Laserbasierte Kluftanalyse

Studie zum Einsatz des 3D-LaserCallidus® für die geologische Kluftkartierung

 

Konzeption

Die Handmessung mit dem Geologenkompass ist das klassische Verfahren der geologischen Kluftkartierung. Als bewährte Alternative wird am Institut für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg seit vielen Jahren die terrestrische Photogrammetrie eingesetzt.
 
Ein Forschungsschwerpunkt in der geologischen Kluftkartierung besteht darin, den relativ hohen Messaufwand der beiden klassischen Methoden durch den Einsatz des 3D-LaserCallidus® der Firma CallidusPrecision Systems GmbH in Kombination mit geeigneten Algorithmen der Ebenenerkennung weitestgehend zu automatisieren und zu ersetzen.

Konzeptionell werden folgende Arbeitsgänge durchlaufen:

Die aufzunehmenden Festgesteinsböschung wird mit dem 3D-LaserCallidus® gescannt. 1. Die aufzunehmenden Festgesteinsböschung wird mit dem 3D-LaserCallidus® gescannt.
 

Die aufgenommene Punktwolke wird im 3D-Extractor® visualisiert und der Auswertebereich extrahiert. 2. Die aufgenommene Punktwolke wird im 3D-Extractor® visualisiert und der Auswertebereich extrahiert.
 

Zwischenstufen der Transformation und Interpolation, in denen die Punktwolke, nach dem Streichen der Böschung ausgerichtet, neu orientiert wird. 3. Zwischenstufen der Transformation und Interpolation, in denen die Punktwolke, nach dem Streichen der Böschung ausgerichtet, neu orientiert wird.
 

Die am Institut für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg entwickelte Software der digitalen Kluftauswertung (DKA) selektiert aus der Punktwolke über Algorithmen der Ebenenerkennung die Kluftflächen. 4. Die am Institut für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg entwickelte Software der digitalen Kluftauswertung (DKA) selektiert aus der Punktwolke über Algorithmen der Ebenenerkennung die Kluftflächen.
 

Ergebnisse der richtungsstatistischen Auswertung 5. Mit der richtungsstatischen Auswertung kommt der Untersuchende zu den für den Geologen interessanten Darstellungen im SCHMIDT‘schen Netz. Hier im linken Bild dargestellt das Gefügepunktdiagramm und im rechten Bild die Darstellung der abgeleitete Kluftscharen mit ihren Streu- und Konfidenzkegeln.
 

Einige Ergebnisse/Aussagen

  • Grundsätzlich eignet sich der Einsatz des 3D-LaserCallidus® für diese Anwendung in der Kluftkartierung.
  • An ersten Anwendungsbeispielen wurden wichtige Erfahrungen gesammelt und Schlussfolgerungen gezogen.
  • Grenzen in der Anwendbarkeit des Verfahrens resultieren aus der Aufnahmekonfiguration, dem natürlichen Verlauf der Kluftsystems und den Reflektionseigenschaften des Gebirges.
  • Es wird dem Untersuchenden ein effizientes Arbeitsmittel zur Erfassung und Auswertung von Klüften zur Verfügung gestellt. Er kann sich somit auf die Interpretation der Ergebnisse konzentrieren.
  • Ob sich der Einsatz des 3D-LaserCallidus® als ein alternatives Verfahren für die Kluftkartierung durchsetzen wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Künftige Untersuchungen zielen auf den breiten Einsatz des 3D-LaserCallidus® an den unterschiedlichsten Gesteinsarten und Gefügeformen ab.