Neben den herkömmlichen Messverfahren etablieren sich das Airborne sowie das Terrestrische Laserscanning in der Vermessung mit steigender Tendenz. Diese Verfahren werden überall dort angewendet, wo komplexe Objekte berührungslos und vollflächig erfasst werden sollen. In diesem Beitrag soll die Ableitung eines Bergmännischen Risswerks mittels korrelierter Daten des terrestrischen Laserscannings sowie des Airborne Laserscannings am Beispiel der Kalihalde Neuhof-Ellers dargestellt werden. Das Unternehmen K+S KALI GmbH ist für die markscheiderische Führung eines Bergmännischen Risswerks nach dem Bundesberggesetz und der Markscheider-Bergverordnung verantwortlich. Die Halde wurde dreidimensional aufgenommen. Die ALS-Daten werden mit den TLS-Daten verknüpft. Eine Kombination von Laseraufnahmen und Fotos ermöglicht es, die Ist-Situation realistisch darzustellen. Das Produkt ist ein 3D-CAD-Modell (DHM).

Beim Wiederanstieg des Grundwassers in den Innenkippen ist davon auszugehen, dass sich die Kippe ständig verändert, im Übergangsbereich zum erdfeuchten wird der dort vorhandene Pseudoporenanteil n sofort verringert und die Kippe verformt sich ständig durch die veränderten Spannungszustände. Auf den Innenkippen nehmen mit dem Anstieg des Grundwassers die Zahl der Verflüssigungsereignisse und auch die Größe der verflüssigten Bereiche zu. Die erfassten Bereiche wurden geokinematisch analysiert, um charakteristische Bewegungsmuster erkennen und beschreiben zu können. Im Ergebnis lassen sich die auf Innenkippen auftretenden Verformungsvorgänge auf drei Formen zurückführen, die eine Klassifizierung aus standsicherheitlicher Sicht ermöglichen. Diese drei Formen sind: 1. lokal begrenzte Einbrüche auftretend schon bei großem Grundwasserflurabstand bei nahezu ebener Kippenoberfläche, 2. vertikale Geländeveränderungen auf Kippen mit geneigtem Geländeoberfläche, die zu einer Einebnung oder einem Geländeausgleich führen, 3. Horizontale Böschungsbewegungen an Böschungen in der Form von relativ schnell ablaufenden Rutschungen mit erheblichen Massenbewegungen.

Persistent Scatterer Interferometrie (PSI), als eine Methodik zur Erfassung von Bodenbewegungen, liefert punktbezogene Zeitreihen der langzeitstabilen Rückstreuer auf der Erdoberfläche. Für die Bewegungsverläufe kann mittels eines Polynommodells eine optimal angepasste Trendfunktion geschätzt werden, wodurch das PSI-Ergebnis in einen funktionalen und einen Rauschanteil aufgeteilt wird. Mit Hilfe der Parameter dieser Trendfunktion lassen sich weitere Informationen aus den PSI-Zeitreihendaten ableiten. Diese erlauben eine anwendungsorientierte Charakterisierung des Bodenbewegungsgeschehens in Raum und Zeit sowie die interpretative Ableitung von Bodenbewegungsursachen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung. In diesem Beitrag werden die charakteristischen Merkmale von Polynomen bis zum Grad 3 sowie ihre automatisierte Nutzung für GIS-technische Analysen beschrieben. Anhand zweier praktischer Beispiele werden die durch PSI-Auswertungen ermittelten Bodenbewegungen (umgerechnet in Höhenänderungen) mittels bestangepasster Trendpolynomfunktionen untersucht, um charakteristische Merkmale der zeitlichen Verläufe von PSI-Zeitreihen zu bestimmen. Da innerhalb eines Untersuchungsgebietes in der Regel eine Reihe von Ursachen und damit auch ihre entsprechenden Bodenbewegungscharakteristika bekannt sind, können durch einen interpretativen Vergleich Aussagen über die räumliche Ausdehnung wie auch das zeitliche Verhalten für eine Ursachenprognose abgeleitet werden.

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.