Vorbemerkung Eine Bachelorarbeit wird im Normalfall im 6

08.01.2016
Themen für Bachelor- und Masterarbeiten
Prof. Breuer
aus dem Lehrgebiet Photogrammetrie und Fernerkundung
Vorbemerkung
Eine Bachelorarbeit wird im Normalfall im 6. Semester des Bachelorstudiums
geschrieben. Die Bearbeitungszeit beträgt 3 Monate und beginnt meistens mit der
Vorlesungszeit des Sommersemesters. Parallel dazu finden noch andere Lehrveranstaltungen statt.
Eine Masterarbeit wird im Normalfall im 4. Semester des Masterstudiums
geschrieben. Die Bearbeitungszeit beträgt 5 Monate und beginnt meistens mit der
Vorlesungszeit des Sommersemesters. Parallel dazu finden keine anderen
Lehrveranstaltungen mehr statt.
Aufgrund der gegebenen Rahmenbedingungen kann in einer Masterarbeit ein Thema
viel intensiver bearbeitet werden, als in einer Bachelorarbeit. Entsprechend ist der
Anspruch an eine Masterarbeit höher als an eine Bachelorarbeit. Daher eignet sich
nicht jedes Thema für eine Bachelorarbeit und nicht jedes Thema bietet ausreichend
Stoff für eine Masterarbeit.
Darüber hinaus berücksichtige ich bei der Auswahl des Themas auch das
individuelle Vorwissen des/der Studierenden.
Studierende können gerne auch ein eigenes Thema vorschlagen. Wenn Sie ein
Thema interessiert, dann sprechen Sie mich bitte an. Wir werden dann gemeinsam
überlegen, ob und wie sich das Thema im individuellen Fall als Bachelor- oder
Masterarbeit für Sie eignet.
Mit freundlichen Grüßen
Prof. Dipl.-Ing. Michael Breuer
Lehrgebiet: Photogrammetrie und Fernerkundung
Labor für Photogrammetrie (Laborleiter)
Beuth Hochschule für Technik Berlin
Fachbereich III
Luxemburger Str. 10
13353 Berlin
Tel.: 030-4504-5144
Fax.: 030-4504-665144
Haus Bauwesen - Zimmer 144
Homepage: http://prof.beuth-hochschule.de/breuer
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aus dem Lehrgebiet Photogrammetrie und Fernerkundung
Oberthema: Bauaufnahme
(Bachelor)
Im Rahmen der Kooperation der Beuth Hochschule (Labor für Photogrammetrie) mit
dem Brandenburgischen Landesamt für Denkmalpflege und archäologisches
Landesmuseum werden Bau- und Bodendenkmale vermessen, in geeigneter Weise
dokumentiert und visualisiert. Dabei kommt es darauf an, bestimmte Genauigkeitsvorgaben einzuhalten und für die abgeleiteten Datenprodukte (z.B. Pläne,
Orthophotos, maßstäbliche Abwicklungen, virtuelle 3D-Modelle) zu gewährleisten.
Methoden sind Tachymetrie, GPS, Photogrammetrie und Fernerkundung.
Oberthema: UAS - Prozessierung von Bildern, die mit einem Unmanned Aerial
System aufgenommenen wurden
#2015.01 Untersuchung der Software UASMASTER der Firma Trimble zur
Prozessierung von Bildern, die mit einem UAS aufgenommen wurden
(Bachelor)
Auf Grundlage von UAS-Bildern lassen sich digitale Oberflächenmodelle und
Orthobilder (Bildmosaike entzerrter und georeferenzierter Einzelbilder) herstellen. Es
soll untersucht werden, in wieweit sich die Software UASMASTER dafür eignet.
(Statt UAS werden auch die Begriffe Drohne oder RPAS = remotely piloted aircraft
system verwendet)
Oberthema: Radar-Fernerkundung
(Master)
Die Radar-Fernerkundung bietet spannende Möglichkeiten der wetterunabhängigen
Datenaufnahme. Radardaten bieten aufgrund ihrer Struktur besondere Auswertemöglichkeiten. So lassen sich mit Hilfe der Radar-Interferometrie z.B. digitale
Geländemodelle erstellen. Auch sind basierend auf dieser Methode flächenhafte
Deformationsmessungen möglich.
#2015.02 Filtering techniques for an interferometric high-resolution DEM
(Master)
Joint master-thesis with Airbus Space & Defence, Potsdam (Dr. Lang, Dr. Riedmann)
In the frame of the value-adding processes which Astrium seeks to establish for the
worldwide TanDEM-X Elevation model, filtering techniques will play an important role
in the subsequent processing of the initial raw digital surface model. The thesis
should cover the implementation of filter algorithms with regard to several aspects
like vegetation cover removal, suitability for and sensitivity of different land cover
types respectively landscapes and the applicability and performance on larger areas.
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The student should have experience in working with Digital Elevation Models as well
as basic knowledge in GIS, remote sensing and processing of raster data.
Oberthema: objektorientierte Klassifizierung
(Bachlor oder Master)
Die Hochschule besitzt Lizenzen für zwei Softwareprodukte zur objektorientierten
Klassifizierung. Das sind eCognition der Firma Trimble und ERDAS IMAGINE
Objective der Firma Hexagon. Beide Softwareprodukte können im Rahmen von
Bachelor- und Masterarbeiten verwendet werden.
Oberthema: optische 3D-Messsysteme
Mit Hilfe optischer 3D-Messsysteme können Objekte berührungslos dreidimensional
vermessen werden. Das Ergebnis ist eine 3D-Punktwolke, deren Punkte in einem
3D-Koordinatensystem eindeutig definierte 3D-Koordinaten besitzen.
#2015.03 Vergleich der 3D-Messysteme Artec EVA 3D Scanner und FARO
Freestyle 3D Scanner
(Bachelor)
Die Beuth Hochschule besitzt einen EVA 3D Scanner der Firma Artec. Von der Firma
FARO kann ein Freestyle 3D Scanner entliehen werden. Beide Systeme sollen
hinsichtlich ihrer Performance und erzielbaren Genauigkeit untersucht werden. Das
Thema ist als Gruppenarbeit geeignet.
Oberthema: Computer Vision (photogrammetrische Anwendungen mit
Lösungsansätzen aus der Computer Vision, Entwicklungsprojekte auf Basis
von OpenCV)
(Master - für ambitionierte Softwareentwickler)
Die Computer Vision ist ein Teilgebiet der Informatik und beschäftigt sich wie die
Photogrammetrie und Fernerkundung mit der Ableitung geometrischer und
semantischer Informationen aus Bildern. Heute kann auf eine Vielzahl
leistungsfähiger Algorithmen zurückgegriffen werden, die in Form von SoftwareBibliotheken zur Verfügung stehen. Die OpenSource-Softwarebibliothek OpenCV
steht beispielhaft für eine solche Ressource.
#2015.04 Entwicklung und Bau eines photogrammetrischen 3D-Mess-Systems
mit optischen Sensoren
(Master - für ambitionierte Softwareentwickler)
Im Rahmen der Arbeit soll ein photogrammetrisches 3D-Mess-System entworfen und
als Prototyp gebaut werden. Als optische Sensoren sollen einfache Webcams
verwendet werden. Für die softwaretechnische Umsetzung stehen OpenSourceBeuth Hochschule für Technik Berlin
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Softwarebibliotheken zur Verfügung (z.B. OpenCV). Voraussetzung für eine
erfolgreiche Teilnahme ist Freude am Entwerfen und Bau eines technischen Systems
und der dafür notwendigen Software.
Oberthema: Digitale Bildverarbeitung mit Java und ImageJ
(Master für ambitionierte Softwareentwickler)
ImageJ ist eine OpenSource Bildverarbeitungssoftware, deren Methoden im
Lehrbuch von Burger/Burge (2015): Digitale Bildverarbeitung (Springer Verlag)
anschaulich beschrieben sind. Sie bietet eine gute Grundlage eigener
Entwicklungen.
#2015.05 Entwicklung und Implementierung eines Plugins für ImageJ zur
automatischen relativen Orientierung
(Master für ambitionierte Softwareentwickler)
Im Rahmen der Arbeit soll ein Plugin für ImageJ entwickelt werden, das ein
gegebenes Stereobildpaar automatisch relativ orientiert (photogrammetrische relative
Orientierung). Die ermittelten Orientierungsdaten sollen derart zur Verfügung gestellt
werden, dass das relativ orientierte Stereobildpaar in der Software IMAGINE
Photogrammetry geladen und stereoskopisch ausgewertet werden kann.
Oberthema: Photogrammetrie und Fernerkundung - Klassische anwendungsbezogene Untersuchungen mit Fernerkundungsdaten (Luft- und Satellitenbilder)
#2015.06 Vergleich der Methoden SGM und eATE der Software IMAGINE Photogrammetry zur Generierung von digitalen Oberflächenmodellen (DOM) von
Wald auf Grundlage von Luftbilddaten
(Bachelor oder Master)
In Kooperation mit dem Nationalpark Eifel (Dr. Spors).
Semi-Global-Matching (SGM) ist eine moderne Methode der digitalen
Bildverarbeitung und Photogrammetrie zur Erzeugung dichter 3D-Punktwolken aus
Bildern. Die Bilder können sowohl stereoskopisch als auch konvergent
aufgenommen worden sein. Implementierungen von SGM-Algorithmen finden sich
heute in vielen kommerziellen photogrammetrischen Softwareprodukten. Mit der
Version 2014 kann in der Software IMAGINE Photogrammetry zum ersten Mal ein
SGM-Algorithmus genutzt werden. Bisher stand dort zur Generierung dichter 3DPunktwolken nur der eATE-Algorithmus zur Verfügung (eATE = enhanced automated
terrain extraction).
Ziel ist die Untersuchung der in der Software IMAGINE Photogrammetry neuen Auswertemöglichkeit des SGM-Algorithmus. Als Szenario einer konkreten Anwendung
soll ein digitales Oberflächenmodell (DOM) von Wald generiert werden. Dabei soll
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ein Vergleich mit dem eATE-Algorithmus angestellt werden. Eigene Tests mit realen
Bilddaten sind durchzuführen und zu bewerten. Hierfür stehen digitale stereoskopische Bilddaten (RGB, CIR) von Teilbereichen des Nationalparks Eifel zur
Verfügung. Schlussendlich ist die Frage zu klären, ob mit dem SGM-Algorithmus
(verglichen mit dem eATE-Algorithmus) bessere Ergebnisse erzielt werden können.
#2015.07 Untersuchung von Möglichkeiten und Grenzen von Atmosphärenkorrekturen optischer Fernerkundungsdaten mit dem Software Modul ATCOR
(Bachelor)
ATCOR ist ein Modul zur Software ERDAS IMAGINE, mit dem sich Fernerkundungsdaten atmosphärisch korrigieren lassen. In der Arbeit ist anhand von praktischen
Anwendungsbeispielen zu untersuchen, in wieweit ATCOR diese Aufgabe erfüllt.
#2015.08 Entwicklung von Modellen für die automatisierte Klassifizierung von
Fernerkundungsdaten mit dem Model Maker in der Software ERDAS IMAGINE
(Bachelor)
Der Model Maker ist ein Modul zur Software ERDAS IMAGINE, mit dem sich
Auswerteprozesse auf Fernerkundungsdaten grafisch unterstützt programmieren
lassen. In der Arbeit ist anhand von praktischen Anwendungsbeispielen zu
untersuchen, was mit dem Model Maker möglich ist.
#2015.09 Untersuchung zu vermuteten Qualitätseinbußen bei Klassifikationsergebnissen durch die Verwendung von verlusstbehaftet komprimierten
optischen Fernerkundungsdaten
(Bachelor oder Master)
In der Praxis der Fernerkundung stehen manchmal nur verlusstbehaftet komprimiere
Fernerkundungsdaten zur Verfügung. Es wird vermutet, dass die verlusstbehaftete
Bilddatenkompression Einfluss auf das Ergebnis einer Klassifikation haben kann, die
auf Grundlage dieser Daten durchgeführt wird. Dieser Frage soll im Detail
nachgegangen werden. Dabei sollen sowohl pixelbasierte, als auch objektbasierte
Klassifikationsverfahren zur Anwendung kommen.
#2015.10 Untersuchung der Batch-Software Condor zur Verteilung von ERDASProzessen in einem Rechnernetz
(Bachelor oder Master)
Rechenintensive Prozesse können beschleunigt verarbeitet werden, wenn sie auf
mehrere CPUs verteilt werden. Ziel der Arbeit ist eine Untersuchung, wie hierfür die
Batch-Software Condor genutzt werden kann. Am Beispiel von Rechenprozessen der
Software ERDAS soll die Verteilung solcher Prozesse in einem Rechnernetz erprobt
werden.
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#2015.11 Untersuchung der Software IMAGINE Objective zur objektorientierten
Klassifizierung hochauflösender optischer Fernerkundungsdaten
(Bachelor oder Master)
(In Zusammenarbeit mit dem Amt für Geoinformation, Vermessungs- und Katasterwesen Mecklenburg Vorpommern, Herr Kai Jütte)
Die automatisierte Liegenschaftskarte (ALK) enthält unter anderem die tatsächliche
Nutzung (Landnutzung). Bilddaten (Luft- bzw. Satellitenbilder) mit den Kanälen
RGB+NIR sollen als Grundlage verwendet werden, um die Landnutzung zu
klassifizieren. An einem konkreten Anwendungsbeispiel soll untersucht werden, in
wieweit sich die Software IMAGINE Objective zur objektorientierten Klassifizierung
der Landnutzung eignet.
#2015.12 Untersuchung des Automationspotenzials von Prozessen der Software ERDAS IMAGINE zur Herstellung photogrammetrischer Datenprodukte
(Bachelor oder Master)
In der Praxis herrscht zunehmender Kostendruck. Gleichzeitig sollen bestimmte
Qualitätsanforderungen eingehalten werden. Es ist zu untersuchen, wie sich
Standardprozesse der Software ERDAS IMAGINE automatisieren lassen (z.B. der
Prozess der Orthophotoproduktion inklusive der radiometrischen Mosaikbildung).
Für die Umsetzung soll eine geeignete Scriptsprache (z.B. Python, Perl, o.ä.) zum
Einsatz kommen. Daneben ist zu untersuchen, welche ERDAS IMAGINE Prozesse
sich für eine Automation überhaupt geeignet sind.
Schlussendlich soll darauf eingegangen werden, wie die Qualitätsanforderungen
definiert sind (z.B. ISO Norm, DIN Norm) und wie bei einer automatisierten
Prozessierung die Qualitätssicherung realisiert werden kann.
Zu untersuchen ist, welche Informationen auf der Grundlage stereoskopischer
ASTER Fernerkundungsdaten generiert werden können. Gleichzeitig soll der Frage
nachgegangen werden, durch welche Parameter lawinengefährdete Bereiche
charakterisiert sind. Anschließend soll versucht werden, solche Bereiche
auszuweisen. Dabei sind insbesondere die Möglichkeiten und Grenzen der
Fernerkundung kritisch zu hinterfragen. Zusätzliche Daten können – sofern sie
verfügbar gemacht werden können – verwendet werden.
#2015.13 Untersuchung zur geodätischen Datumstransformation mit der
Software ERDAS IMAGINE
(Bachelor oder Master)
In ERDAS IMAGINE wird zwischen Horizontal und Vertical Datum unterschieden.
Entsprechend werden Transformationen entweder nur auf die Lage oder die Höhe
angewandt. Es ist zu untersuchen, inwieweit diese Trennung zulässig ist und ob nicht
eine dreidimensionale, gemeinsame Beschreibung von Transformationen der Lage
und Höhe der Vorzug gegeben werden sollte. Gründe für das jetzige Vorgehen sind
zu ermitteln, Probleme eines dreidimensionalen Ansatzes sind darzulegen.
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#2015.14 Standardisierter Datenaustausch für photogrammetrische Orientierungsdaten
(Bachelor oder Master)
Photogrammetrische Orientierungsdaten sind Daten der Inneren und Äußeren
Orientierung von Bildern, die für eine stereophotogrammetrische oder eine Mehrbildauswertung geeignet sind. In diesem Sinn kann ein orientiertes Stereobildpaar als
photogrammetrisches Datenprodukt verstanden werden, mit dem die stereophotogrammetrische Messung möglich ist, und das sich entsprechend vermarkten ließe.
Zu untersuchen ist, ob und wie zurzeit orientierte Stereobildpaare kommerziell
angeboten werden und in welcher Form die Orientierungsdaten zur Verfügung
gestellt werden. Darüber hinaus ist eine Liste geeigneter Softwareprodukte
anzufertigen, die für die Weiterverarbeitung der Daten geeignet sind.
Idealerweise sollten die Orientierungsdaten in einer universellen Form vorliegen,
sodass die direkte Verarbeitung der Daten mit beliebiger Software für die
stereoskopische Auswertung möglich ist. Zu klären ist, ob so ein universelles
Datenformat bereits existiert, von welchen Softwareanbietern es unterstützt wird und
– falls es noch nicht existiert – wie es aufgebaut sein könnte.
#2015.15 Untersuchung von Sentinel-2 Bilddaten für die Landnutzungsklassifizierung
(Bachelor oder Master)
Am 23. Juni 2015 startete der europäische Sentinel-2 Satellit. Er liefert multispektrale
optische Fernerkundungsdaten mit einer Bodenauflösung von bis zu 10m. Es soll
untersucht werden, wie gut sich mit diesen Daten Landnutzungsklassifizierungen
durchführen lassen.
#2015.16 Aktueller Stand naher Echtzeitprozessierung von Fernerkundungsdaten
(Bachelor oder Master)
Besonders in Gefahrenlagen, z.B. nach Naturkatastrophen besteht großer Bedarf an
aktuellen Fernerkundungsdaten. Es soll untersucht werden, was für Daten in solchen
Fällen konkret benötigt werden und welche Verfahren heute zur Verfügung stehen,
um verschiedene Datenprodukte in naher Echtzeit zur Verfügung zu stellen.
#2015.17 Big-Data in der Fernerkundung
(Bachelor oder Master)
Fernerkundungs-Datenarchive wachsen von Tag zu Tag. Nur ein Bruchteil, der zur
Verfügung stehenden Daten wird heute genutzt und ausgewertet. Auf der anderen
Seite stehen Entwicklungen zur automatisierten Bearbeitung sehr großer
Datenmengen (Big Data). Es soll untersucht werden, welche Methoden unter dem
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Begiff „Big Data“ heute zur Verfügung stehen und wie sich ihr Nutzungspotenzial in
Bezug auf Fernerkundungsdaten beurteilen lässt.
#2015.18 Von der 3D-Punktewolke zum 3D-Druck
(Bachelor)
Das Ergebnis einer photogrammetrischen Objekterfassung ist häufig eine 3DPunktwolke. In der Arbeit soll untersucht werden, welche Schritte notwendig sind, um
auf Basis einer solchen 3D-Punktwolke einen 3D-Druck zu erstellen.
#2015.19 Untersuchung der Kamerakalibrierung der Software Photoscan der
Firma AGISOFT
(Bachelor)
Bei der Verarbeitung von Bildern mit der Software Photoscan können die
Kameraparameter der Kameras bestimmt werden, mit denen die Bilder
aufgenommen wurden. Es soll untersucht werden, wie diese Parameter zustande
kommen und welche Aufnahmekonfigurationen zu favorisieren sind, um die
Parameter möglichst verlässlich zu bestimmen.
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