Geodätisches und Geotechnisches Monitoring mit Low-cost-Komponenten

Abstract

Seit der Markteinführung der zielverfolgenden Tachymeter Anfang der 90iger Jahre und der etwa gleichzeitigen Verfügbarkeit von GPS- bzw. GNSS-Empfängern haben sich die geodätischen und geotechnischen Monitoringanwendungen stetig weiterentwickelt. Neben den kommerziellen Systemen der bekannten Hersteller existieren verschiedene Soft- und Hardwarelösungen einzelner Büros, Organisationen und Hochschulen. Heutzutage werden verstärkt geodätische und geotechnische Low-cost-Sensoren und -Komponenten für permanente Überwachungsaufgaben verwendet. In Kombination mit kleinen Micro-Controllern und Micro-Prozessoren (z.B. dem Raspberry Pi oder die verschiedenen Typen der Arduino-Boards) ergeben sich individuelle Möglichkeiten in der Ingenieurvermessung und Geotechnik. Modular vernetzte Sensoren in unterschiedlichen Netzwerken, meist als Geosensornetzwerke bezeichnet (Heunecke et al., 2013), arbeiten dabei mit geringen Ressourcen optimal abgestimmt zusammen. Dabei kann eine große Anzahl von Subsystemen in einem zentralen Mess-, Steuer- und Auswertesystem für individuellen Anforderungen zusammengestellt werden. Dieser Beitrag stellt einen holistischen Ansatz für flexible und kostengünstige Anwendungen zur automatisierten Überwachung von technischen Anlagen und Bauwerken nach Vorgaben des Bauingenieurwesens sowie die Durchführung von Überwachungsprojekten in den verschiedenen Bereichen der Geowissenschaften dar. Zusätzlich werden verschiedene Implementierungen mit einzelnen Sensoren mit individueller Konfiguration des gesamten Geosensornetzwerkes erläutert. Der Schwerpunkt des Beitrags liegt neben den geodätischen Komponenten wie Tachymetrie, Low-Cost-GNSS, Neigungssensoren und Nivellement in der Verwendung der geotechnischen Sensoren und deren Echtzeitverarbeitung mit dem Raspberry Pi und dem Arduino Uno.