Entwicklung eines Monitoringsystems für Deformationsmessungen unter MATLAB

Abstract

Geodätisches Monitoring wird betrieben um Deformationen an natürlichen und/oder künstlichen Objekten (Bauwerke, Hängen, ...) und deren Umgebung zu untersuchen.<br />Deformationen können vielfältige Ursachen haben und sind, solange sie eine bestimmte Größenordnung nicht überschreiten, auch unbedenklich. Wird jedoch ein Schwellwert erreicht, sind die involvierten Fachleute zu alarmieren um weitere Maßnahmen zu setzen.<br />Die Festlegung der Schwellwerte kann dabei nur in Kooperation mit Experten anderer Fachgebiete erfolgen, und auch die Einleitung geeigneter Maßnahmen obliegt meist nicht einem Geodäten.<br />Für geodätische Monitoringaufgaben existieren bereits einige proprietäre Softwarelösungen.<br />Diese Programme steuern die Sensoren und verspeichern die gewonnenen Daten. Die meisten Anbieter liefern dazu (einfache) Auswerte- und Darstellungsfunktionen.<br />Zur Datenauswertung und -analyse ist man weitgehend auf den im jeweiligen Softwarepaket angeboten Funktionsumfang beschränkt.<br />Doch gerade in der wissenschaftlichen Datenauswertung und -analyse ist man daran interessiert, auf die akquirierten Daten möglichst flexibel zugreifen zu können, um diese dann mit speziellen Analysealgorithmen weiter verarbeiten zu können.<br />Im Zuge dieser Diplomarbeit ist ein Programmpaket entstanden, das die gemessenen Daten eines Robottachymeters (z.B. der Leica Serie TPS1200) und die Verspeicherung derselben in eine Microsoft SQL Server 2005 Datenbank gewährleistet. Die Entwicklung dieses Programmes erfolgte in MATLAB. Die Verwendung von MATLAB erlaubt den Zugriff auf die umfangreichen und effizienten mathematischen Funktionen dieser Entwicklungsumgebung.<br />Dieses Programm, im Weiteren als 'MatlabMonitor' bezeichnet, bildet eine Grundlage für weitere Diplom- beziehungsweise Bachelor- oder Masterarbeiten. Spezielle Auswerte- und Analysealgorithmen für Deformationsmessungen sollen zukünftig getestet und im Programm MatlabMonitor implementiert werden können.<br />

Geodetic Monitoring is applied to detect deformations of natural and / or artificial objects (buildings, hillsides, ..) and their surroundings. Deformations can have many causes and are, as long as they do not exceed a certain magnitude, even harmless. However, if a threshold is reached, the professionals involved have to be alarmed to take further measures.<br />The determination of the threshold values is usually realised in cooperation with experts from other disciplines. Also the initiation of appropriate measures is normally an interdisciplinary task.<br />For geodetic monitoring tasks, there already exist several proprietary software solutions. Mostly these programs control the sensors and store the collected data. In this case vendors also provide (simple) evaluation- and analysis features.<br />The data evaluation and analysis is largely restricted to the provided software features.<br />But especially in the scientific data evaluation and analysis it is necessary to access the data acquired as flexible as possible, to apply more significant analysis algorithms.<br />As part of this diploma thesis, a program is developed that ensures the data registration with a robot tachymeter (e.g. Leica TPS1200 series) and the storage in a Microsoft SQL Server 2005 database. The program is developed in MATLAB. MATLAB allows the extensive and efficient use of its mathematical development environment and visualisation tools.<br />The program 'MatlabMonitor' is the basis for further diploma- respectively bachelor- or mastertheses, where data evaluation and analysis algorithms can be tested and implemented.