu motivieren, Objekte und deren Umgebung virtuell zu besichtigen. In diesem Beitrag wird die Generierung von verschiedenen virtuellen 3D-Modellen wie z.B. die Selimiye-Moschee von Edirne (Türkei) oder das Holzmodell des Salomonischen Tempels und andere bis hin zur Datenintegration in die Game Engines Unreal oder Unity aufgezeigt. Der Arbeitsablauf von der Datenerfassung bis zur immersiven VR-Visualisierung mit dem VR-System HTC Vive wird einschließlich der notwendigen Programmierung für die Navigation in VR beschrieben. Außerdem wird der mögliche Einsatz (einschließlich der simultanen Teilnahme multipler Anwender) von solchen VR-Visualisierungen für z.B. Baudenkmäler in diesem Beitrag diskutiert. / Recent advances in contemporary Virtual Reality (VR) technologies are going to have a significant impact on everyday life. Through VR it is possible to virtually explore a computer-generated environment as a different reality, and to immerse oneself into the past or in a virtual museum without leaving the current real-life situation. For such an ultimate VR experience, the user should only see the virtual world. Currently, the user must wear a VR headset which fits around the head and over the eyes to visually separate himself from the physical world. Via the headset images are fed to the eyes through two small lenses. Cultural heritage (CH) monuments are ideally suited both for thorough multi-dimensional geometric documentation and for realistic interactive visualisation in immersive VR applications. Furthermore, VR is increasingly in use for virtual museums to enhance a museum visitor’s experience by providing access to additional materials for review and knowledge deepening either before or after the real visit. Using today’s available 3D technologies a virtual museum is no longer just a presentation of collections on the Internet or a virtual tour of an exhibition using panoramic photography. Additionally, the game industry offers tools for interactive visualisation of objects to motivate users to virtually visit objects and places. In this paper the generation of virtual 3D models for different cultural heritage monuments (e.g. the Selimiye mosque in Edirne, Turkey and the wooden model of Solomon´s Temple and others) and its processing for data integration into the two game engines Unity and Unreal are presented. The workflow from data acquisition to VR visualisation using the VR system HTC Vive, including the necessary programming for navigation and interactions, is described. Furthermore, the use (including simultaneous use of multiple end-users) of such a VR visualisation for CH monuments is discussed in this presentation.

Die visuelle Präsentation von Information bringt verschiedene Vorteile im Hinblick auf eine Analyse der gegebenen Daten mit sich. Eine übersichtliche Aufbereitung und Darstellung der vorhandenen Daten ist unabdingbar für die umfassende Auswertung und kann zudem das Erkennen von Zusammenhängen von Informationen aus heterogenen Datenbestän-den erleichtern. Mit steigender Anzahl sowie Komplexität des Informationsgehaltes der zu analysierenden Daten wird eine intuitive Exploration allerdings immer schwieriger. Dies gilt insbesondere für den Fall von dreidimensionalen Daten, welche heutzutage in fast allen Bereichen wie der Medizintechnik, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und insbesondere auch der Rohstoffindustrie eine wichtige Rolle spielen. Dies ist sowohl auf die Standard-Eingabegeräte (Tastatur und Maus) als auch auf die Ausgabegeräte (Monitor) zurückzuführen, da diese im Normalfall zweidimensional orientiert sind. Das Auge kann zwar die dreidimensionalen Strukturen in den generierten Bildern erkennen, aber ein präziser Eindruck der Räumlichkeit, der für eine gute Datenanalyse erforderlich wäre, wird dabei nicht vermittelt. Außerdem erweist sich die Navigation im dreidimensionalen Raum mit weniger dimensionalen Eingabegeräten als schwierig und vor allem wenig intuitiv. Die „Virtual Reality“ (VR) stellt nun dem Benutzer eine Umgebung zur Verfügung, in der mit Hilfe von speziellen Ein- und Ausgabegeräten die Exploration im dreidimensionalen Raum erheblich einfacher ist. Dabei ist VR definiert als eine vom Computer generierte Umgebung, die ein Betrachter mit seinen natürlichen Sinnen als real erlebt und mit der er interagieren kann. Durch die stereoskopische Visualisierung wird eine immersive Darstellung erreicht. Dazu ist zwar spezielle Hardware notwendig, allerdings bietet sich auch eine besonders intuitive Möglichkeit zur Exploration dreidimensionaler Daten. Ein besonderer Vorteil liegt gerade darin, dass die Daten-Präsentation nun multimodal, also unter Einbeziehung mehrerer Sinne des Anwenders, möglich ist. Dazu kann neben dem visuellen Eindruck auch der akustische oder sogar der haptische einbezogen werden. VR ist dabei nicht wirklich neu. Bereits vor mehr als 50 Jahren gab es Ansätze für erste Head-Mounted-Displays, allerdings waren dies entsprechend unhandliche Geräte, welche hauptsächlich zu Forschungszwecken eingesetzt wurden. Vor allem in den letzten Jahren hat die technologische Entwicklung derartige Hardware jedoch massentauglich gemacht und verschiedene Lösungen unterschiedlicher Anbieter sind zu einem akzeptablen Preis für den Endanwender verfügbar. Durch die vielseitigen Funktionalitäten moderner Smart-phones/Tablets wie Sensorik, Kameras, Prozessorgeschwindigkeit, Speicherplatz etc. spielt heute auch die sog. „Augmented Reality“ (AR) eine wichtige Rolle. Unter AR versteht man die computergestützte Erweiterung der menschlichen Wahrnehmung. Mobile Geräte mit entsprechenden Applikationen versehen dabei Aufnahmen der Realität in Echtzeit mit kontextabhängigen Zusatzinformationen. VR und AR haben generell zwar unterschiedlichen Anwendungsgebiete, allerdings gibt es auch gewisse Überschneidungen. Um dieser Tatsache begrifflich gerecht zu werden, wurde auch der Ausdruck „Mixed Reality“ (MR) geprägt. Aktuelle Untersuchungen anerkannter Marktforschungsinstitute prognostizieren für derartige Technologien in den nächsten Jahren ein enormes Potential, nicht nur im Bereich der Unterhaltungsindustrie. Bereits heute gibt es viele Branchen, in denen VR/AR eine wichtige Rolle im alltäglichen Prozess darstellt. Beispiele sind etwa Architektur, Automobilindustrie oder auch Touristik. Aufgrund der komplexen Gegebenheiten und sich ständig verändernden 3D-Modellen ist aber gerade in der Rohstoffgewinnung die Anwendung von VR/AR sinnvoll. Dies ist dabei in vielen Bereichen denkbar und erstreckt sich nahezu über die gesamte Wertschöpfungskette: • Exploration des Ressourcenmodells • Bergwerksplanung • 3D-Darstellung des Grubengebäudes • Überwachung von Produktionsbereichen • Remote-Steuerung von Maschinen Durch die Möglichkeit einer immersiven Exploration von beispielsweise dreidimensionalen geologischen Daten und einer Überlagerung mit den Ergebnissen aus Planungsprozessen können etwa verschiedene Szenarien intuitiv präsentiert und analysiert werden. Dies hilft nicht nur der Planungsingenieur bei der täglichen Arbeit, sondern vereinfacht auch die Kommunikation beispielsweise mit möglichen Investoren oder Managern, da diese sich aufgrund der Art der Darstellung im wahrsten Sinne des Wortes ein besseres Bild machen können. Die XGraphic GmbH entwickelt seit nunmehr 25 Jahren Individualsoftware und technische Systeme mit interaktiven grafischen Komponenten für vielfältige Einsatzgebiete. Schwerpunkte bilden dabei Software-Applikationen für das Infrastruktur- und Informationsmanagement, Planungstools, Prozessüberwachung sowie Applikationen für mobile Endgeräte. In der Regel basiert die Präsentation der Daten immer auf Basis eines geeigneten 3D-Modells. Aktuell wird daher insbesondere auch im Rahmen von Forschungsprojekten daran gearbeitet, VR/AR in bestehende Softwarelösungen zu integrieren und für die Anwendung in der Rohstoffgewinnung nutzbar zu machen.