Syftet med arbetet är att undersöka hur kyrkogårdar har utvecklats fram till idag. Det syftar också till att ge förslag på hur en modern kyrkogård kan rekonstrueras samt skötas för att återspegla förhållandena under 1700-talet. Den valda kyrkogården är Hjortsberga i Ronneby församling. Dagens kyrkogård med klippta häckar och krattade grusgångar har en ca hundraårig historia. Före 1800-talet var den i huvudsak en anläggning med sparsam växtlighet som inte ägnades någon planering. Gräs var högvuxet och det hände även att kreatur betade innanför murarna. Arbetet bygger på litteratur- och arkivstudier såväl som intervjuer. Rekonstruktionsförslaget utgörs till stor del av en återgång på kyrkogården till ängsmark, samt nedtagande av planterade parkträd till förmån för lokala trädslag. Äldre brukningsformer kan då med fördel införas som till exempel lieslåtter och hamling. I arbetet diskuteras även etiska frågeställningar kring ingrepp på kyrkogården och vad de medför för sorgearbetet.

I dagsläget utförs underhållsbeläggning på ca 5 % av det statligt ägda vägnätet i Sverige varje år [1]. Därutöver utförs förstärkning av ca 1400 km/år vilket motsvarar 1-2 % [2]. Vanligtvis används metoden asfaltspåläggning även kallad AG-förstärkning vid förstärkningsåtgärder. Metoden innebär att bundet bärlager beläggs direkt på den befintliga vägen följt av ett nytt bundet slitlager. [1, 3] Varje förstärkningsobjekt har olika förutsättningar. Detta innebär att åtgärden får olika proportioner beroende av var objektet som förstärks är beläget geografiskt. (se bilaga A & E) Bitumen är en kostsam råoljeprodukt som används vid asfaltsproduktion som bindemedel. Varje år importerar Sverige bitumen för ett belopp i miljardklassen. Dessutom är framställning av bitumen inte en miljövänlig historia. [4] Vid utförandet av AG-förstärkning läggs nya asfaltsmassor på den befintliga vägbanan, vilket vanligtvis bidrar till en höjning på ca 10 cm [1, 5]. Höjningen av vägbanan medför att sidoräckena kan bli för låga och kan därmed bli till en “snubbelkant” och öka vältrisken [6]. Vid AG-förstärkning ges inte någon god tjälisolerande effekt. Detta kan leda till kort hållbarhet, eftersom orimligt tjocka lager asfalt skulle krävas för att uppnå samma isolerande effekt som vid förstärkningsåtgärden rekonstruktion. [16] (se bilaga A & E) Vid rekonstruktion tas den äldre asfaltbeläggningen bort och det obundna bärlagret förstärks innan en (ofta återvunnen) asfaltsbeläggning läggs på [1, 3]. Denna metod innebär en större höjning av vägbanan än vid AG-förstärkning och kräver mer arbete i sidoområdet med förlängning av trummor, höjning av sidoräcke, justering av innerslänt m.m. vilket leder till högre kostnader (Se TABELL 11) [1]. I rapporten utförs en livstidskostnadskalkyl för de två olika metoderna för förstärkning vid en rad olika förutsättningar för landsvägar. Investeringsberäkningar har utförts genom kalkylprogram och bärigheten har analyserats genom Trafikverkets programvara ”PMS objekt”. Resultatet visar att vid raksträckor är nuvärdesinvesteringen upp till 15 % högre vid rekonstruktion, samtidigt som den har en positiv inverkan på trafiksäkerheten och något längre livslängd. (Se TABELL 11) / Each year, 5 % of the state-owned roads get resurfaced and 1-2% of the state-owned roads are being reinforced. The most common method of reinforcing the weakened roads in Sweden is adding a layer of asphalt on top of the existing surface of the road [1, 3]. Every reinforcement object has its own prerequisite of where the object is located geographically. This means that every object has different proportions for each case (look at bilaga E). Bitumen is an expensive oil product that is used as a binder in the production of asphalt. Each year, tons of bitumen is imported to Sweden at a cost of billions of Swedish crowns. The production of bitumen is not an environmentally friendly type of story [4]. One reinforcement method is to adding a new base and a wearing course layer of asphalt, hereafter called “AG-reinforcement”, which increases the roads height, usually by 10 cm [1, 5]. The new height of the road contributes to the relative lowering of guard railings, to a point where the safety barrier tends to become a “stumbling edge” and increases the risk of vehicular rollovers [6]. When AG-reinforcement is used it will not have a good insulating effect against frost. This could lead to a demand for unreasonably thick layers of asphalt to get the same frost insulating effect as with the measure “reconstruction” [16], (look at bilaga A, E5). During reconstruction, the asphalt pavement is removed and the unbound roadbed gets reinforced before a new (often recycled) bound layer of asphalt is added. This method results in a larger increase of the roads height and demands more work in the side area. With this method, the road safety can be maintained and raised, but requires more re-investment (look at Tabell 11) [1]. Through this report, a lifecostcycle analysis is made by comparing these two reinforcement methods through different conditions for Swedish rural highways. The calculations for the cost is done in a calculation software and the bearing capacity is analyzed in PMS object software, developed by the Swedish Transport Administration. The results show that on straight roads, present value of the investment is 15 % higher during reconstruction. Reconstruction has a more positive effect on safety and a longer lifetime (look at Tabell 11).

Aktuelle 3D-Stadtmodelle werden immer wichtiger in verschiedenen städtischen Anwendungsbereichen. Im Moment dienen sie als Grundlage bei der Stadtplanung, virtuellem Tourismus und Navigationssystemen. Mittlerweile ist der Bedarf an 3D-Gebäudemodellen dramatisch gestiegen. Der Grund dafür sind hauptsächlich Navigationssysteme und Onlinedienste wie Google Earth. Die Mehrheit der Untersuchungen zur Rekonstruktion von Gebäudemodellen von Luftaufnahmen konzentriert sich ausschließlich auf Dachmodellierung. Jedoch treiben Anwendungen wie Virtuelle Realität und Navigationssysteme die Nachfrage nach detaillieren Gebäudemodellen, die nicht nur die geometrischen Aspekte sondern auch semantische Informationen beinhalten, stark an. Urbanisierung und Industrialisierung beeinflussen das Wachstum von urbaner Vegetation drastisch, welche als ein wesentlicher Teil des Lebensraums angesehen wird. Aus diesem Grund werden Aufgaben wie der Ökosystemüberwachung, der Verbesserung der Planung und des Managements von urbanen Regionen immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Gleichermaßen hat die Erkennung und Modellierung von Bäumen im Stadtgebiet sowie die kontinuierliche Überprüfung ihrer Inventurparameter an Bedeutung gewonnen. Die steigende Nachfrage nach 3D-Gebäudemodellen, welche durch Fassadeninformation ergänzt wurden, und Informationen über einzelne Bäume im städtischen Raum erfordern effiziente Extraktions- und Rekonstruktionstechniken, die hochgradig automatisiert sind. In diesem Zusammenhang ist das Wissen über die geometrische Form jedes Objektteils ein wichtiger Aspekt. Heutzutage, wird das Mobile Laser Scanning (MLS) vermehrt eingesetzt um Objekte im städtischen Umfeld zu erfassen und es entwickelt sich zur Hauptquelle von Daten für die Modellierung von urbanen Objekten. Eine Vielzahl von Objekten wurde schon mit Daten von MLS rekonstruiert. Außerdem wurden bereits viele Methoden für die Verarbeitung von MLS-Daten mit dem Ziel urbane Objekte zu erkennen und zu rekonstruieren vorgeschlagen. Die 3D-Punkwolke einer städtischen Szene stellt eine große Menge von Messungen dar, die viele Objekte von verschiedener Größe umfasst, komplexe und unvollständige Strukturen sowie Löcher (Rauschen und Datenlücken) enthält und eine inhomogene Punktverteilung aufweist. Aus diesem Grund ist die Verarbeitung von MLS-Punktwolken im Hinblick auf die Extrahierung und Modellierung von wesentlichen und charakteristischen Fassadenstrukturen sowie Bäumen von großer Bedeutung. In der Arbeit werden zwei neue Methoden für die Rekonstruktion von Gebäudefassaden und die Extraktion von Bäumen aus MLS-Punktwolken vorgestellt, sowie ihre Anwendbarkeit in der städtischen Umgebung analysiert. Die erste Methode zielt auf die Rekonstruktion von Gebäudefassaden mit expliziter semantischer Information, wie beispielsweise Fenster, Türen, und Balkone. Die Rekonstruktion läuft vollautomatisch ab. Zu diesem Zweck werden einige Algorithmen vorgestellt, die auf dem Vorwissen über die geometrische Form und das Arrangement von Fassadenmerkmalen beruhen. Die initiale Klassifikation, mit welcher die Punkte in Objektpunkte und Bodenpunkte unterschieden werden, wird über eine lokale Höhenhistogrammanalyse zusammen mit einer planaren Region-Growing-Methode erzielt. Die Punkte, die als zugehörig zu Objekten klassifiziert werden, werden anschließend in Ebenen segmentiert, welche als Basiselemente der Merkmalserkennung angesehen werden können. Information über die Gebäudestruktur kann in Form von Regeln und Bedingungen erfasst werden, welche die wesentlichen Steuerelemente bei der Erkennung der Fassadenmerkmale und der Rekonstruktion des geometrischen Modells darstellen. Um Merkmale wie Fenster oder Türen zu erkennen, die sich an der Gebäudewand befinden, wurde eine löcherbasierte Methode implementiert. Einige Löcher, die durch Verdeckungen entstanden sind, können anschließend durch einen neuen regelbasierten Algorithmus eliminiert werden. Außenlinien der Merkmalsränder werden durch ein Polygon verbunden, welches das geometrische Modell repräsentiert, indem eine Methode angewendet wird, die auf geometrischen Primitiven basiert. Dabei werden die topologischen Relationen unter Beachtung des Vorwissens über die primitiven Formen analysiert. Mögliche Außenlinien können von den Kantenpunkten bestimmt werden, welche mit einer winkelbasierten Methode detektiert werden können. Wiederkehrende Muster und Ähnlichkeiten werden ausgenutzt um geometrische und topologische Ungenauigkeiten des rekonstruierten Modells zu korrigieren. Neben der Entwicklung des Schemas zur Rekonstruktion des 3D-Fassadenmodells, sind die Segmentierung einzelner Bäume und die Ableitung von Attributen der städtischen Bäume im Fokus der Untersuchung. Die zweite Methode zielt auf die Extraktion von individuellen Bäumen aus den Restpunktwolken. Vorwissen über Bäume, welches speziell auf urbane Regionen zugeschnitten ist, wird im Extraktionsprozess verwendet. Der formbasierte Ansatz zur Extraktion von Einzelbäumen besteht aus einer Reihe von Schritten. In jedem Schritt werden Objekte in Abhängigkeit ihrer geometrischen Merkmale gefunden. Stämme werden unter Ausnutzung der Hauptrichtung der Punktverteilung identifiziert. Dafür werden Punktsegmente gesucht, die einen Teil des Baumstamms repräsentieren. Das Ergebnis des Algorithmus sind segmentierte Bäume, welche genutzt werden können um genaue Informationen über die Größe und Position jedes einzelnen Baumes abzuleiten. Einige Beispiele der Ergebnisse werden in der Arbeit angeführt. Die Zuverlässigkeit der Algorithmen und der Methoden im Allgemeinen wurden unter Verwendung von drei Datensätzen, die mit verschiedenen Laserscannersystemen aufgenommen wurden, verifiziert. Die Untersuchung zeigt auch das Potential sowie die Einschränkungen der entwickelten Methoden wenn sie auf verschiedenen Datensätzen angewendet werden. Die Ergebnisse beider Methoden wurden quantitativ bewertet unter Verwendung einer Menge von Maßen, die die Qualität der Fassadenrekonstruktion und Baumextraktion betreffen wie Vollständigkeit und Genauigkeit. Die Genauigkeit der Fassadenrekonstruktion, der Baumstammdetektion, der Erfassung von Baumkronen, sowie ihre Einschränkungen werden diskutiert. Die Ergebnisse zeigen, dass MLS-Punktwolken geeignet sind um städtische Objekte detailreich zu dokumentieren und dass mit automatischen Rekonstruktionsmethoden genaue Messungen der wichtigsten Attribute der Objekte, wie Fensterhöhe und -breite, Flächen, Stammdurchmesser, Baumhöhe und Kronenfläche, erzielt werden können. Der gesamte Ansatz ist geeignet für die Rekonstruktion von Gebäudefassaden und für die korrekte Extraktion von Bäumen sowie ihre Unterscheidung zu anderen urbanen Objekten wie zum Beispiel Straßenschilder oder Leitpfosten. Aus diesem Grund sind die beiden Methoden angemessen um Daten von heterogener Qualität zu verarbeiten. Des Weiteren bieten sie flexible Frameworks für das viele Erweiterungen vorstellbar sind. / Up-to-date 3D urban models are becoming increasingly important in various urban application areas, such as urban planning, virtual tourism, and navigation systems. Many of these applications often demand the modelling of 3D buildings, enriched with façade information, and also single trees among other urban objects. Nowadays, Mobile Laser Scanning (MLS) technique is being progressively used to capture objects in urban settings, thus becoming a leading data source for the modelling of these two urban objects. The 3D point clouds of urban scenes consist of large amounts of data representing numerous objects with significant size variability, complex and incomplete structures, and holes (noise and data gaps) or variable point densities. For this reason, novel strategies on processing of mobile laser scanning point clouds, in terms of the extraction and modelling of salient façade structures and trees, are of vital importance. The present study proposes two new methods for the reconstruction of building façades and the extraction of trees from MLS point clouds. The first method aims at the reconstruction of building façades with explicit semantic information such as windows, doors and balconies. It runs automatically during all processing steps. For this purpose, several algorithms are introduced based on the general knowledge on the geometric shape and structural arrangement of façade features. The initial classification has been performed using a local height histogram analysis together with a planar growing method, which allows for classifying points as object and ground points. The point cloud that has been labelled as object points is segmented into planar surfaces that could be regarded as the main entity in the feature recognition process. Knowledge of the building structure is used to define rules and constraints, which provide essential guidance for recognizing façade features and reconstructing their geometric models. In order to recognise features on a wall such as windows and doors, a hole-based method is implemented. Some holes that resulted from occlusion could subsequently be eliminated by means of a new rule-based algorithm. Boundary segments of a feature are connected into a polygon representing the geometric model by introducing a primitive shape based method, in which topological relations are analysed taking into account the prior knowledge about the primitive shapes. Possible outlines are determined from the edge points detected from the angle-based method. The repetitive patterns and similarities are exploited to rectify geometrical and topological inaccuracies of the reconstructed models. Apart from developing the 3D façade model reconstruction scheme, the research focuses on individual tree segmentation and derivation of attributes of urban trees. The second method aims at extracting individual trees from the remaining point clouds. Knowledge about trees specially pertaining to urban areas is used in the process of tree extraction. An innovative shape based approach is developed to transfer this knowledge to machine language. The usage of principal direction for identifying stems is introduced, which consists of searching point segments representing a tree stem. The output of the algorithm is, segmented individual trees that can be used to derive accurate information about the size and locations of each individual tree. The reliability of the two methods is verified against three different data sets obtained from different laser scanner systems. The results of both methods are quantitatively evaluated using a set of measures pertaining to the quality of the façade reconstruction and tree extraction. The performance of the developed algorithms referring to the façade reconstruction, tree stem detection and the delineation of individual tree crowns as well as their limitations are discussed. The results show that MLS point clouds are suited to document urban objects rich in details. From the obtained results, accurate measurements of the most important attributes relevant to the both objects (building façades and trees), such as window height and width, area, stem diameter, tree height, and crown area are obtained acceptably. The entire approach is suitable for the reconstruction of building façades and for the extracting trees correctly from other various urban objects, especially pole-like objects. Therefore, both methods are feasible to cope with data of heterogeneous quality. In addition, they provide flexible frameworks, from which many extensions can be envisioned.

Aktuelle 3D-Stadtmodelle werden immer wichtiger in verschiedenen städtischen Anwendungsbereichen. Im Moment dienen sie als Grundlage bei der Stadtplanung, virtuellem Tourismus und Navigationssystemen. Mittlerweile ist der Bedarf an 3D-Gebäudemodellen dramatisch gestiegen. Der Grund dafür sind hauptsächlich Navigationssysteme und Onlinedienste wie Google Earth. Die Mehrheit der Untersuchungen zur Rekonstruktion von Gebäudemodellen von Luftaufnahmen konzentriert sich ausschließlich auf Dachmodellierung. Jedoch treiben Anwendungen wie Virtuelle Realität und Navigationssysteme die Nachfrage nach detaillieren Gebäudemodellen, die nicht nur die geometrischen Aspekte sondern auch semantische Informationen beinhalten, stark an. Urbanisierung und Industrialisierung beeinflussen das Wachstum von urbaner Vegetation drastisch, welche als ein wesentlicher Teil des Lebensraums angesehen wird. Aus diesem Grund werden Aufgaben wie der Ökosystemüberwachung, der Verbesserung der Planung und des Managements von urbanen Regionen immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Gleichermaßen hat die Erkennung und Modellierung von Bäumen im Stadtgebiet sowie die kontinuierliche Überprüfung ihrer Inventurparameter an Bedeutung gewonnen. Die steigende Nachfrage nach 3D-Gebäudemodellen, welche durch Fassadeninformation ergänzt wurden, und Informationen über einzelne Bäume im städtischen Raum erfordern effiziente Extraktions- und Rekonstruktionstechniken, die hochgradig automatisiert sind. In diesem Zusammenhang ist das Wissen über die geometrische Form jedes Objektteils ein wichtiger Aspekt. Heutzutage, wird das Mobile Laser Scanning (MLS) vermehrt eingesetzt um Objekte im städtischen Umfeld zu erfassen und es entwickelt sich zur Hauptquelle von Daten für die Modellierung von urbanen Objekten. Eine Vielzahl von Objekten wurde schon mit Daten von MLS rekonstruiert. Außerdem wurden bereits viele Methoden für die Verarbeitung von MLS-Daten mit dem Ziel urbane Objekte zu erkennen und zu rekonstruieren vorgeschlagen. Die 3D-Punkwolke einer städtischen Szene stellt eine große Menge von Messungen dar, die viele Objekte von verschiedener Größe umfasst, komplexe und unvollständige Strukturen sowie Löcher (Rauschen und Datenlücken) enthält und eine inhomogene Punktverteilung aufweist. Aus diesem Grund ist die Verarbeitung von MLS-Punktwolken im Hinblick auf die Extrahierung und Modellierung von wesentlichen und charakteristischen Fassadenstrukturen sowie Bäumen von großer Bedeutung. In der Arbeit werden zwei neue Methoden für die Rekonstruktion von Gebäudefassaden und die Extraktion von Bäumen aus MLS-Punktwolken vorgestellt, sowie ihre Anwendbarkeit in der städtischen Umgebung analysiert. Die erste Methode zielt auf die Rekonstruktion von Gebäudefassaden mit expliziter semantischer Information, wie beispielsweise Fenster, Türen, und Balkone. Die Rekonstruktion läuft vollautomatisch ab. Zu diesem Zweck werden einige Algorithmen vorgestellt, die auf dem Vorwissen über die geometrische Form und das Arrangement von Fassadenmerkmalen beruhen. Die initiale Klassifikation, mit welcher die Punkte in Objektpunkte und Bodenpunkte unterschieden werden, wird über eine lokale Höhenhistogrammanalyse zusammen mit einer planaren Region-Growing-Methode erzielt. Die Punkte, die als zugehörig zu Objekten klassifiziert werden, werden anschließend in Ebenen segmentiert, welche als Basiselemente der Merkmalserkennung angesehen werden können. Information über die Gebäudestruktur kann in Form von Regeln und Bedingungen erfasst werden, welche die wesentlichen Steuerelemente bei der Erkennung der Fassadenmerkmale und der Rekonstruktion des geometrischen Modells darstellen. Um Merkmale wie Fenster oder Türen zu erkennen, die sich an der Gebäudewand befinden, wurde eine löcherbasierte Methode implementiert. Einige Löcher, die durch Verdeckungen entstanden sind, können anschließend durch einen neuen regelbasierten Algorithmus eliminiert werden. Außenlinien der Merkmalsränder werden durch ein Polygon verbunden, welches das geometrische Modell repräsentiert, indem eine Methode angewendet wird, die auf geometrischen Primitiven basiert. Dabei werden die topologischen Relationen unter Beachtung des Vorwissens über die primitiven Formen analysiert. Mögliche Außenlinien können von den Kantenpunkten bestimmt werden, welche mit einer winkelbasierten Methode detektiert werden können. Wiederkehrende Muster und Ähnlichkeiten werden ausgenutzt um geometrische und topologische Ungenauigkeiten des rekonstruierten Modells zu korrigieren. Neben der Entwicklung des Schemas zur Rekonstruktion des 3D-Fassadenmodells, sind die Segmentierung einzelner Bäume und die Ableitung von Attributen der städtischen Bäume im Fokus der Untersuchung. Die zweite Methode zielt auf die Extraktion von individuellen Bäumen aus den Restpunktwolken. Vorwissen über Bäume, welches speziell auf urbane Regionen zugeschnitten ist, wird im Extraktionsprozess verwendet. Der formbasierte Ansatz zur Extraktion von Einzelbäumen besteht aus einer Reihe von Schritten. In jedem Schritt werden Objekte in Abhängigkeit ihrer geometrischen Merkmale gefunden. Stämme werden unter Ausnutzung der Hauptrichtung der Punktverteilung identifiziert. Dafür werden Punktsegmente gesucht, die einen Teil des Baumstamms repräsentieren. Das Ergebnis des Algorithmus sind segmentierte Bäume, welche genutzt werden können um genaue Informationen über die Größe und Position jedes einzelnen Baumes abzuleiten. Einige Beispiele der Ergebnisse werden in der Arbeit angeführt. Die Zuverlässigkeit der Algorithmen und der Methoden im Allgemeinen wurden unter Verwendung von drei Datensätzen, die mit verschiedenen Laserscannersystemen aufgenommen wurden, verifiziert. Die Untersuchung zeigt auch das Potential sowie die Einschränkungen der entwickelten Methoden wenn sie auf verschiedenen Datensätzen angewendet werden. Die Ergebnisse beider Methoden wurden quantitativ bewertet unter Verwendung einer Menge von Maßen, die die Qualität der Fassadenrekonstruktion und Baumextraktion betreffen wie Vollständigkeit und Genauigkeit. Die Genauigkeit der Fassadenrekonstruktion, der Baumstammdetektion, der Erfassung von Baumkronen, sowie ihre Einschränkungen werden diskutiert. Die Ergebnisse zeigen, dass MLS-Punktwolken geeignet sind um städtische Objekte detailreich zu dokumentieren und dass mit automatischen Rekonstruktionsmethoden genaue Messungen der wichtigsten Attribute der Objekte, wie Fensterhöhe und -breite, Flächen, Stammdurchmesser, Baumhöhe und Kronenfläche, erzielt werden können. Der gesamte Ansatz ist geeignet für die Rekonstruktion von Gebäudefassaden und für die korrekte Extraktion von Bäumen sowie ihre Unterscheidung zu anderen urbanen Objekten wie zum Beispiel Straßenschilder oder Leitpfosten. Aus diesem Grund sind die beiden Methoden angemessen um Daten von heterogener Qualität zu verarbeiten. Des Weiteren bieten sie flexible Frameworks für das viele Erweiterungen vorstellbar sind. / Up-to-date 3D urban models are becoming increasingly important in various urban application areas, such as urban planning, virtual tourism, and navigation systems. Many of these applications often demand the modelling of 3D buildings, enriched with façade information, and also single trees among other urban objects. Nowadays, Mobile Laser Scanning (MLS) technique is being progressively used to capture objects in urban settings, thus becoming a leading data source for the modelling of these two urban objects. The 3D point clouds of urban scenes consist of large amounts of data representing numerous objects with significant size variability, complex and incomplete structures, and holes (noise and data gaps) or variable point densities. For this reason, novel strategies on processing of mobile laser scanning point clouds, in terms of the extraction and modelling of salient façade structures and trees, are of vital importance. The present study proposes two new methods for the reconstruction of building façades and the extraction of trees from MLS point clouds. The first method aims at the reconstruction of building façades with explicit semantic information such as windows, doors and balconies. It runs automatically during all processing steps. For this purpose, several algorithms are introduced based on the general knowledge on the geometric shape and structural arrangement of façade features. The initial classification has been performed using a local height histogram analysis together with a planar growing method, which allows for classifying points as object and ground points. The point cloud that has been labelled as object points is segmented into planar surfaces that could be regarded as the main entity in the feature recognition process. Knowledge of the building structure is used to define rules and constraints, which provide essential guidance for recognizing façade features and reconstructing their geometric models. In order to recognise features on a wall such as windows and doors, a hole-based method is implemented. Some holes that resulted from occlusion could subsequently be eliminated by means of a new rule-based algorithm. Boundary segments of a feature are connected into a polygon representing the geometric model by introducing a primitive shape based method, in which topological relations are analysed taking into account the prior knowledge about the primitive shapes. Possible outlines are determined from the edge points detected from the angle-based method. The repetitive patterns and similarities are exploited to rectify geometrical and topological inaccuracies of the reconstructed models. Apart from developing the 3D façade model reconstruction scheme, the research focuses on individual tree segmentation and derivation of attributes of urban trees. The second method aims at extracting individual trees from the remaining point clouds. Knowledge about trees specially pertaining to urban areas is used in the process of tree extraction. An innovative shape based approach is developed to transfer this knowledge to machine language. The usage of principal direction for identifying stems is introduced, which consists of searching point segments representing a tree stem. The output of the algorithm is, segmented individual trees that can be used to derive accurate information about the size and locations of each individual tree. The reliability of the two methods is verified against three different data sets obtained from different laser scanner systems. The results of both methods are quantitatively evaluated using a set of measures pertaining to the quality of the façade reconstruction and tree extraction. The performance of the developed algorithms referring to the façade reconstruction, tree stem detection and the delineation of individual tree crowns as well as their limitations are discussed. The results show that MLS point clouds are suited to document urban objects rich in details. From the obtained results, accurate measurements of the most important attributes relevant to the both objects (building façades and trees), such as window height and width, area, stem diameter, tree height, and crown area are obtained acceptably. The entire approach is suitable for the reconstruction of building façades and for the extracting trees correctly from other various urban objects, especially pole-like objects. Therefore, both methods are feasible to cope with data of heterogeneous quality. In addition, they provide flexible frameworks, from which many extensions can be envisioned.

Klauenerkrankungen sind die Hauptursache für Lahmheiten bei Milchkühen und eine der Hauptabgangsursachen in den Betrieben. Für die Erkennung und Prävention von Lahmheiten sind ein biomechanisches Verständnis und präventive Optionen notwendig. Die biplanare Hochfrequenz-Fluoreszenz-kinematografie (HFK) stellt ein neuartiges Verfahren dar, welches Vermessungen von knöchernen Strukturen an lebenden Tieren während der Fortbewegung mit einer sehr hohen Präzision ermöglicht. In Kombination mit Computertomografie gestützten Knochenaufnahmen können dreidimensionale Animationen von Knochen-bewegungen angefertigt werden, um die Biomechanik der Klaue zu erforschen. Der Goldstandard, die markerbasierte Animation, erfordert die Implantation von drei röntgendichten Markern in den zu untersuchenden Knochen, daher ist die Anwendbarketi bei lebenden Tieren limitiert. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, nichtinvasive Rekonstruktionsmethoden der bovinen distalen Gliedmaße einzusetzen und zu evaluieren. Mit Kenntnis der Animationsdaten sollte die Analyse der Lokomotion lebender Rinder erfolgen, um erstmals Bewegungsumfänge in den proximalen und distalen Interphalangealgelenken zu bestimmen. Die vorliegende Studie zeigt, dass Flexion und Extension die Hauptbewegungsrichtungen in den proximalen und distalen Interphalangealgelenken des Rindes sind, jedoch auch extrasagittale Bewegungen in nennenswerten Umfängen auftreten. Extrasagittale Bewegungen spielen für das Kompensieren mediolateraler Imbalancen eine Rolle.:1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Anatomie und Biomechanik der Klaue des Rindes 2 2.1.1 Biomechanisch relevante Strukturen der distalen Vordergliedmaße des Rindes 2 2.1.1.1 Knöcherne Strukturen der distalen Vordergliedmaße 2 2.1.1.2 Gelenke der distalen Vordergliedmaße 2 2.1.1.3 Muskeln der distalen Vordergliedmaße 4 2.1.2 Der Klauenschuh und die Fußung der Klaue 7 2.1.3 Bewegungsablauf von Kühen 10 2.2 Klaue Boden Interaktion 12 2.2.1 Bedeutung von Untergründen für die Bewegung des Rindes 12 2.2.2 Bedeutung von Untergründen für das Wohlbefinden des Rindes 13 2.2.3 Bedeutung von Untergründen für die Klauengesundheit 16 2.3 Methoden zur Analyse kinematischer Prozesse 19 2.3.1 Bisherige Verfahren zur Analyse kinematischer Prozesse 19 2.3.2 Biplanare Hochfrequenz Fluoreszenzkinematografie 21 2.3.2.1 Markerbasierte Animation 23 2.3.2.2 Markerlose Animation 25 3 Tiere, Material, Methoden 30 3.1 Tiere 30 3.2 Evaluierung markerloser Animationsmethoden ex vivo 31 3.2.1 Markerimplantation 31 3.2.2 Computertomografie und Knochenmodelle 32 3.2.3 Biplanare Hochfrequenz Fluoreszenzkinematografie 32 3.2.4 Dreidimensionale Animation der distalen Gliedmaße 34 3.2.4.1 Markerbasierte Animationsmethode 34 3.2.4.2 Markerlose Animationsmethoden 35 3.2.5 Datenanalyse 38 3.2.6 Statistische Auswertung 40 3.3 Untersuchung der Gelenkwinkeländerung auf Beton und Gummiboden in vivo 41 3.3.1 Markerimplantation 41 3.3.2 Computertomografie und Knochenmodelle 41 3.3.3 Biplanare Hochfrequenz Fluoreszenzkinematografie 42 3.3.4 Markerbasierte Animationsmethode 42 3.3.5 Markerlose, manuelle dreidimensionale Animationmethode 43 3.3.6 In vivo Messungen der Gelenkwinkel auf Beton und Gummiboden 44 4 Ergebnisse 48 4.1 Evaluierung markerloser Animationsmethoden ex vivo 48 4.1.1 Dreidimensionale Animation 48 4.1.2 Abweichung beider markerlosen Animationsmethoden für Translation 49 4.1.2.1 Euklidische Translationswerte beider markerlosen Animationsmethoden 49 4.1.2.2 Translationswerte in X, Y und Z-Richtungen beider markerlosen Animationsmethoden 52 4.1.2.3 Translationswerte beider markerlosen Animationsmethoden zwischen linker und rechter Knochenseite 53 4.1.3 Abweichung beider markerlosen Animationsmethoden für Rotation 55 4.1.3.1 Euklidische Rotationswerte beider markerlosen Animationsmethoden 55 4.1.3.2 Rotationswerte in X, Y und Z-Richtung beider markerlosen Animationsmethoden 57 4.1.3.3 Rotationswerte beider markerlosen Animationsmethoden zwischen linker und rechter Knochenseite 58 4.2 Untersuchung der Gelenkwinkel auf Beton und Gummiboden in vivo 60 4.2.1 Gelenkwinkel in den proximalen Interphalangealgelenken 61 4.2.1.1 Gelenkwinkel in den proximalen Interphalangealgelenken auf Beton 62 4.2.1.2 Gelenkwinkel in den proximalen Interphalangealgelenken auf Gummiboden 65 4.2.1.3 Vergleich des Bewegungsumfangs der proximalen Interphalangealgelenke auf Beton und Gummiboden 68 4.2.2 Gelenkwinkel in den distalen Interphalangealgelenken 70 4.2.2.1 Gelenkwinkel in den distalen Interphalangealgelenken auf Beton 70 4.2.2.2 Gelenkwinkel in den distalen Interphalangealgelenken auf Gummiboden 73 4.2.2.3 Vergleich des Bewegungsumfangs der distalen Interphalangealgelenke auf Beton und Gummiboden 75 5 Diskussion 77 5.1 Methodik 77 5.1.1 Biplanare Hochfrequenz Fluoreszenzkinematografie 78 5.1.2 Nichtinvasive Animationsmethoden 80 5.1.3 Gelenkwinkel der Interphalangealgelenke in vivo 81 5.2 Ergebnisdiskussion 82 5.2.1 Manuelle Animationsmethode ex vivo 83 5.2.2 Semiautomatische Animationsmethode ex vivo 84 5.2.3 Vergleich beider markerlosen Verfahren ex vivo 85 5.2.4 Gelenkwinkel in den Interphalangealgelenken in vivo 88 5.2.4.1 Gelenkwinkel in den proximalen Interphalangealgelenken 88 5.2.4.2 Gelenkwinkel in den distalen Interphalangealgelenken in vivo 90 5.2.4.3 Vergleich des Bewegungsumfangs der Interphalangeal- gelenke auf Beton und Gummiboden 92 5.3 Schlussfolgerungen und Ausblick 95 6 Zusammenfassung 97 7 Summary 99 8 Literaturverzeichnis 101 9 Anhang 115

Im Mittelpunkt der Dissertation stehen räumlich-statistische Verfahren zur Charakterisierung der Verteilung von Füllstoffen (Ruß oder Silica) innerhalb der Polymermatrix von gefüllten Elastomeren. Das Variogramm und andere Zufallsfeldcharakteristiken werden dazu benutzt, um die in TEM-Aufnahmen von Dünnschnitten gefüllter Elastomere sichtbar werdende Füllstoffverteilung statistisch zu beschreiben. Mit Hilfe von Shot-Noise-Prozessen wird eine Verbindung zwischen der räumlichen Verteilung der kugelförmigen Füllstoffprimärpartikel und den TEM-Aufnahmen hergestellt. Mit einer stochastischen Optimierungsmethode kann das System der auf die Bildebene projizierten Primärpartikel auch aus TEM-Aufnahmen rekonstruiert werden, was zu einer robusten Charakterisierung der Füllstoffdispersion führt. Weitere wichtige Punkte der Arbeit stellen die statistische Charakterisierung einzelner Füllstoff-Aggregate sowie die Untersuchung der spezifischen Euler-Zahl des polymeren Netzwerkes dar.

In-beam Positron Emission Tomography (PET) is a system for monitoring high precision radiation therapy which is in the most cases applied to the tumors near organs at risk. High quality and fast availability of in-beam PET images are, therefore, extremely important for successful verification of the dose delivery. Two main problems make an in-beam PET monitoring a challenging task. Firstly, in-beam PET measurements result in a very low counting statistics. Secondly, an integration of the PET scanner into the treatment facility requires significant reduction of the sensitive surface of the scanner and leads to a dual-head form resulting in imaging artifacts. The aim of this work is to bring the imaging process by means of in-beam PET to optimum quality and time scale. The following topics are under consideration: - analysis of image quality for in-beam PET; - image reconstruction; - solutions for building, testing, and integration of a PET monitoring system into the dedicated treatment facility.

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2005 entwickelte sich in Würzburg eine öffentliche Diskussion um die Neubebauung des Unteren Marktes. Konkret ging es um das Grundstück des sog. „Petrini-Hauses“, das 1685 vom barocken Baumeister Antonio Petrini errichtet, im Zweiten Weltkrieg aber zerstört und danach nicht wiederaufgebaut wurde. Gegner der Neubebauung forderten entweder, das Grundstück unbebaut zu belassen, oder eine Rekonstruktion des historischen Baus vorzunehmen. Sie konnten sich aber nicht durchsetzen: 2008 wurde der Neubau als Geschäftshaus der VR-Bank unter dem Namen „Forum“ eröffnet. Diskussionen, die sich kontrovers mit der Rekonstruktion bzw. dem Erhalt von Baudenkmälern auseinandersetzen, sind in Deutschland keine Seltenheit. In der vorliegenden Arbeit werden sie als „Denkmaldiskurse“ klassifiziert. Besonders klar treten diese zutage, wenn das (Bau-)Denkmal in eine sog. Spannungssituation gerät, also dann, wenn als geschichtsträchtig und bedeutsam angesehen Orte und die auf ihnen errichteten Objekte Veränderungen erfahren bzw. erfahren sollen. Das Potential einer diskurslinguistischen Beschäftigung mit Denkmaldiskursen wird in dieser Arbeit am Beispiel des Diskurses um den Neubau auf dem Würzburger Markt ausgelotet. Sie nimmt dabei Forschungsfragen aus den Bereichen der Kunstkommunikation, der Raumlinguistik (Placemaking-Prozesse) und der Politolinguistik auf und kontextualisiert sie im Hinblick auf die sprachliche Identitätsstiftung und den sprachlichen Umgang mit Geschichte. Die Untersuchung basiert auf einem thematisch orientierten Textkorpus, das ca. 100 000 Token aus neun Textsorten und drei Zeitschnitten umfasst. Dies ermöglicht die vergleichende Analyse mehrere Teilkorpora. Nach einem Theorieteil, der in die diskurslinguistischen Methoden einführt, werden zunächst die lexikalische Struktur des Korpus und Schlagwörter des Diskurses erhoben. Anschließend wird anhand eines verkleinerten Textkorpus eine diskursspezifische Metapherntypologie erstellt, die die qualitativ erhobenen Metaphern inhaltlich gruppiert. Ebenso werden (Argumentations-)Topoi auf der Basis von Schlussregeln analysiert. Es wird schließlich gefragt, inwieweit die Ergebnisse generalisierend auf Denkmaldiskurse übertragen werden können. / In 2005, a public discussion about the construction of a new building on the market square in Würzburg emerged. Specifically, the subject of interest was the "House Petrini", as it was built in 1685 by the Baroque architect Antonio Petrini, but destroyed in World War II and never restored. Opponents of the new construction either demanded to leave the property undeveloped or to undertake a reconstruction of the historic building. However, they could not prevail: in 2008, a new commercial building of VR-Bank, named “Forum”, was declared open. Controversial discussions about the reconstruction or conservation of monuments (in particular buildings of historical importance) are not uncommon in Germany. In this paper they are classified as "monument discourses". Especially when historically important places and objects are about to become subject to change, commonly referred to as being in a “tense situation”, monument discourses are particularly apparent. This paper explores the potential of a discourse linguistic study of monument discourses in regard to the example of the discourse about the “Petrini House” on the Würzburg market square. It employs research questions from the fields of art communication, spatial linguistics (placemaking processes), politolinguistics and contextualizes them in relation to linguistic identity creation and the linguistic handling of history. The study is based on a thematically researched text corpus comprising approximately 100,000 tokens of nine text types and three time periods, allowing the comparative analysis of several sub-corpora. Following the theoretical part, introducing the discourse of linguistic methods, the lexical structure of the corpus and the keywords of the discourse are analysed. Subsequently, a discourse-specific typology of metaphors based on of a reduced text corpus is created, dividing the content of the qualitatively collected metaphors into groups. Likewise, (reasoning) topoi on the basis of conclusion rules are analysed. Finally, the question to what extent the results can be generalized to monument discourses, is asked.