Derzeitige radar-basierte Nowcastingverfahren basieren auf der Annahme, dass die zeitliche Entwicklung von Hagelereignissen in erster Linie durch Advektionsvorgänge gesteuert ist; die relevanten physikalischen Prozesse, die für die Entstehung und das Größenwachstum von Hagel entscheidend sind, bleiben dabei unberücksichtigt. In Verbindung mit der komplexen internen Struktur und Dynamik von Hagelstürmen ergeben sich daraus große Unsicherheiten bei der Vorhersage der Hagelgrößenverteilung und der von Hagel betroffenen Fläche am Boden. Das Ziel des Projekts LIFT (Large Hail Formation and Trajectories) ist es, die Hagelentstehung und Hageltrajektorien besser zu verstehen, um daraus als wichtige Komponenten eines physikalisch-basierten Nowcastings erstmals ein radar-basiertes Verfahren für das Hagelwachstums zu entwickeln. Zu diesem Zweck wird im Rahmen von LIFT eine Messkampagne Süddeutschland durchgeführt, wo die größte Hagelwahrscheinlichkeit in Deutschland auf vielfältige Beobachtungssysteme trifft, die im Rahmen der Messkampagne Swabian MOSES mit einem dichten Netzwerk betrieben werden. Zum ersten Mal werden im Rahmen von LIFT moderne Radargeräte, In-situ Messgeräte, Fotogrammetrie und numerische Modellierung synergistisch kombiniert und ein umfassender Datensatz zur Rekonstruktion der zeitlichen Entwicklung des Hagelwachstums erstellt. Betroffene Bürger werden aktiv in die Messaktivitäten mit einbezogen und aufgerufen, Hagelkörnern einschließlich ihrer Haupteigenschaften in die WarnWetter App des DWD zu melden. Die Messkampagne mit ihrem mobilen und flexiblen Konzept beinhaltet die Anwendung neuer, innovativer Messtechniken, darunter Lagrangesche Trajektorien mittels kleiner Messsysteme, die in die Wolken eingebracht werden, und dronengesteuerte Luftbildaufnahmen zur Bestimmung der Hagelspektren. Aus Fernerkundungsdaten gewonnene Signaturen von Hagelereignissen liefern Informationen über die Charakteristika der Hagelereignisse und werden mittels numerischer Simulationen sorgfältig auf Messungenauigkeiten und Sensitivitäten bzgl. atmosphärischer Umgebungsvariablen evaluiert. Indikatoren für die Hagelentstehung und das Hagelwachstum werden aus Beobachtungsdaten und Simulationen identifiziert, und liefern die Grundlage für ein beobachtungs-basiertes Hagelwachstumsmodell. Schließlich wird dieses Multi-Parameter Hagelwachstumsmodell mit den bestimmten Hageltrajektorien und Schmelzprozessen kombiniert, um zu bestimmen, welche Prozesse am wichtigsten sind für das Nowcasting von Hagel. Das Projekt LIFT liefert damit einen wichtigen Betrag für zukünftige radar-basierte Hagelwarnsysteme mit einer verbesserten Vorhersagezeit und Vorhersagequalität.
Das Erstellen eines möglichst kompletten Ökologischen Profils einer Population ist von entscheidender Bedeutung in Naturschutz und Landschaftsplanung. Die Zauneidechse (Lacerta agilis LINNAEUS, 1758) ist weit verbreitet in Eurasien und bevorzugt offene bis halboffene Lebensräume. Hierzu gehören auch Habitate, die in der unmittelbaren Nähe von Menschen liegen wie Straßenränder, Bahntrassen oder Steinbrüche. Die Art ist daher oftmals Opfer von Störung, Zerstörung oder Fragmentierung ihrer Lebensräume durch menschliche Aktivitäten und daher oftmals das Ziel von Ausgleichsmaßnahmen. Diese sind am effektivsten, wenn sie auf die Ökologie der betroffenen Population abgestimmt sind. Ziel dieses Projektes ist daher das Erstellen einer möglichst effizienten Methode zur Ermittlung der Ökologie von Kleintieren am Beispiel einer Zauneidechsen-Population in der Dellbrücker Heide in Köln. Hierzu werden klassische Sichtungs basierte Begehungen mit Radio-Teleme-trie zur Aktionsraumbestimmung und hoch-auflösende Drohnenaufnahmen zur Habitatbestimmung verbunden, um ein möglichst vollständiges ökologisches Profil zu erhalten. Das Profil beinhaltet: Aktivität der Tiere in Bezug auf Wetter und Temperatur, Aktionsraumdichte und Habitatpräferenzen. Zusätzlich ist geplant, in Zusammenarbeit mit der Deutschen Bahn die Möglichkeit zu untersuchen, Eidechsenbestände direkt per Drohne aufzunehmen.
Das Projekt beinhaltet bisher eine laufende Doktorarbeit (Vic Clement) sowie zwei abgeschlossene Master-Arbeiten zu Wetter abhängiger Aktivität (Julia Platzen-Edanakaparampil) und Habitatpräferenz (Rieke Schluckebier). Derzeit geplant sind ebenfalls zwei weitere Masterarbeiten zur Habitatpräferenz und zum Einfluss einer Drohne auf das Fluchtverhalten der Tiere (Lisa Schmitz und Tobias Demand).
Die Luftverkehrs-Ordnung (LuftVO) und Luftverkehrs-Zulassungs-Ordnung (LuftVZO) beinhalten die Regeln für die Teilnahme am Luftverkehr. Dazu gehören bspw. die Bestimmungen über die Ausweichpflichten entgegenkommender bzw. kreuzender Luftfahrzeuge, die Pflicht zur ordnungsgemäßen Vorbereitung von Flügen, Bestimmungen für den Kunstflug, die Bedeutung der in der Luftfahrt zu beachtenden Signale und Zeichen u.v.m. Viele Bestimmungen richten sich nicht nur an die Führer „richtiger“ Luftfahrzeuge, sondern sind auch beim Betrieb von Drohnen oder beim Steigenlassen von Drachen oder Kinderluftballonen zu befolgen. Feuerwerk (Kinder-)ballone/Drachen Skybeamer/Scheinwerfer Himmelslaternen Zusätzlich zu der Genehmigung des zuständigen Ordnungsamtes benötigen Sie gemäß § 19 LuftVO für den Aufstieg von Feuerwerkskörpern und der daraus resultierenden Nutzung des Luftraumes eine Erlaubnis der Gemeinsamen Oberen Luftfahrtbehörde Berlin-Brandenburg in einer Entfernung von weniger als 1,5 Kilometern von der Begrenzung von jeglicher Art von Landeplätzen, Flugplätzen bzw. Flughäfen: für Feuerwerk der Kategorie 2 im Sinne der Ersten Verordnung zum Sprengstoffgesetz in der jeweils geltenden Fassung in der Zeit vom 02. Januar bis 30. Dezember und der Kategorien 3, 4, P2 und T2 im Sinne der Ersten Verordnung zum Sprengstoffgesetz in der jeweils geltenden Fassung, während der Betriebszeit des Flugplatzes, oder wenn die Steighöhe mehr als 300 Meter beträgt. Im Bereich der Flugkontrollzone des Flughafens Berlin Brandenburg ist für Aufstiege von mehr als 500 Kinderluftballons nach §21 LuftVO die Einholung einer Flugverkehrskontrollfreigabe bei der zuständigen DFS Deutschen Flugsicherung GmbH erforderlich. Anträge sind online zu stellen. Zusätzlich zu der Genehmigung der DFS (benötigen Sie gemäß § 19 LuftVO für den Aufstieg von Drachen und (Kinder-)ballonen und der daraus resultierenden Nutzung des Luftraumes eine Erlaubnis der “Gemeinsamen Oberen Luftfahrtbehörde Berlin-Brandenburg (LuBB)”:hhttps://lubb.berlin-brandenburg.de/ in einer Entfernung von weniger als 1,5 Kilometern von der Begrenzung von jeglicher Art von Landeplätzen, Flugplätzen bzw. Flughäfen. Außerhalb der genannten Bereiche ist nach § 20 LuftVO das Steigenlassen eines Drachens erlaubnispflichtig, wenn dieser an einem Seil von mehr als 100 m Länge gehalten wird. Bitte stellen Sie Ihren Antrag formlos per Post, Email oder Fax mindestens zwei Wochen vorher an die Gemeinsame Obere Luftfahrtbehörde Berlin-Brandenburg (LuBB) Mittelstraße 5/5a 12529 Schönefeld Fax: (03342) 4266-7612 E-Mail: poststellelubb@lbv.brandenburg.de Für den Betrieb von Scheinwerfern oder optischen Lichtsignalgeräten, insbesondere Lasergeräten, benötigen Sie eine Erlaubnis: in einer Entfernung von weniger als 1,5 Kilometern von der Begrenzung von jeglicher Art von Landeplätzen (Link Hubschrauberlandeplätze), Flugplätzen bzw. Flughäfen gemäß § 19 LuftVO außerhalb dieses Bereiches gemäß § 20 LuftVO, sofern diese geeignet sind, Luftfahrzeugführer*in während des An- oder Abfluges zu blenden Bitte stellen Sie Ihren Antrag formlos per Post, Email oder Fax mindestens zwei Wochen vorher an die Gemeinsame Obere Luftfahrtbehörde Berlin-Brandenburg (LuBB) Mittelstraße 5/5a 12529 Schönefeld Fax: (03342) 4266-7612 E-Mail: poststellelubb@lbv.brandenburg.de Das Zünden von Himmelslaternen (Skylaterne, Skyballon, Glühwürmchen, Flammea, Kong Ming, Feuerlaterne, Luftlaterne etc.) ist verboten . Von ihnen geht eine erhebliche Brandgefahr aus. Ausnahmen sind nur in seltenen Fällen und nach behördlicher Genehmigung möglich. Himmelslaternen sind bei der DFS Deutschen Flugsicherung GmbH (DFS) ( www.DFS.de ) anzumelden und müssen von dieser genehmigt werden. Die DFS weist darauf hin, dass in einem Radius von 50 km um internationale Verkehrsflughäfen keine Genehmigung erteilt wird. Daher ist der Aufstieg von Himmelslaterne im Land Berlin NICHT genehmigungsfähig .
With the introduction of mobile mapping technologies, geomonitoring has become increasingly efficient and automated. The integration of Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) and robotics has effectively addressed the challenges posed by many mapping or monitoring technologies, such as GNSS and unmanned aerial vehicles, which fail to work in underground environments. However, the complexity of underground environments, the high cost of research in this area, and the limited availability of experimental sites have hindered the progress of relevant research in the field of SLAM-based underground geomonitoring.
In response, we present SubSurfaceGeoRobo, a dataset specifically focused on underground environments with unique characteristics of subsurface settings, such as extremely narrow passages, high humidity, standing water, reflective surfaces, uneven illumination, dusty conditions, complex geometry, and texture less areas. This aims to provide researchers with a free platform to develop, test, and train their methods, ultimately promoting the advancement of SLAM, navigation, and SLAM-based geomonitoring in underground environments.
SubSurfaceGeoRobo was collected in September 2024 in the Freiberg silver mine in Germany using an unmanned ground vehicle equipped with a multi-sensor system, including radars, 3D LiDAR, depth and RGB cameras, IMU, and 2D laser scanners. Data from all sensors are stored as bag files, allowing researchers to replay the collected data and export it into the desired format according to their needs. To ensure the accuracy and usability of the dataset, as well as the effective fusion of sensors, all sensors have been jointly calibrated. The calibration methods and results are included as part of this dataset. Finally, a 3D point cloud ground truth with an accuracy of less than 2 mm, captured using a RIEGL scanner, is provided as a reference standard.
Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines drohnenbasierten Sensorsystems für die Inspektion von Windkraftanlagen. Hierbei sollen insbesondere schwer zugängliche und kritische Stellen wie beispielsweise Rotorblätter in bislang unerreichter Genauigkeit digitalisiert und vermessen werden. Die Sensorik besteht aus Laserscannern, Kameras, Thermokameras und IMUs zum Einsatz, um ein möglichst umfassendes, multimodales Modell der Anlage zu erhalten. Durch den Einsatz von Drohnen kann die Inspektion im Vergleich zu aktuellen Methoden schnell, effizient und sicher durchgeführt werden. Die Idee des Teilprojektes ist, luftgestütztes Laserscanning so zu miniaturisieren und Drohnen, d.h. kleine UAVs, mit entsprechender Laserscan-Sensorik auszustatten, so dass die Inspektions-aufgabe kostengünstig gelöst werden kann. Dazu sollen die UAVs die erstellten 3D-Karten auch selbst nutzen. Es müssen die Verfahren und Algorithmen so angepasst werden, dass die Ergebnisse, d.h. die 3D-Karten in Echtzeit vorliegen. Das Vorhandensein einer detailreichen 3D-Karte mit Zusatzinformationen (Fotos, Thermografie, Interpretationen) bietet die Möglichkeit in kurzer Zeit, WKAs zu inspizieren und den Zustand zu dokumentieren. Die wissenschaftlichen Ziele des Vorhabens beinhalten zum einen die Lösung des Problems der simultanen Lokalisierung und Kartierung (SLAM, vgl. Abschnitt 2) eines UAVs. Ist SLAM gelöst, muss die 3D-Punktwolke in ein 3D-Modell umgewandelt, was durch Anwendung von neuronalen KI-Methoden gelingen soll. Eine weitere wissenschaftliche Herausforderung ist die Datennachverarbeitung und Datenanalyse. Hier sollen neue Methoden zur Änderungsdetektion umgesetzt werden. Auf technischer Seite ist ein Ziel des Projektes eine effiziente Lösung des Kalibrierproblems zu finden.