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Entwicklung einer Methodik zur Bewertung von Handlungsalternativen im internationalen KleinbergbauGrießl, Elisabeth 25 February 2015 (has links) (PDF)
Der Kleinbergbau ist ein bedeutender Wirtschaftszweig. Ein großer Anteil der Kleinbergbauaktivitäten wird informell oder illegal durchgeführt. Wichtige Merkmale dieser Formen des Kleinbergbaus sind ein hoher Beschäftigungsgrad, eine geringe Technisierung und Mechanisierung aller Arbeiten, sowie ein niedriger Kapitaleinsatz. Diese Bergbauaktivitäten sind vor allem in Entwicklungs- und Schwellenländern auf den Kontinenten Mittel- und Südamerika, Afrika und Asien verbreitet. Der informelle und illegale Kleinbergbau ist Lebensgrundlage für weltweit ca. 15 Mio. Menschen, die in diesem Sektor direkt beschäftigt und etwa 100 Mio. die indirekt davon abhängig sind. Neben der positiven Tatsache, dass der Kleinbergbau ein wichtiger Wirtschaftsfaktor ist sowie Beschäftigung und Wertschöpfung schafft, sind mit ihm erhebliche negative soziale und ökologische Auswirkungen verbunden. Um gezielte Handlungsempfehlungen in Form von Projekten zur Weiterentwicklung des Kleinbergbausektors aufzuzeigen, wurde in dieser Arbeit
ein computergestütztes Expertensystem (XPS) entwickelt. / Artisanal and small-scale mining (ASM) is an important economic sector. A large amount of ASM activities are carried out in an informal or illegal way. These specific types of ASM are characteristic for being labor-intensive and capital-, mechanization- and technology-poor. In general ASM takes place within developing and emerging countries of Middle and South America, Africa and Asia. Informal and illegal ASM forms a livelihood for a population of approx. 15 Mio people worldwide, who are directly employed within the sector and about 100 Mio, who are indirectly dependent on it. On the one hand ASM is an important economic factor but on the other hand it has significant negative social and environmental impacts. In order to develop targeted recommendations for the further development of ASM, a computer-based expert system (XPS) was programmed within this dissertation.
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Entwicklung einer Methodik zur Bewertung von Handlungsalternativen im internationalen KleinbergbauGrießl, Elisabeth 10 April 2014 (has links)
Der Kleinbergbau ist ein bedeutender Wirtschaftszweig. Ein großer Anteil der Kleinbergbauaktivitäten wird informell oder illegal durchgeführt. Wichtige Merkmale dieser Formen des Kleinbergbaus sind ein hoher Beschäftigungsgrad, eine geringe Technisierung und Mechanisierung aller Arbeiten, sowie ein niedriger Kapitaleinsatz. Diese Bergbauaktivitäten sind vor allem in Entwicklungs- und Schwellenländern auf den Kontinenten Mittel- und Südamerika, Afrika und Asien verbreitet. Der informelle und illegale Kleinbergbau ist Lebensgrundlage für weltweit ca. 15 Mio. Menschen, die in diesem Sektor direkt beschäftigt und etwa 100 Mio. die indirekt davon abhängig sind. Neben der positiven Tatsache, dass der Kleinbergbau ein wichtiger Wirtschaftsfaktor ist sowie Beschäftigung und Wertschöpfung schafft, sind mit ihm erhebliche negative soziale und ökologische Auswirkungen verbunden. Um gezielte Handlungsempfehlungen in Form von Projekten zur Weiterentwicklung des Kleinbergbausektors aufzuzeigen, wurde in dieser Arbeit
ein computergestütztes Expertensystem (XPS) entwickelt. / Artisanal and small-scale mining (ASM) is an important economic sector. A large amount of ASM activities are carried out in an informal or illegal way. These specific types of ASM are characteristic for being labor-intensive and capital-, mechanization- and technology-poor. In general ASM takes place within developing and emerging countries of Middle and South America, Africa and Asia. Informal and illegal ASM forms a livelihood for a population of approx. 15 Mio people worldwide, who are directly employed within the sector and about 100 Mio, who are indirectly dependent on it. On the one hand ASM is an important economic factor but on the other hand it has significant negative social and environmental impacts. In order to develop targeted recommendations for the further development of ASM, a computer-based expert system (XPS) was programmed within this dissertation.
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Investigation of mining subsidence prediction under tectonic influencesBabaryka, Aleksandra 26 January 2024 (has links)
This dissertation addresses the challenge of predicting human-induced subsidence in tectonic settings. The study focuses on the non-symmetric and shape-defying nature of subsidence troughs in tectonic regions, which deviates from conventional symmetric models. The aim of the dissertation is to improve the accuracy of subsidence prediction by incorporating horizontal stress effects into empirical methods. Through a combination of numerical investigations and empirical modelling, the research reveals stress-induced patterns in subsidence profiles. The developed model, based on various concepts, successfully incorporates asymmetry and shape deviation, resulting in significantly improved prediction accuracy. Application of the model to a real subsidence case in a salt cavern shows a 30% improvement in prediction (based on mean squared error comparison with classical solution). This new solution covers subsidence profile patterns not previously considered by empirical models.:Inhalt
1 Introduction
2 State of the art
2.1 Subsidence prediction methods
2.1.1 Empirical subsidence prediction method overview
2.1.2 Numerical methods for subsidence prediction
2.2 Subsidence monitoring methods
2.2.1 Observation methods
2.2.2 Interplay and evolution of techniques
2.3 Subsidence anomalies
2.4 In-situ-stress field
2.5 Subsidence prediction methods for anomalies
2.6 Conclusions
3 Goals and objectives
4 Foundations
4.1 Empirical subsidence prediction methods
4.1.1 Convergence
4.1.2 Transmission coefficient
4.1.2 Influence factor
4.2 Numerical models for subsidence case
4.2.1 Grid size for subsidence case
4.2.2 Boundary conditions
4.2.3 Constitutive models
4.3 Validation
4.3.1 Observation methods
4.3.2 Parameter estimation
4.3.3 Global parameter estimation
4.3.4 Local parameter estimation
4.3.5 Quality measures for result valuation and validation
5 Methodology
6 Numerical investigation
6.1 Preliminary investigation
6.1.1 Method
6.1.2 Choice of constitutive model
6.1.3 Model and input data
6.1.4 Preliminary investigation results
6.2 Design of the main experiment: non-uniform stress distribution
6.2.1 Constitutive model and input data
6.2.2 Model simplification
6.2.3 Output data
6.3 Contribution of asymmetrical stress distribution
6.3.1 Discussion of the basic distribution form
6.3.2 Discussion of maximum subsidence
6.3.3 Discussion of assymetry
6.3.4 Discussion of influence angle
6.4 Conclusions
7 Adaptation of an empirical model to the discovered features
7.1 Subsidence asymmetry
7.2 Subsidence shape flexibility
7.3 Unifying solution
7.4 Conclusion and outlook
8 Application to a full scale
8.1 General information for a salt cavern storage field
8.2 Estimation of the observed subsidence surface as reference
8.3 Model implementation
8.3.1 Parameter estimation results
8.4 Statistical validation of models
8.5 Conclusions
9 Conclusion
9.1 Limitations
9.2 Outlook
References
Appendix
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Die erste neu aufgefahrene Tiefbausohle der Wismut AG im Revier Schlema-Alberoda - Befahrung der -60 m- SohleStark, Jörg 27 May 2024 (has links)
No description available.
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UAV Vermessung im Bergbau - Stand der Forschung und AusblickTscharf, Alexander, Rumpler, Markus, Mayer, Gerhard, Fraundorfer, Friedrich, Bischof, Horst 29 July 2016 (has links)
Die Herstellung von optisch realistischen und hochgenauen 3D Modellen stellt eine zentrale Frage im Bereich der geodätischen und markscheiderischen Forschung dar. Mit dem zusehenden Aufkommen unbemannter Flugsysteme haben sich photogrammetrische Messsysteme als erschwingliche und flexible Alternative etabliert, wobei zur Gewährleistung definierter Genauigkeiten und somit zur Verwendung vergleichbarer Systeme für vermessungstechnische Anwendungen eine sorgfältige Flugplanung, Durchführung und Auswertung unbedingte Erfordernisse sind.
Im vorliegenden Beitrag wird einerseits auf die laufenden Forschungen zu Genauigkeit und Anwendbarkeit der UAV-basierten Vermessung im Bergbau eingegangen und andererseits werden zukünftige Forschungstendenzen aufgezeigt, wodurch in neue, bislang nicht erreichbare Anwendungsfelder, vorgedrungen werden könnte. / Creating and visualizing realistic and accurate 3D models is a central ambition of research in the field of geodesy and mine surveying. Due to the increasing affordability of un-manned aerial vehicles (UAVs) photogrammetric systems have been well established as affordable and flexible alternative. In order to ensure a certain accuracy and thus to enable the usage for surveying applications, careful flight planning, implementation and evaluation are of special importance.
This paper discusses the ongoing research on accuracy and applicability of UAV-based mine surveying as well as future research tendencies, whereby new, currently not achievable fields of application could be investigated.
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UAV-gestützte Vermessung im Bergbau – Abschätzung der Genauigkeit bei Verwendung von Structure from MotionTscharf, Alexander, Mayer, Gerhard, Fraundorfer, Friedrich, Bischof, Horst 16 July 2019 (has links)
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.
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Erläuterungen zur Karte 'Mineralische Rohstoffe Erzgebirge-Vogtland/Krushé hory 1:100 000, Karte 2: Metalle, Fluorit/Baryt - Verbreitung und Auswirkungen auf die UmweltHösel, Günter, Tischendorf, Gerhard, Wasternack, Jürgen 04 January 2022 (has links)
Erstmals seit dem 2. Weltkrieg wird mit der Karte eine vollständige Übersicht über die im genannten Raum bebauten oder noch vorhandenen o. g. mineralischen Rohstoffe gegeben. Auf der Karte im Maßstab 1:100.000 kommen Verbreitung, Intensität und Genese dieser Rohstoffe zur Darstellung. Die Karte liegt der Broschüre nicht bei, sondern kann beim Staatsbetrieb Geobasisinformation und Vermessung Sachsen erworben werden.
Redaktionsschluss: 30.11.1996
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Structureless Camera Motion Estimation of Unordered Omnidirectional ImagesSastuba, Mark 08 August 2022 (has links)
This work aims at providing a novel camera motion estimation pipeline from large collections of unordered omnidirectional images. In oder to keep the pipeline as general and flexible as possible, cameras are modelled as unit spheres, allowing to incorporate any central camera type. For each camera an unprojection lookup is generated from intrinsics, which is called P2S-map (Pixel-to-Sphere-map), mapping pixels to their corresponding positions on the unit sphere. Consequently the camera geometry becomes independent of the underlying projection model. The pipeline also generates P2S-maps from world map projections with less distortion effects as they are known from cartography. Using P2S-maps from camera calibration and world map projection allows to convert omnidirectional camera images to an appropriate world map projection in oder to apply standard feature extraction and matching algorithms for data association. The proposed estimation pipeline combines the flexibility of SfM (Structure from Motion) - which handles unordered image collections - with the efficiency of PGO (Pose Graph Optimization), which is used as back-end in graph-based Visual SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) approaches to optimize camera poses from large image sequences. SfM uses BA (Bundle Adjustment) to jointly optimize camera poses (motion) and 3d feature locations (structure), which becomes computationally expensive for large-scale scenarios. On the contrary PGO solves for camera poses (motion) from measured transformations between cameras, maintaining optimization managable. The proposed estimation algorithm combines both worlds. It obtains up-to-scale transformations between image pairs using two-view constraints, which are jointly scaled using trifocal constraints. A pose graph is generated from scaled two-view transformations and solved by PGO to obtain camera motion efficiently even for large image collections. Obtained results can be used as input data to provide initial pose estimates for further 3d reconstruction purposes e.g. to build a sparse structure from feature correspondences in an SfM or SLAM framework with further refinement via BA.
The pipeline also incorporates fixed extrinsic constraints from multi-camera setups as well as depth information provided by RGBD sensors. The entire camera motion estimation pipeline does not need to generate a sparse 3d structure of the captured environment and thus is called SCME (Structureless Camera Motion Estimation).:1 Introduction
1.1 Motivation
1.1.1 Increasing Interest of Image-Based 3D Reconstruction
1.1.2 Underground Environments as Challenging Scenario
1.1.3 Improved Mobile Camera Systems for Full Omnidirectional Imaging
1.2 Issues
1.2.1 Directional versus Omnidirectional Image Acquisition
1.2.2 Structure from Motion versus Visual Simultaneous Localization and Mapping
1.3 Contribution
1.4 Structure of this Work
2 Related Work
2.1 Visual Simultaneous Localization and Mapping
2.1.1 Visual Odometry
2.1.2 Pose Graph Optimization
2.2 Structure from Motion
2.2.1 Bundle Adjustment
2.2.2 Structureless Bundle Adjustment
2.3 Corresponding Issues
2.4 Proposed Reconstruction Pipeline
3 Cameras and Pixel-to-Sphere Mappings with P2S-Maps
3.1 Types
3.2 Models
3.2.1 Unified Camera Model
3.2.2 Polynomal Camera Model
3.2.3 Spherical Camera Model
3.3 P2S-Maps - Mapping onto Unit Sphere via Lookup Table
3.3.1 Lookup Table as Color Image
3.3.2 Lookup Interpolation
3.3.3 Depth Data Conversion
4 Calibration
4.1 Overview of Proposed Calibration Pipeline
4.2 Target Detection
4.3 Intrinsic Calibration
4.3.1 Selected Examples
4.4 Extrinsic Calibration
4.4.1 3D-2D Pose Estimation
4.4.2 2D-2D Pose Estimation
4.4.3 Pose Optimization
4.4.4 Uncertainty Estimation
4.4.5 PoseGraph Representation
4.4.6 Bundle Adjustment
4.4.7 Selected Examples
5 Full Omnidirectional Image Projections
5.1 Panoramic Image Stitching
5.2 World Map Projections
5.3 World Map Projection Generator for P2S-Maps
5.4 Conversion between Projections based on P2S-Maps
5.4.1 Proposed Workflow
5.4.2 Data Storage Format
5.4.3 Real World Example
6 Relations between Two Camera Spheres
6.1 Forward and Backward Projection
6.2 Triangulation
6.2.1 Linear Least Squares Method
6.2.2 Alternative Midpoint Method
6.3 Epipolar Geometry
6.4 Transformation Recovery from Essential Matrix
6.4.1 Cheirality
6.4.2 Standard Procedure
6.4.3 Simplified Procedure
6.4.4 Improved Procedure
6.5 Two-View Estimation
6.5.1 Evaluation Strategy
6.5.2 Error Metric
6.5.3 Evaluation of Estimation Algorithms
6.5.4 Concluding Remarks
6.6 Two-View Optimization
6.6.1 Epipolar-Based Error Distances
6.6.2 Projection-Based Error Distances
6.6.3 Comparison between Error Distances
6.7 Two-View Translation Scaling
6.7.1 Linear Least Squares Estimation
6.7.2 Non-Linear Least Squares Optimization
6.7.3 Comparison between Initial and Optimized Scaling Factor
6.8 Homography to Identify Degeneracies
6.8.1 Homography for Spherical Cameras
6.8.2 Homography Estimation
6.8.3 Homography Optimization
6.8.4 Homography and Pure Rotation
6.8.5 Homography in Epipolar Geometry
7 Relations between Three Camera Spheres
7.1 Three View Geometry
7.2 Crossing Epipolar Planes Geometry
7.3 Trifocal Geometry
7.4 Relation between Trifocal, Three-View and Crossing Epipolar Planes
7.5 Translation Ratio between Up-To-Scale Two-View Transformations
7.5.1 Structureless Determination Approaches
7.5.2 Structure-Based Determination Approaches
7.5.3 Comparison between Proposed Approaches
8 Pose Graphs
8.1 Optimization Principle
8.2 Solvers
8.2.1 Additional Graph Solvers
8.2.2 False Loop Closure Detection
8.3 Pose Graph Generation
8.3.1 Generation of Synthetic Pose Graph Data
8.3.2 Optimization of Synthetic Pose Graph Data
9 Structureless Camera Motion Estimation
9.1 SCME Pipeline
9.2 Determination of Two-View Translation Scale Factors
9.3 Integration of Depth Data
9.4 Integration of Extrinsic Camera Constraints
10 Camera Motion Estimation Results
10.1 Directional Camera Images
10.2 Omnidirectional Camera Images
11 Conclusion
11.1 Summary
11.2 Outlook and Future Work
Appendices
A.1 Additional Extrinsic Calibration Results
A.2 Linear Least Squares Scaling
A.3 Proof Rank Deficiency
A.4 Alternative Derivation Midpoint Method
A.5 Simplification of Depth Calculation
A.6 Relation between Epipolar and Circumferential Constraint
A.7 Covariance Estimation
A.8 Uncertainty Estimation from Epipolar Geometry
A.9 Two-View Scaling Factor Estimation: Uncertainty Estimation
A.10 Two-View Scaling Factor Optimization: Uncertainty Estimation
A.11 Depth from Adjoining Two-View Geometries
A.12 Alternative Three-View Derivation
A.12.1 Second Derivation Approach
A.12.2 Third Derivation Approach
A.13 Relation between Trifocal Geometry and Alternative Midpoint Method
A.14 Additional Pose Graph Generation Examples
A.15 Pose Graph Solver Settings
A.16 Additional Pose Graph Optimization Examples
Bibliography
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Prognose und bergschadenkundliche Analyse dynamischer Bodenbewegungen durch oberflächennahen Steinkohlenbergbau in den USAZimmermann, Karsten 28 March 2011 (has links) (PDF)
Der untertägige Abbau von Steinkohle führt zu Bewegungen des überlagernden Gebirges und der Tagesoberfläche. Eine Bewegungsprognose ist im Hinblick auf entstehende Bergschäden weltweit von großer Bedeutung. In dieser Arbeit wird untersucht, ob eine Prognose von Bodenbewegungen im amerikanischen Steinkohlenbergbau mit einem in Europa bewährten Verfahren, einem dynamischen stochastischen Senkungsmodell, möglich ist. Dazu wurde eine Literaturstudie über den bisherigen Kenntnisstand in den USA durchgeführt, abbaubegleitende Bodenbewegungsmessungen aus dem Steinkohlengebiet der Appalachen ausgewertet und durch Modellrechnungen nachgebildet. Es wurde darüber hinaus untersucht, welchen Einfluss die spezifischen Abbaubedingungen und die räumliche und zeitliche Abbauführung auf die Größe und Dynamik von Bodenbewegungen haben. Die theoretischen und praktischen Untersuchungen zeigen einen deutlichen Know-how Vorsprung des europäischen Bergbaus in den Bereichen der Senkungsmodellierung und Bewertung abbauinduzierter Bodenbewegungen und belegen die Anwendbarkeit des Senkungsmodells. Es wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen, die Möglichkeiten und Grenzen einer Optimierung des Abbauzuschnitts und der zeitlichen Abbauführung im Sinne einer bergschadensmindernden Abbauplanung aufzeigen. Die Arbeit trägt zur Verbesserung der bergmännischen und markscheiderischen Abbauplanung im Steinkohlenbergbau bei.
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Prognose und bergschadenkundliche Analyse dynamischer Bodenbewegungen durch oberflächennahen Steinkohlenbergbau in den USAZimmermann, Karsten 28 March 2011 (has links)
Der untertägige Abbau von Steinkohle führt zu Bewegungen des überlagernden Gebirges und der Tagesoberfläche. Eine Bewegungsprognose ist im Hinblick auf entstehende Bergschäden weltweit von großer Bedeutung. In dieser Arbeit wird untersucht, ob eine Prognose von Bodenbewegungen im amerikanischen Steinkohlenbergbau mit einem in Europa bewährten Verfahren, einem dynamischen stochastischen Senkungsmodell, möglich ist. Dazu wurde eine Literaturstudie über den bisherigen Kenntnisstand in den USA durchgeführt, abbaubegleitende Bodenbewegungsmessungen aus dem Steinkohlengebiet der Appalachen ausgewertet und durch Modellrechnungen nachgebildet. Es wurde darüber hinaus untersucht, welchen Einfluss die spezifischen Abbaubedingungen und die räumliche und zeitliche Abbauführung auf die Größe und Dynamik von Bodenbewegungen haben. Die theoretischen und praktischen Untersuchungen zeigen einen deutlichen Know-how Vorsprung des europäischen Bergbaus in den Bereichen der Senkungsmodellierung und Bewertung abbauinduzierter Bodenbewegungen und belegen die Anwendbarkeit des Senkungsmodells. Es wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen, die Möglichkeiten und Grenzen einer Optimierung des Abbauzuschnitts und der zeitlichen Abbauführung im Sinne einer bergschadensmindernden Abbauplanung aufzeigen. Die Arbeit trägt zur Verbesserung der bergmännischen und markscheiderischen Abbauplanung im Steinkohlenbergbau bei.
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