Short-term mine plans are the key operational basis for ore production targets ranging from shift to weekly or monthly targets. Short-term plans cover detailed operational subprocesses such as development, extraction and backfill schedules as well as materials handling and blending processes. The aim is to make long-term goals feasible by providing a constant plant feed that complies with quality constraints. Short-term mine planning highly depends on the accuracy of the resource model as well as the current production status and equipment fleet. Most of these parameters are characterized by uncertainties due to a lack of information and equipment reliability. At the same time, concentrate production and quality must be kept within acceptable ranges to ensure productivity and economic viability of the operation. Within the EU-funded Real-Time Mining project, the reduction of uncertainty in mine planning is carried by using real-time data. Ore and rock characteristics of active faces and equipment data are iteratively integrated in a simulation-based optimization tool. Therefore, predicted processing plant efficiencies can be met by delivering constant ore grades. Hence, a constant concentrate quality is ensured and long-term targets can be fulfilled. Consequently, a more reliable exploitation plan of the mineral reserve is facilitated.

This paper proposes a system for the ingestion and analysis of real-time sensor and actor data of bulk materials handling plants and machinery. It references issues that concern mining sensor data in cyber physical systems (CPS) as addressed in O’Leary et al. [2015].

Recent development of hyperspectral snapshot cameras offers new possibilities for ore analysis. A method for generating a 3D dataset from RGB and hyperspectral images is presented. By using Structure from Motion, a reference of each source image to the resulting point cloud is kept. This reference is used for projecting hyperspectral data onto the point cloud. Additionally, with this work flow it is possible to add meta data to the point cloud, which was generated from images alone.

In mining operations, the time delay between grade estimations and decision about the scheduling of stopes mining can result in seriously outdated information and, consequently, a substantial mined reserves bias. To mitigate this gap between the grade estimation of an orebody and its exploitation, this paper proposes a new method of speedily updating resources and reserves integrated into the concept of real-time mining. This consists in the continuous and swift update of mine reserves, which requires a continuous and fast stream of the measurements of stopes in an underground mine rather than the chemical lab analysis of core samples or chip/face samples. Here we propose using portable for the swift monitoring of ore grades. However, this “fast” data be highly uncertain. For this reason, the first step consists of creating a bidistribution function between “uncertain” XRF and the corresponding “hard” measurements, based on empirical historical data. Following this, the uncertainty of the XRF measurements is derived from those bi-distributions through the conditional distribution of real values given to the known XRF measurement.The second step involves updating the reserves by integrating this uncertain XRF data, which has been quantified by conditional distributions, in the grade characterization models. For this purpose, a stochastic simulation with point distributions is applied. A case study of a sulphide copper deposit illustrates the proposed methodology.

Der Wandel der Industriegesellschaften von gestern hin zu Informationsgesellschaften ist allgemein bekannt. Die Anwendung moderner Kommunikationsmittel und neuer Technologien gehören bereits zum Alltag. Die Wichtigkeit von Geoinformationen als Wirtschaftsgut und Informationsressource ist in Politik und Gesellschaft ebenfalls angekommen. Das Geoinformationswesens stellt einen wachsenden Markt dar, der die Zukunft von Arbeit und Wohlstand zukünftig mit sichern kann. Der Aufbau der Geodateninfrastruktur im Freistaat Sachsen befindet sich noch am Anfang. Trotzdem sind bereits viele Aktivitäten im IT-Bereich durch eGovernment Projekte erfolgreich umgesetzt worden. Auch eine Vielzahl an Bestrebungen auf kommunaler Ebene haben den Prozess weiter voran gebracht. Durch die Gründung der gdi.initiative.sachsen ist eine weitere positive Entwicklung beim Aufbau der Geodateninfrastruktur in Sachsen möglich. Dem Hauptziel des einfachen Zugangs zu Geodaten und einem transparenten Geoinformationswesen kommt man schrittweise näher. Die Diplomarbeit gibt einen Überblick über das Geoinformationswesen und die vorhandenen Aktivitäten in Sachsen. Eine so umfassende Betrachtung des gesamten Bereiches lag bisher noch nicht vor. Die in der Aufgabenstellung geforderte detaillierte Datenerhebung konnte aufgrund des begrenzten, zeitlichen Umfangs nicht durchgeführt werden. Für diese ausstehende umfangreiche Ist-Erhebung beschreibt die Arbeit anzuwendende Methoden und nutzbare Datenquellen. Die Erstellung eines Portals des Geoinformationswesens in Sachsen und die Einbindung vorhandener Komponenten als Grundlage für eine umfassende Analyse sollte dabei Ziel sein. Die Diplomarbeit stellt somit die Diskussionsgrundlage für die weiteren Aktivitäten dar. Ein besonderes Augenmerk wurde auch auf vergleichbare Erhebungen anderer Bundesländer gelegt. Aus den Ergebnissen lassen sich Ziele und Thesen für die Untersuchungen im Freistaat Sachsen ableiten. Da eine detaillierte Ist-Analyse eine enge Kommunikation aller Akteure erfordert, würde automatisch der Aufbau einer Geodateninfrastruktur in Sachsen beflügelt. Darüber hinaus könnte die viel geforderte Transparenz des Geoinformationswesens und der Verwaltung Wirklichkeit werden. Die technischen und organisatorischen Voraussetzungen sind weitestgehend geschaffen, sodass dem erfolgreichen Aufbau einer Geodateninfrastruktur im Prinzip nichts entgegensteht.

Dieser Beitrag fokussiert auf Ansätze, die der Abschätzung des deutschen Bestandes von Wohn- und Nichtwohngebäuden dienen. Insbesondere werden rasterbasierte Gebäudedaten sowie gemeindescharfe Schätzergebnisse eines bereits etablierten Ansatzes vorgestellt, analysiert und bewertet. In Verbindung mit modernen Daten der amtlichen Geoinformation (Geobasisdaten) zeichnen sich neue, innovative Möglichkeiten ab, um künftig auf kleinräumiger Ebene den Gebäudebestand zu bestimmen. Das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) verfolgt vor diesem Hintergrund mit dem Projekt „Raumbezogenes Data Mining“ das Ziel, analytische Potenziale und Visualisierungsmöglichkeiten von zeitgemäßen Methoden des Data Mining und der Knowledge Discovery für die Raumforschung zu erschließen und in der Perspektive verborgene planungsrelevante Raummuster und Zusammenhänge im hochdimensionalen Geodatenbestand zu extrahieren.

Biosphärenreservate bilden Modelllandschaften, in denen überprüft werden soll, mit welchen Methoden und Mitteln nachhaltige Entwicklung möglich sein kann. Neben dem Schutz, der Pflege und der Entwicklung der geschützten Kulturlandschaften sind gleichrangig sogenannte logistische Funktionen wesentlicher Bestandteil der Aufgaben eines Biosphärenreservates. Innerhalb dieser Funktionen bilden die Umweltbildung und das Umweltmonitoring eine zentrale Rolle. Die Aufgabe dieser Arbeit bestand darin festzustellen, inwieweit der Einsatz von GI-Technologien in der Umweltbildung möglich ist. Dazu wurden Analysen auf unterschiedlichen Ebenen durchgeführt. Der Einsatz solcher Technologien setzt die Bereitschaft der verantwortlichen Mitarbeiter in den einzelnen Biosphärenreservaten voraus. Die Untersuchungen zeigen, dass eine solche Bereitschaft grundsätzlich vorhanden ist. Die dafür notwendigen und derzeit häufig noch einschränkenden Randbedingungen wurden erörtert. Neben den Biosphärenreservaten, die als Anbieter von Bildungsmaßnahmen in Schulen verstanden werden können, ist ebenfalls ein Blick auf die Schulen selbst und die dort tätigen LehrerInnen notwendig, um auch deren Bereitschaft zur Nutzung von GI-Technologien zu analysieren. In diesem Schnittbereich zwischen dem Angebot externer Anbieter von Umweltbildung und der Nachfrage – im Sinne der Bereitschaft an den Schulen, solche Angebote auch zuzulassen – besteht die Möglichkeit des Einsatzes von GI-Technologien. Das Ziel dieses Einsatzes liegt dabei vordergründig nicht in der neuen, interessanteren Ausgestaltung des Unterrichtes. Die Nutzung von GI-Technologien muss sich an den zu vermittelnden Kompetenzen orientieren. Welche Rolle Kompetenzen in diesem Zusammenhang spielen, wird in der Arbeit ausführlich dargestellt. Es werden die Ergebnisse der Analyse der drei Elemente: • Umweltbildung / Bildung für nachhaltige Entwicklung • Geoinformationen / GI-Technologien • Biosphärenreservate vorgestellt und miteinander in Beziehung gesetzt. Daraus leiten sich sowohl Zielstellungen als auch notwendige Maßnahmen ab. Als Schritt zur Umsetzung der erarbeiteten Vorschläge wurde in den Jahren 2008 bis 2010 an zwei Mittelschulen das Konzept „Umweltmonitoring an Schulen – Kulturlandschaftsentwicklung in Biosphärenreservaten“ realisiert. Dabei stand nicht nur im Vordergrund, die Nutzung von GI-Technologien in den Unterricht von Schulen zu bringen und damit SchülerInnen aktiv an Forschungsarbeit teilhaben zu lassen, es war auch die Aufgabe, diese Bildungsmaßnahmen einer empirischen Forschung zuzuführen. Damit ist es das zentrale Anliegen dieser Initiierungsphase, Forschungsarbeit zum Bildungsgegenstand zu machen und gleichzeitig diese Bildungsarbeit zum Forschungsgegenstand werden zu lassen.

Mobile laser scanning systems automate the acquisition of 3D point clouds of environments. The mapping systems are commonly mounted on cars or ships. This paper presents a flexible mapping solution mounted on an underground vehicle that is able to map underground mines in 3D in walking speeds. A clever choice of hard- and software enables the system to generate 3D maps without using GPS (global positioning system) information and without relying on highly expensive IMU (inertial measurement unit) systems.

Mobile laser scanning systems automate the acquisition of 3D point clouds of environments. The mapping systems are commonly mounted on cars or ships. This paper presents a flexible mapping solution mounted on an underground vehicle that is able to map underground mines in 3D in walking speeds. A clever choice of hard- and software enables the system to generate 3D maps without using GPS (global positioning system) information and without relying on highly expensive IMU (inertial measurement unit) systems.

In der Arbeit werden Möglichkeiten des Einsatzes von Digitalen Geländemodellen (DGM) im Kontext des Hochwasserrisikomanagements aufgezeigt, wobei die Anwendung hochauflösender Laserscandaten im Fokus steht. Zunächst wird die Notwendigkeit der wissenschaftlichen Auseinandersetzung mit Hochwassergefahren hervorgehoben. Dies schließt die Betrachtung der Bedeutung von Geodaten (insbesondere DGM) im Hochwasserrisikomanagement ein. Es folgt eine Darstellung der verwendeten Daten, begleitet von einer Zusammenstellung von Methoden zur großflächigen Erfassung des Georeliefs und einer kurzen Einführung in die Hochwassermodellierung. Die wissenschaftlichen Arbeitsziele werden im Kontext eines interdisziplinären Projektes zur Hochwasserrisikoforschung definiert, in welchem DGM erstmals auch als dynamische Komponente des Risikosystems aufgefaßt werden. Die Arbeitsziele umfassen in diesem Zusammenhang die Entwicklung von automatisierten Methoden zur Gewinnung von Informationen über Deiche, insbesondere über deren genaue Lage und Höhe, und zur Modellierung von Deichgeometrien. Nach der Umsetzung und Erprobung der Verfahren in einem Geoinformationssystem wird der Prototyp einer Softwareanwendung vorgestellt, der eine automationsgestützte und nutzerfreundliche Realisierung der entwickelten Methoden erlaubt. Der Teil Deichmodellierung in Digitalen Geländemodellen beschreibt theoretische Grundlagen zur Realisierung eines speziell auf Hochwasserschutzdeiche ausgerichteten Geoinformationssystems. Es wird der Begriff des Digitalen Deichmodells (DDM) eingeführt und dessen Modellstruktur sowie Möglichkeiten zu Datenerfassung und -pflege mittels hochauflösender Laserscan-DGM erläutert. Weiterhin werden bestehende Methoden der Objekterkennung in DGM zum Zweck der Deichdetektion und -extraktion adaptiert und ein neues Verfahren entwickelt, das speziell die geometrischen Spezifika von Deichen berücksichtigt. Mit den vorgestellten Verfahren wird deren weitgehend automatisierte Erfassung und Kartierung ermöglicht. Das DDM wird derart konzipiert, daß sowohl Rückbau, Verlegung als auch die Erhöhung von Deichen im Modell umsetzbar sind. Damit wird letztlich die Simulationsfähigkeit bzw. Veränderlichkeit eines DGM als Basis für Hochwassersimulationen realisiert. Im Kapitel Vereinfachte GIS-basierte Überflutungssimulationen wird ein Konzept zur vereinfachten GIS-basierten Folgenabschätzung von Deichbrüchen vorgestellt. Dafür werden bestimmte Modellannahmen getroffen und zur Überflutungsmodellierung herangezogen. Die Ergebnisse werden im Rahmen der Modellannahmen kritisch als Möglichkeit der Abschätzung von im Extremfall zu erwartenden Wasserständen in Überschwemmungsgebieten bewertet. Nach der Dokumentation der praktischen Umsetzung der vorgestellten Verfahren werden die Ergebnisse diskutiert und Ausblicke zur nötigen bzw. möglichen weiteren Forschungsarbeiten gegeben. Der Anhang der Arbeit enthält Karten und eine Dokumentation des Programms Diketools, das als Prototyp einer Deichmodellierungssoftware implementiert wurde. / This study examines possibilities of using Digital Terrain Models (DTM) in the context of flood risk management. Thereby the focus lies on the application of high-resolution laserscan data. First the necessity of the scientific examination of flood hazards is underlined which implies the consideration of geodata (especially DTM). This is followed by an overview of methods of large-area data acquisition of the earth surface as well as a short introduction into flood modelling. The scientific objectives of this study are defined within the context of a multidisciplinary research project which for the first time considers DTM as a dynamic component in the flood risk system. The objectives resulting from this point of view comprise the development of automated methods of acquiring information on dikes. Here the exact locations of dikelines and their crest levels are of special interest. The modelling of new dike geometries and their implementiation into existing DTM data is also included. Chapter 4 (Deichmodellierung in Digitalen Geländemodellen, engl.: Dike Modelling in Digital Terrain Models) describes the theoretical fundamentals of the realisation of an information system focused on flood protection dikes. Here the term Digital Dike Model (DDM) is introduced. Accordingly its model structure is defined and possibilities of data retrieval and data management by means of high-resolution laserscan terrain models are shown. The detection and extraction of dikes is accomplished by the adaption of existing object-extraction methods. Also a new procedure has been developed which accounts for dike-specific geometrical characterisations. The presented methods enable the automated identification and mapping of dikes. The Digital Dike Model has been designed to allow the removal and relocation of dikes as well as their heightening within the model. Hereby the desired changeability of Digital Terrain Models is realised as a basis for flood simulations. In Chapter 5 (GIS-basierte Überflutungssimulationen, engl.: Simplified GIS-based Flood Modelling) a concept for a simplified estimation of dike-breach induced floodings by means of GIS-based procedures is presented. This implies the definition of certain model assumptions which are adopted when performing flood simulations. The results are discussed and the use of this method for estimating maximum flood impacts is evaluated. These parts of the thesis are followed by the discussion of the results. In the end an outlook for further research is given. The appendix of this work includes maps and a documentation of the Diketools which has been implemented as a prototype of a dike-modelling software.