Qualitätsbeschreibung in ingenieurgeodätischen Sensornetzen

Projektbeschreibung

Durch Sensornetzstrukturen eingeführte Kommunikationswege ermöglichen einen frühzeitigen Informationsaustausch und damit eine prozessbegleitende Qualitätsbeurteilung in der Ingenieurgeodäsie. Weiterhin stellen die neuen Kommunikationsmöglichkeiten gegebenenfalls Zusatzinformationen bereit, die für die Beurteilung von Qualitätsmerkmalen berücksichtigt werden müssen.   

Die heutige Qualitätsbeschreibung in der Ingenieurgeodäsie befasst sich insbesondere mit der Unsicherheit von Messungen sowie mit der Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Ergebnissen. Als Genauigkeitsmaße kommen dabei bekannte Größen wie Varianz-Kovarianz-Matrizen oder Konfidenzellipsen in Frage. Die Zuverlässigkeit wird klassischerweise durch die Kontrolle von Messungen und Auswertungen mittels redundanter Messanordnungen dargestellt. Beschreibende Größen sind hier z.B. die Aufdeckbarkeit grober Fehler und systematischer Abweichungen im Auswertemodell. Diese geodätischen Qualitätsmerkmale können dabei als statische Beurteilung interpretiert werden. Ihre Anwendung erfolgt fast ausschließlich im Post-processing oder durch Abschätzungen während der Planungsphase.

Die Einführung moderner Sensornetzstrukturen in ingenieurgeodätischen Prozessen erfordert heute eine deutliche Umstrukturierung der Qualitätsbeschreibung. Neue Kommunikationswege ermöglichen einen frühzeitigen Informationsaustausch zwischen Sensoren. Weiterhin erlangen die durch neue Kommunikationsstrukturen aufgebauten Nachbarschaftsbeziehungen bei der Messwerterzeugung an Bedeutung und müssen damit bei der Qualitätsbewertung berücksichtigt werden. Gleichzeitig ermöglicht eine differenzierte Qualitätsbetrachtung im Sensornetz neue Steuerungsmöglichkeiten für ingenieurgeodätsche Aufgaben.

Als erster Schritt für die integrierte Qualitätsbeurteilung einzelner ingenieurgeodätischer Prozesse werden notwendige Qualitätsmerkmale definiert. Sollen dabei die neuen Kommunikationsmöglichkeiten und die damit eingeführten Restriktionen beurteilt werden, ist besonders auf das zeitliche Verhalten der Merkmale einzugehen. Durch eine anschließende Konkretisierung werden die definierten Merkmale mittels Parametern messbarer.

Zur Modellierung des Einflusses der verschiedenen Merkmale ingenieurgeodätischen Sensornetz werden zur Zeit Bayes-Netze näher untersucht. Ein Bayes'sches Netz ist ein gerichteter azyklischer Graph, in dem die Knoten Zufallsvariablen und die Kanten bedingte Abhängigkeiten zwischen den Variablen beschreiben. Jedem Knoten des Netzes ist eine bedingte Wahrscheinlichkeitsverteilung der durch ihn repräsentierten Zufallsvariable gegeben. Es ist zu erwarten, dass diese Netze eine Modellierung der Qualitätsmerkmale in Abhängigkeit von Vorinformationen für den weiteren Prozessweg ermöglichen.