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<p>The Laser scanner belongs to the new devices on the market of surveying instruments. Tests and measurements gave and still give information where a laser scanner can be used efficiently – partly better than a total station. The results of each measurement are calculated with the corresponding software of the producer or with the corresponding CAD or other surveying programs depending on the scanner. The user cannot recognize which basis is used for the computation at most of the products. A conventional surveying program is not fit for a calculation with big amounts of data, which are the result of a laser scanner measurement. Programs shut down or becomes very slow, thus a processing of the data is impossible. Consequently, the data – the number of points – have to be reduced.</p><p>These aspects results in three questions, which where investigated in this thesis:</p><p>• Laser scanner versus total station: What is more accurate and what is more efficient?</p><p>• Do different software products result in equal outcomes?</p><p>• How far can a point cloud be reduced until there are changes in the result?</p><p>To answer these questions a pile of sand ( size around 400 m³ ) were surveyed twice: once with a laser scanner – Leica HDS 3000 – and once with a total station – Leica TPS1200. The data of the measurement were computed with three different software products: Geo, Geograf and Cyclone. Additional to this the point cloud was reduced stepwise and in each case, the volume was calculated. Thus, the effect of the reduction could be observed.</p><p>Between the different methods, no differences result in the accuracy and - in this investigation – hardly in the time for the measurement. The results of the computations showed that there is no difference between the programs Geo and Geograf. Just the result of Cyclone diverged from the other. The point cloud can be reduced without influences on the result with the order “Unify” until a point-to-point distance of 0,30 m.</p> / <p>Der Laser scanner gehört zu den neuen Geräten auf dem Markt der Vermessungsinstrumente. Tests und Beispielmessungen gaben und geben immer noch Aufschluß darüber, wo dieses Gerät effizient eingesetzt werden kann – teilweise auch besser als ein Tachymeter. Die Ergebnisse einer jeden Messung werden je nach Scanner mit der entsprechenden Software des Herstellers berechnet oder mit entsprechenden CAD oder anderen vermessungstechnischen Programmen. Bei den meisten Produkten kann man nicht erkennen auf welcher Grundlage die Software rechnet. Ein herkömmliches Vermessungsprogramm ist nicht in der Lage, die großen Mengen an Daten, die sich aus einer Laser scanner ergeben, zu verarbeiten. Die Programme stürzen ab oder werden so langsam, daß eine Bearbeitung nicht möglich ist. Also müssen die Daten – die Anzahl der Punkte – reduziert werden.</p><p>Aus diesen Punkten ergeben sich drei Fragestellungen, die vertieft in dieser Arbeit untersucht worden sind.</p><p>• Laser scanner versus Tachymeter: was ist genauer und was ist effizienter?</p><p>• Ergeben verschiedene Softwareprodukte gleiche Ergebnisse?</p><p>• Wie weit kann eine Punktwolke reduziert werden, bevor Auswirkungen auf das Ergebnis ergeben?</p><p>Um diese Fragen zu beantworten, wurde ein Sandhaufen ( mit eine Größe von ca. 400 m³ ) in zwei unabhängigen Messungen jeweils mit einem Laser scanner - Leica HDS 3000 - und einem Tachymeter – Leica TPS1200 - vermessen. Die Messungsdaten wurden mit drei unterschiedlichen softwareprodukten berechnet: Geo, Geograf und Cyclone. Desweiteren wurde die Punktwolke schrittweise reduziert und jeweils das Volumen berechnet. So konnten die Auswirkungen der Reduktion beobachtet werden.</p><p>Es ergaben sich keine Genauigkeitsunterschiede und – in dieser Untersuchung - kaum Zeitunterschiede zwischen den verschiedenen Methoden. Die Ergebnisse der Berechnung zeigten, daß zwischen den Programmen Geo und Geograf kein Unterschied ist. Lediglich das Ergebnis von Cyclone weicht von den anderen ab. Die Punktwolke kann auch ohne Einflüsse auf das Ergebnis mit dem Befehl „Unify“ auf einen Punkt-zu-Punkt Abstand von 0,30 m reduziert werden.</p>

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The Laser scanner belongs to the new devices on the market of surveying instruments. Tests and measurements gave and still give information where a laser scanner can be used efficiently – partly better than a total station. The results of each measurement are calculated with the corresponding software of the producer or with the corresponding CAD or other surveying programs depending on the scanner. The user cannot recognize which basis is used for the computation at most of the products. A conventional surveying program is not fit for a calculation with big amounts of data, which are the result of a laser scanner measurement. Programs shut down or becomes very slow, thus a processing of the data is impossible. Consequently, the data – the number of points – have to be reduced. These aspects results in three questions, which where investigated in this thesis: • Laser scanner versus total station: What is more accurate and what is more efficient? • Do different software products result in equal outcomes? • How far can a point cloud be reduced until there are changes in the result? To answer these questions a pile of sand ( size around 400 m³ ) were surveyed twice: once with a laser scanner – Leica HDS 3000 – and once with a total station – Leica TPS1200. The data of the measurement were computed with three different software products: Geo, Geograf and Cyclone. Additional to this the point cloud was reduced stepwise and in each case, the volume was calculated. Thus, the effect of the reduction could be observed. Between the different methods, no differences result in the accuracy and - in this investigation – hardly in the time for the measurement. The results of the computations showed that there is no difference between the programs Geo and Geograf. Just the result of Cyclone diverged from the other. The point cloud can be reduced without influences on the result with the order “Unify” until a point-to-point distance of 0,30 m. / Der Laser scanner gehört zu den neuen Geräten auf dem Markt der Vermessungsinstrumente. Tests und Beispielmessungen gaben und geben immer noch Aufschluß darüber, wo dieses Gerät effizient eingesetzt werden kann – teilweise auch besser als ein Tachymeter. Die Ergebnisse einer jeden Messung werden je nach Scanner mit der entsprechenden Software des Herstellers berechnet oder mit entsprechenden CAD oder anderen vermessungstechnischen Programmen. Bei den meisten Produkten kann man nicht erkennen auf welcher Grundlage die Software rechnet. Ein herkömmliches Vermessungsprogramm ist nicht in der Lage, die großen Mengen an Daten, die sich aus einer Laser scanner ergeben, zu verarbeiten. Die Programme stürzen ab oder werden so langsam, daß eine Bearbeitung nicht möglich ist. Also müssen die Daten – die Anzahl der Punkte – reduziert werden. Aus diesen Punkten ergeben sich drei Fragestellungen, die vertieft in dieser Arbeit untersucht worden sind. • Laser scanner versus Tachymeter: was ist genauer und was ist effizienter? • Ergeben verschiedene Softwareprodukte gleiche Ergebnisse? • Wie weit kann eine Punktwolke reduziert werden, bevor Auswirkungen auf das Ergebnis ergeben? Um diese Fragen zu beantworten, wurde ein Sandhaufen ( mit eine Größe von ca. 400 m³ ) in zwei unabhängigen Messungen jeweils mit einem Laser scanner - Leica HDS 3000 - und einem Tachymeter – Leica TPS1200 - vermessen. Die Messungsdaten wurden mit drei unterschiedlichen softwareprodukten berechnet: Geo, Geograf und Cyclone. Desweiteren wurde die Punktwolke schrittweise reduziert und jeweils das Volumen berechnet. So konnten die Auswirkungen der Reduktion beobachtet werden. Es ergaben sich keine Genauigkeitsunterschiede und – in dieser Untersuchung - kaum Zeitunterschiede zwischen den verschiedenen Methoden. Die Ergebnisse der Berechnung zeigten, daß zwischen den Programmen Geo und Geograf kein Unterschied ist. Lediglich das Ergebnis von Cyclone weicht von den anderen ab. Die Punktwolke kann auch ohne Einflüsse auf das Ergebnis mit dem Befehl „Unify“ auf einen Punkt-zu-Punkt Abstand von 0,30 m reduziert werden.

Thesis (doctoral)--Technische Hochschule München, 1911. / Includes bibliographical references.

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Satellite altimeters have become an important tool for the study of global and regional mean sea level change, offering near global coverage and unprecedented accuracy. Issues of calibration and validation remain central to their ability to determine estimates of change at accuracies of better than 0.5 mm/yr.This Thesis provides an absolute calibration of the TOPEX/Poseidon (T/P) and Jason-1 satellite altimeters, undertaken in Bass Strait, Australia. The research provides a contribution to the international calibration effort, with the Bass Strait site situated as the only one of its kind in the Southern Hemisphere. A unique in situ absolute calibration methodology is presented, reliant on the episodic deployment of GPS equipped buoys at an offshore comparison point. In contrast to other calibration studies, data from the GPS buoys are used to solve for the absolute datum of an offshore oceanographic array (incorporating a pressure sensor, temperature and salinity recorders and a current meter array). Combined with data from a coastal tide gauge and a regional GPS network, the methodology enables the cycle-by-cycle computation of absolute bias, without the necessity of estimating a marine geoid. Emphasis within this Thesis is given to the design and development of the GPS equipped buoys, in addition to the standardisation requirements of the geodetic analysis. The GPS buoy design is applied to both the altimeter calibration problem, in addition to a near shore application involving the calibration of tide gauges in the Antarctic and Sub-Antarctic.The attention to standardisation ensures comparable estimates of in situ and altimeter sea surface height. Differences at the 9 mm level for the pole tide displacement and plus or minus 5 mm for the solid Earth tide displacement are revealed when using the GAMIT GPS analysis suite.The implications of non-standardisation are further illustrated with the presentation of time series analysis from various continuous GPS datasets. Absolute bias and 1-sigma uncertainties from a formal error budget are 0 plus or minus 14 mm for T/P and +152 plus or minus 13 mm for Jason-1 (for the GDR POE orbits, computed over the calibration phase, 18 Jan 2002 14 Aug 2002). Results over the duration of the T/P mission confirm a dependence on the choice of Sea State Bias (SSB), with the overall mean absolute bias not statistically different from zero. Extending the comparison period between Jason-1 cycles 1 to 101 (18 Jan 2002 06 Oct 2004) reduces the Jason-1 mean absolute bias by approximately 10 mm and reveals a significant slope of -7.6 plus or minus 5.6 mm per year.Whilst the cause for the significant absolute bias remains unexplained, the source of the drift appears attributable to the microwave radiometer, observed to be measuring drier over time (-5.9 plus or minus 2.1 mm/yr). Drift of the POE orbit relative to the JPL GPS orbit is shown to account for the remaining trend observed at the Bass Strait site.After considering geographically correlated errors, absolute bias results show excellent agreement with other international calibration studies.These results aid in understanding the performance of both the T/P and Jason-1 altimeters, further underscoring calibration and cross calibration of altimeters as essential for the study of low frequency oceanographic processes, including regional and global mean sea level change.The inference of geographically correlated orbit errors, and the significant unexplained Jason-1 absolute bias emphasises the need for maintaining globally distributed verification sites and makes it clear that further work is required to improve our understanding of the Jason-1 instrument and its algorithm behaviour.