Geomatiker/in

In dieser Folge sprechen Roman Weibel und Michael Müller, beide von der Fachgruppe Geomatik, über den aktuellen Stand der Bildungsplan-Revision GeomatikerIn EFZ. Was sind dessen Auswirkungen auf den Berufskundeunterricht der GeomatikerInnen ab Schuljahr 2025/2026 und was hat das alles mit dem ominösen „Projekt M“ zu tun?

Viel Spass beim Reinhören.

Anregungen? Fragen? Kritik? Rückmeldungen nehmen wir gerne über die Kommentarfunktion entgegen.

Die angesprochenen Dokumente sind auf der Webseite des SBFI verfügbar:
Link SBFI

Bildlegende: Auszug aus der kommenden Verordnung des SBFI
über die berufliche Grundbildung GeomatikerIn EFZ.

Auftrag 

Die Klasse BGMA20a wurde von einigen Zeichner-Abschlussklassen beauftragt, eine 3D-Aufnahme zu erstellen. Die Aufnahmen sollen sie bei ihrer Projektarbeit unterstützen. Der Perimeter der Projektarbeit befindet sich am Rennweg 1-39 in Zürich. Die Aufnahmen wurden am Vormittag des 23.08.2023 durchgeführt.  

Vorgehen 

Die Klasse wurde in vier Gruppen geteilt. Zwei Gruppen haben sich dem Fassadenscan mit einem Laserscanner gewidmet. Dazu wurde der Laserscanner X7 von Trimble sowie der Laserscanner X30 von Faro verwendet. Beide Gruppen haben den gesamten Projektperimeter mit 18 bzw. 19 Stationen gescannt. Der Trimble X7 nimmt mit einer Station mind. 12 Mio. Punkte auf. Je nach Einstellung kann das bis um das 10-fache mehr sein. Die dritte Gruppe hat sich um die Fotogrammetrische Aufnahme des ganzen Projektperimeters gekümmert. Die Bilder wurden mit der Kamera Fujifilm X-H1 aufgenommen. Diese hat eine Auflösung von 24.3 Megapixel. Dies entspricht einer Fotoauflösung von 4‘000 x 6‘000 Pixel. Insgesamt wurden 1006 Bilder aufgenommen. Um die Bilder zu georeferenzieren, werden Passpunkte benötigt. Diese wurden von der vierten Gruppe definiert und mit Hilfe der Totalstation SX10 von Trimble eingemessen. Über den Projektperimeter verteilt wurden 16 Passpunkte eingemessen. 

Resultate 

Aus den beiden Laserscanning-Aufnahmen resultieren zwei Punktwolken. Daraus können die Fassaden für das Projekt der Zeichner/innen modelliert werden. Die fotogrammetrischen Aufnahmen konnten mangels passender Software leider nicht in eine fertige Punktwolke ausgewertet werden.  

Klasse BGMA20a 

Im Fach Datenmodellierung 3D erstellten die Lernenden des GMA20d im dritten Lehrjahr ein digitales Modell eines öffentlichen Raumes aus der Umgebung der Lagerstrasse. Neben eigen erstellten 3D-Modellen kamen öffentlich zugängliche Daten, sogenannte Open Government Data (OGD) zur Anwendung. Bund, Kantone und Kommunen stellen der Öffentlichkeit offene und frei nutzbare Verwaltungsdaten zur Verfügung. Die äusseren Grenzen bildeten das 3D-Stadtmodell der Stadt Zürich. Auf ein Geländemodell wurde ein Luftbild gelegt, beide vom Kanton Zürich bereitgestellt. Die eigenen 3d-Modelle wurden einerseits in CAD konstruiert, anderseits fotogrammetrisch erzeugt. Diese unterschiedlichen Daten wurden in einer speziellen Software zu einem Gesamtmodell zusammengefügt. In einer Game Engine wurde daraus eine Szene erstellt, die als 360 Grad Panorama, Video oder direkt in der virtuellen Realität betrachtet wurde. Insgesamt haben die Lernenden fünf Datensätze, vier Datentypen sowie vier Softwares verwendet. 
 
Daten: 

3D-Dachmodell (LoD 2) der Stadt Zürich (Filegeodatabase) 

Digitales Terrainmodell des Kantons Zürich (GeoTIFF) 

Orthofoto des Kantons Zürich (GeoTIFF) 

Konstruiertes 3d-Modell (DWG/DXF) 

Fotogrammetrisch erzeugtes 3D-Mesh (OBJ) 

Softwares: 

Autodesk AutoCAD 

Autodesk ReCAP 

Esri CityEngine 

Unreal Engine mit Twinmotion 

Hier einige eindrückliche (und lustige) Beispiele von 360 Grad Panoramas der PH Zürich von Felix Bart, Benjamin Kolb und Patrick Zbinden. Die Texturierungen der Gebäude entsprechen bei allen Beispielen nicht der Realität. 

(QR Code mit dem Smartphone fotografieren und Links öffnen, oder hier anklicken) 

Mit viel Enthusiasmus erstellte Marc Stucki eine Filmszene der Europaallee mit Negrellisteg.    

Link zum Film. 
https://www.nanoo.tv/link/v/DGEquQcd

Verherendes Erdbeben

Am 12. Februar 2023 bebte die Erde in der Türkei und Syrien mit einer Stärke von 7.9 und 7.5. Es starben über 40‘000 Menschen. Um die Einsatzkräfte vor Ort zu unterstützen, sind vollständige und vor allem zuverlässige Geodaten respektive Karten notwendig.

OpenStreetMap Projekt

OpenStreetMap (OSM) ist ein Geodatenprojekt, bei welchem Geodaten aus der ganzen Welt gesammelt und strukturiert abgelegt werden. Die Daten sind für alle Interessierte frei zugänglich.

Die Daten können in einer Web-Oberfläche erfasst werden. Danach sind diese in einer Datenbank abgespeichert und als Basis für Kartenapplikationen verfügbar. Die Aktualität der Karten hängt von der Nachführung durch Freiwilligenarbeit ab.

Crowdsourcing und Humanitarian OSM Team

Durch die beidseitige Kommunikation im Web können Personen mit einem Server interagieren. Dies hilft beim Crowdsourcing, wo viele Personen erreicht werden sollen. Jede Person kann auf OSM-Daten erfassen und bearbeiten aber auch nutzen.

Ein perfektes Beispiel dafür ist das Humanitarian OSM Team (HOT). HOT ist ein internationales Team, das sich mit Hilfe von Crowdsourcing in Verbindung mit OSM dafür einsetzt, Kartendaten für das Katastrophenmanagement zu revolutionieren.

Als Geomatiker/innen haben wir also diese Funktion selbst getestet und unseren Beitrag geleistet. In den Katastrophen-Gebieten von der Türkei und Syrien konnten wir über die Webseite von HOT im OSM-Editor Gebäude und Strassen erfassen, bearbeiten und löschen. Dies haben wir mit Hilfe aktueller Orthofotos (Luftbilder) gemacht und das Team von HOT unterstützt.

Nutzen und Anwendungen

Datenbanken mit Geodaten werden verwendet, um Karten zu erstellen, analoge oder digital für das Web oder mobile Geräte. Diese Geodaten werden von zahlreichen Branchen verwendet, zum Beispiel auch im Gesundheitswesen, um Spitalauslastungen zu überwachen. Im Zusammenhang mit dem Erdbeben werden die Daten genutzt, um die Koordination der humanitären Hilfe zu planen und umzusetzen sowie das Ausmass der Schäden an der Infrastruktur zu erfassen.

Möchtest auch du einen humanitären Beitrag leisten oder einfach die Karte von OpenStreetMap verbessern? Hier findest du die notwendigen Links dazu:

• OpenStreetMap Projekt https://www.openstreetmap.org
• Humanitarian OpenStreetMap Team https://www.hotosm.org
• Weltweite offline Kartenapplikation aus OSM abgeleitet https://organicmaps.app

Klasse GMA19a

Wir, die Geomatik-Klassen GMA19a und BGM19a besuchten im Herbst 2022 den Drohnenhersteller Wingtra am Hauptsitz hier in Zürich.

Wir haben eine Live-Demonstration der WingtraOne GEN II Drohne erhalten. Ebenfalls wurden uns alle Räumlichkeiten des Standorts Zürich gezeigt, von der Entwicklung über die Herstellung bis zum Versand.

Die WingtraOne GEN II kann mit RGB-Kamera oder Multispektralkamera ausgerüstet werden. Die Drohne fliegt vollautomisch inklusive Start und Landung. Das spezielle ist, dass die Drohne senkrecht starten kann und auf bestimmter Höhe in die Horizontale wechselt. Mit einer Höchstgeschwindigkeit von 60km/h ist sie zudem unglaublich schnell.

Die Aufnahmen aus der Luft ermöglichen uns in der Geomatik eine schnelle und präzise Erfassung von Objekten z. B. für die Amtliche Vermessung oder im GIS-Bereich. Wingtra hat uns Anwendungsbereiche aus dem Bergbau und Erfassung von Infrastruktur wie einer Staumauer gezeigt. Eine Fotoauflösung von 1cm pro Pixel ist je nach Flughöhe kein Problem. Beeindruckend ist der „digitale Zwilling“ (3D-Stadtmodell) von der Stadt Zürich, welches unter www.wingtra.com/zurich erkundet werden kann.

Wir bedanken uns bei der Firma Wingtra für den interessanten Einblick in die Forschung und Entwicklung von Flugdrohnen.

Klasse GMA19a

Geomatik-Lernende kommen aus der deutschsprachigen Schweiz und dem Fürstentum Liechtenstein an die Baugewerbliche Berufsschule (BBZ) nach Zürich. Seit 1967 findet deshalb der Unterricht in Form von mehrwöchigen Blockkursen (7 bis 10 Wochen pro Jahr) statt. Diverse Lernende pendeln dazu jeden Tag nach Zürich. Andere, mit längeren Anreisewegen, legen die Strecke nur an den Wochenenden zurück. Sie übernachten unter der Woche in Zürich.

Eine kürzlich erstellte Geoanalyse zeigt die Wohnorte aller 451 Geomatik-Lernenden vom Schuljahr 2021/2022 und deren ÖV-Fahrzeit (Abbildung 1) respektive Reisezeit (Abbildung 2).

Wie entstand diese Geo-Analyse? Nach der Formulierung von Fragestellungen sind die Geometrien der Postleitzahlen (PLZ) und die Klassenlisten beschafft worden. Ein automatisierter Vorgang suchte für jedes Zentrum der PLZ die nächste bediente ÖV-Haltestelle und die schnellste Verbindung nach Zürich. Aus der räumlichen Verschneidung aller PLZ mit Reisezeit und den Wohnorten der Lernenden resultierte die Zuweisung der Reisezeit für jede Person. Daraus lässt sich nun sowohl das Diagramm (Abbildung 3) als auch die Karten erstellen, womit die formulierten Fragestellungen beantwortet werden.

Die ÖV-Fahrzeit entspricht der kürzesten vorgeschlagenen Dauer gemäss SBB Fahrplan von jeder Ortschaft nach Zürich Hauptbahnhof (HB). Bei der Reisezeit wird für den zusätzlichen Fussweg, von der Ortschaft bis zur nächsten Haltestelle sowie von Zürich HB bis zur BBZ, 1 Minute pro 100 Metern dazugezählt.

Aus den Resultaten lässt sich die durchschnittliche ÖV-Fahrzeit der Lernenden von 1 h 10 min berechnen. Jedoch hat gut ¼ der Lernenden eine ÖV-Fahrzeit von über 1.5 h. Welche spannenden Erkenntnisse können Sie der Analyse entnehmen? Aufgrund von Fahrplananpassungen sowie der wechselnden geografischen Verteilung der Lernenden werden sich die Resultate teilweise ändern.

Michael Zwick und Bianca Schmidt, Lehrbeauftragte Berufskunde, Geomatik

Zu was einem die Geomatik führen kann, zeigen uns diese beiden Herren Manuel Delavy und Silvan Glaus. Die beiden ehemaligen Geomatiklernenden gingen an der BBZ zur Schule und studieren nun an der FHNW in Muttenz Geomatik (www.geomatik-studieren.ch). Die Arbeit zeigt, dass die Geomatik auch in Bereichen anzutreffen ist, die nicht ganz alltäglich sind. Viel Spass bei der Lektüre!

Artikel erschienen in der Geomatik Schweiz 7-8/2021» www.geomatik.ch