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Spatial propagation of landslide generated impulse waves

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[Quelle: https://ethz.ch]

Subaerische Massenbewegungen mit hohen Geschwindigkeiten wie Bergstürze oder Lawinen können sowohl in Binnengewässern wie Seen und Speicherbecken als auch in Küstengebieten hohe Wellen erzeugen. Diese Wellen werden als Impulswellen bezeichnet und weisen ähnliche Eigenschaften wie Tsunamis auf, wenn sie das Ufer oder eine Dammstruktur erreichen. Eines der bekanntesten Ereignisse ereignete sich 1958 in Lituya Bay, USA, wo ein durch ein Erdbeben ausgelöster Bergsturz einen Impulswellenzug mit einer Auflaufhöhe von mehr als 500 m erzeugte. Aber auch kleinere Ereignisse stellen eine Gefahr für angrenzende Siedlungen und Infrastrukturen dar. Für die Beurteilung von Gefahren im Zusammenhang mit Impulswellen ist es entscheidend, wichtige Welleneigenschaften, wie z.B. Wellenamplituden, auf der Grundlage der Rutscheintauchparameter vorherzusagen. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der räumlichen Ausbreitung von Impulswellen, d.h. die Wellen breiten sich omnidirektional von der Rutscheintauchstelle aus. Hydraulische Laborversuche wurden entsprechend der Froude-Ähnlichkeit in einem 4.5 m 8 m grossenWellenbecken (3D) durchgeführt, welches mit einem videometrischen Messsystem zur Erfassung der freien Wasseroberfläche ausgestattet ist. Zur Erzeugung der Impulswellen wurden im Netzbeutel gebundene granulare Rutsche eingesetzt. Dieser vereinfachte Ansatz zur Nachbildung von Impulswelleneigenschaften, ähnlich denen, die von freien granularen Rutschen erzeugt werden, wurde zuvor in 42 Wellenkanalexperimenten (2D) bestätigt. Die Parameter, die für die daran anschliessenden 74 3D-Experimente variiert wurden, umfassen die Rutscheintauchgeschwindigkeit, die Rutschmasse, die Rutschmächtigkeit, die Rutschbreite, den Rutscheintauchwinkel und die Ruhewassertiefe. Mit Ausnahme der Rutschbreite sind alle diese Parameter auch in dem von Heller (2008) eingeführten, für die 2D-Impulswellengenerierung massgeblichen Impulsproduktparameter P enthalten. Das videometrische Messverfahren liefert ein quasi-kontinuierliches Abbild der freien Wasseroberfläche und ermöglichte damit eine adaptive Erfassung der Ausdehnung der Rutscheintauchzone, die durch den Eintauchradius r0 definiert wird. Dort und darüber hinaus werden die Welleneigenschaften durch den Impulsproduktparameter P, welcher die Eintauchgeschwindigkeit, Mächtigkeit, Masse und Eintauchwinkel des Rutsches einschliesst und den 2D-Impulstransfer auf die Wassersäule pro Rutschbreiteneinheit beschreibt, sowie die Rutschbreite b und nochmals den Rutscheintauchwinkel a als zusätzliche 3D-Rutschparameter bestimmt. Empirische Anpassungsgleichungen werden für die Amplituden des ersten Wellenbergs und -tals, die Amplituden des zweiten Wellenbergs, die erste Wellenhöhe, die erste Wellenperiode und die Ausbreitungsgeschwindigkeiten des ersten und zweiten Wellenbergs vorgestellt. Der Gleichungsaufbau ermöglicht eine umfassende Beschreibung der räumlichen Entwicklung der Wellenamplituden, wobei die maximale Wellenamplitude am Eintauchradius, eine Exponentialfunktion für den Wellenabnahmeprozess und eine Sekans hyperbolicus Funktion für die Wellenberg- und Wellentalformen bei Ausbreitungswinkeln zwischen 0 Grad und 90 Grad miteinander verbunden werden. Ein Rechenbeispiel veranschaulicht die Anwendung dieser Gleichungen zur Gefährdungsbeurteilung. In Kombination mit bestehenden Wellenauflaufgleichungen wurden die Gleichungen des Weiteren auf das Impulswellenereignis in 2007 am Chehalis Lake angewendet. Diese Fallstudie weist eine gute Übereinstimmung mit den gemessenen Felddaten auf und bietet eine erste Validierung der experimentellen Ergebnisse im Prototypenmassstab.

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Bücher, Broschüren

AGIT 7-2021
Journal für Angewandte Geoinformatik
2021, XII, 272 S., 240 mm, Softcover
Wichmann

 

 

Das Journal für Angewandte Geoinformatik 7-2021 beinhaltet die Beiträge zum 33. AGIT-Symposium (7. bis 8. Juli 2021), das vom Interfakultären Fachbereich Geoinformatik (Z_GIS - www.zgis.at) an der Universität Salzburg veranstaltet wird. Die "AGIT" ist ein Forum für Anwender von geoinformatischen und verwandten Methoden und Technologien und dokumentiert als zentrale Informationsdrehscheibe jährlich den "Stand des Wissens und der Praxis". Dies zeigt sich in der breiten Palette vorgestellter Methoden, Anwendungen und Theorien.

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Band 23 (III, Band 1. BIM & GIS
Grundlagen, Synergien und Best-Practice-Beispiele
2021, 193 S., 240 mm, Softcover
Wichmann

 

 

Sowohl Building Information Modeling (BIM) als auch Geoinformationssysteme (GIS) beschreiben die uns umgebende räumliche Welt in digitaler Form. Beide Welten existieren seit mehr als 30 Jahren. Die moderne IT ermöglicht nun erstmals ihre Symbiose mit teilweise erstaunlichen Auswirkungen. So stellen BIM-Daten einen neuen "Rohstoff" für die GIS-Industrie dar, insbesondere bei der Modellierung von 3D-Stadtmodellen - also im Bereich des City Information Modelings (CIM). Auf der anderen Seite können vorhandene GIS-Daten maßgeblich dazu beitragen, bessere Planungen und damit bessere Entscheidungen bei Bauprojekten zu erreichen - vor allem bei Infrastrukturprojekten. Dieses Buch bildet eine wertvolle Grundlage für die Integration von BIM und GIS. Es gibt eine umfassende Einführung in die wichtigsten Aspekte von BIM auf der einen Seite und die technischen Grundlagen und Anwendungsfelder von GIS auf der anderen Seite. Darauf aufbauend geht es vertieft auf Unterschiede und Synergien zwischen den beiden Technologien ein und erörtert die Möglichkeiten der Integration. Anhand von acht Praxisbeispielen wird dokumentiert, was heute schon möglich ist und wo noch weitere Anstrengungen erforderlich sind. Das Buch richtet sich an interessierte Leser und Branchenpraktiker aus dem BIM- und GIS-Bereich. Es ist keine wissenschaftliche Betrachtung der Thematik. Es soll vielmehr eine praxisnahe Reflexion der Synergiepotenziale ermöglichen.

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Umweltinformationssysteme
Grundlagen einer angewandten Geoinformatik/Geo-IT
3., Aufl.
2021, 518 S., 240 mm, Softcover
Wichmann

 

 

Umweltinformationssysteme (UIS) der verschiedensten Dimensionen stellen wichtige Hilfsmittel dar, um angesichts der ständig wachsenden Anforderungen im Umweltbereich ein schnelles und qualifiziertes Handeln sicherzustellen. Seit Erscheinen der 2. Auflage hat sich die Informationstechnik rasant weiterentwickelt, selbstverständlich auch mit Auswirkungen auf die Umweltdatenverarbeitung und -bereitstellung. Neben neuen analytischen Methoden wurden innovative Monitoringsysteme aufgebaut und Standardisierungsbemühungen zum Austausch von Daten und Diensten transnational und global unterstützt. Mobile Anwendungen sind mittlerweile aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken und neue Visualisierungstechniken realisieren den verständlichen Transport hochkomplexer Information zum Betrachtenden. Das Werk greift in seiner 3. Auflage die Innovationen der letzten Jahre auf, um so den erweiterten Interessen der Studierenden im Rahmen einer umweltbezogenen, informationstechnischen Ausbildung Rechnung zu tragen. Die Website zum Buch bietet weitere Informationen zum Thema UIS sowie Übungsbeispiele und -aufgaben zu den behandelten Themen. Das interdisziplinär ausgerichtete Lehrbuch wendet sich an all jene, die moderne Umweltinformationssysteme nicht nur benutzen, sondern auch verstehen und selbst gestalten wollen. Angesprochen sind Studierende der verschiedenen Umweltstudiengänge, aber auch der Informatik. Praktiker, die in irgendeiner Form mit Umweltinformationen zu tun haben, kann das Werk ebenso bei ihrer Arbeit unterstützen wie Lehrende, die auf dem weiten Feld der Geo- und Umweltinformatik aktiv sind.

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Bertold Witte, Peter Sparla, Jörg Blankenbach
Vermessungskunde für das Bauwesen mit Grundlagen des Building Information Modeling (BIM) und der Statistik
9., neu bearb. u. erw. Aufl. 2020 XVI,
2020, 770 S., 240 mm, Softcover
Wichmann

 

 

Das breite Gebiet der Geodäsie, das u. a. die Satelliten- und Physikalische Geodäsie, die Landesvermessung, das Geoinformationswesen, die Photogrammetrie, die Fernerkundung, das Liegenschaftswesen sowie die Kataster- und Ingenieurvermessung umfasst, muss in dem Lehrbuch zwangsläufig beschränkt werden. Die Auswahl des Inhalts orientiert sich in erster Linie an den vermessungstechnischen Aufgaben, die mit der Erstellung und Überwachung von Bauwerken verschiedenster Art, wie Gebäuden, Talsperren, Straßen und Brücken bis hin zu maschinentechnischen Anlagen, verknüpft sind. Vor Beginn jeder Baumaßnahme besteht die Aufgabe, den Bestand aufzumessen und das Geplante in die Örtlichkeit zu übertragen, was sich nicht ohne Kenntnis vermessungstechnischer Verfahren und der dazu notwendigen Geräte und Instrumente realisieren lässt. Dies beinhaltet auch die Anwendung der GNSS-Technik. Neben Aktualisierungen und zahlreichen kleineren Ergänzungen sind in der 9. Auflage u. a. folgende Inhalte neu: Building Information Modeling (BIM), Geoinformationssysteme (GIS), Liegenschaftswesen, Feldprüfverfahren für Tachymeter und GNSS-Empfänger, Videotachymeter.

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Ingenieurvermessung 20
Beiträge zum 19. Internationalen Ingenieurvermessungskurs München, 2020
2020, X, 502 S., 240 mm, Softcover
Wichmann

 

 

Der Lehrstuhl für Geodäsie der Technischen Universität München veranstaltete vom 03. bis zum 06. März 2020 den 19. Internationalen Ingenieurvermessungskurs. Dieser Kurs setzt die traditionsreiche Reihe fort, die auf den Optischen Streckenmesskurs von 1928 zurückgeht. Seit 1976 wurde die Tagung unter der Bezeichnung "Ingenieurvermessung" im vierjährigen Zyklus von den Technischen Universitäten München, Zürich und Graz organisiert. Um der rasanten Entwicklung neuer Instrumente und Methoden der Ingenieurvermessung Rechnung zu tragen, wird seit der Tagung in Zürich 2004 der Kurs in der Regel in verkürztem Rhythmus von drei Jahren durchgeführt. In dem Tagungsband werden die Vorträge und Poster der Ingenieurvermessung 20 veröffentlicht, die u.a. folgende Themenschwerpunkte behandeln: - Bauaufnahme und Baumesstechnik, - Ingenieurnavigation, - Monitoring, - Aktuelle Ingenieurprojekte.

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Forschungsberichte

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Winkler, Uwe; Berbig, Jörg; Schwarz, Heribert
Automatisierte Auswertung von Luftbilddaten zur Abschätzung von Versiegelungsflächen in Leipzig
Gis Business, 2022

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Hörnlein, Fabian; Reichart, Christoph; Ullrich, Robert
Möglichkeiten zur Vernetzung und Steuerung geodätischer Sensoren
VDVmagazin, 2022

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Reitz, Thorsten
Datenräume und ihr Mehrwert für Geodateninfrastrukturen
Gis Business, 2022

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Eichfuss, Silas; Hellings, Anna; Hollen, Martina; Tschirner, Thomas; Dosch, Fabian
Künstliche Intelligenz in der Fernerkundung.
Informationen zur Raumentwicklung, 2021

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Loges, Sören
Digitale Zwillinge und BIM - Perspektiven für die kommunale Praxis.
fub Flächenmanagement und Bodenordnung, 2021

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Highlights aus dem Programm 2022