<p><span style="color: rgb(73, 72, 72); font-family: Roboto, Roboto, &quot;Helvetica Neue&quot;, sans-serif; font-size: 14px; text-align: justify;">Experts&rsquo; knowledge about optical technologies for spatial and spectral recording is logically structured and stored in an ontology-based knowledge representation with the aim to provide objective recommendations for recording strategies. Besides operational functionalities and technical parameters such as measurement principles, instruments, and setups further factors such as the targeted application, data, physical characteristics of the object, and external influences are considered creating a holistic view on spectral and spatial recording strategies. Through this approach impacting factors on the technologies and generated data are identified. Semantic technologies allow to flexibly store this knowledge in a hierarchical class structure with dependencies, interrelations and description logic statements. Through an inference system the knowledge can be retrieved adapted to individual needs.</span></p>

<p>Accuracy, Artefact, Feature, Precision, Reconstruction, Resolution, Texture, Uncertainty are words central to many discussions of the documentation of CH. This chapter charts the interdisciplinary discussion towards a common understanding of terminologies used in CH. It is a discussion that recognizes critical differences or common misuse, and aims to contribute to a shared understanding that may be useful for all knowledge domains in the field.</p>

<p>Spatial and spectral recording of cultural heritage objects is a complex task including data acquisition, processing and analysis involving different technical disciplines. Additionally, the development of a suitable digitisation strategy satisfying the expectations of the humanities experts needs an interdisciplinary dialogue often suffering from misunderstanding and knowledge gaps on both the technical and humanities sides. Through a concerted discussion, experts from the cultural heritage and technical domains currently develop a so-called COSCH KR (Colour and Space in Cultural Heritage Knowledge Representation) platform that will give recommendations for spatial and spectral recording strategies adapted to the needs of the cultural heritage application. The platform will make use of an ontology through which the relevant parameters of the different domains involved in the recording, processing, analysis, and dissemination of cultural heritage objects are hierarchically structured and related through rule-based dependencies. Background and basis for this ontology is the fact that a deterministic relation exists between (1) the requirements of a cultural heritage application on spatial, spectral, as well as visual digital information of a cultural heritage object which itself has concrete physical characteristics and (2) the technical possibilities of the spectral and spatial recording devices. Through a case study which deals with the deformation analysis of wooden samples of cultural heritage artefacts, this deterministic relationship is illustrated explaining the overall structure and development of the ontology. The aim of the COSCH KR platform is to support cultural heritage experts finding the best suitable recording strategy for their often unique physical cultural heritage object and research question. The platform will support them and will make them aware of the relevant parameters and limitations of the recording strategy with respect to the characteristics of the cultural heritage object, external influences, application, recording devices, and data.</p>

<p>Das Vorhaben will einen Innovationsschub für die Anwendung vermessungstechnischer<br />Tachymeter (auch Totalstationen, mobile Polarmesssysteme großer Reichweite)<br />auslösen.<br />Ermöglicht wird dieser Innovationsschub durch die Integration bildgebender Sensoren<br />mit einem konsequent modularen Lösungsansatz an Stelle der bislang mit nur<br />mäßigem Erfolg unternommenen monolithischen Lösungsansätze. Durch unser Konzept<br />werden die stark unterschiedlichen Entwicklungszyklen der zentralen Systemkomponenten<br />entkoppelt. Dadurch werden mittelfristig insbesondere KMU, Entwicklungseinrichtungen<br />und Hochschulen in die Lage versetzt, anwendungsspezifische<br />Lösungen für den expandierenden Markt von Geoinformationen und den steigenden<br />Bedarf an räumlichen Geometriedaten zu entwickeln und in der Folge auch eigenständig<br />zu vermarkten.</p>

<p>Traditionally stone inscriptions or drawings are documented through pictures or rubbings. The latter ones represent an analogue copy of the stone&rsquo;s surface and its features which are reproduced on paper. The disadvantage of this technique is the physical impact to the stone and the contained elements. Images reproduce the surface without contact. However, they might be affected by geometrical distortions and need appropriate lighting conditions to show the signs properly.</p><p>These problems will be avoided by means of non-contact 3D measuring techniques, like fringe projection. Such high resolution 3D techniques provide an exact geometrical copy of the original petroglyph, offering better results in legibility compared to traditional techniques. Moreover, it gives a more objective base for analysis and has less impact on the sometimes sensitive and eroded surfaces. Furthermore 3D data allows more extensive and further possibilities in processing and gives better preconditions for the interpretation.</p><p>However, depending on factors like resolution, scanned surface and degree of overlap between individual scans original 3D datasets may represent large up to really massive volumes of data. An effective use of such datasets can only be realised if they are condensed and prepared in a suitable way. This means reduction of the data volume, minimising any disturbing influence emerging from the spatial shape of the surface and emphasizing relevant information. The corresponding preparation of the data will then be a good base for a interpretation performed by the human science specialist through an adapted visualization. In addition the data should be prepared for high performance presentation to a wider community via the internet.</p><p>Processed digital copies of the Petroglyphs are visualised in order to enable the user to inspect the processed scans of the objects. By inspecting the scans the application provides a mass of functionality for achieving different views into the Petroglyphs and their appearance. This comprises on the one hand a simple 2D viewer for the processed data, and on the other hand a 3D viewer with interactive changeable light positions and water levels as well as a viewer for applying various lookup tables (colour), predefined image filters (convolution) and template matching (matching) regarding individual characters.</p><p>Provided functionality of the 3D viewer is based on features of 3D computer graphics. Surface normal vectors from the grey values of the processed scans and a light direction vector from an interactively changeable light source are computed. In addition shading is complemented by water filling, whereby the gray values are limited by the water level selected. Individual modifications are possible to improve the subjective impression by the user, trying to support him in his process of interpretation. Interactive changes of the light source directly affect the shading of the surface and provide a better idea of the 3D surface of the inscription board. Dynamic virtual water filling enables the user to obtain an even better impression of the depth of the individual characters and emphasise weathered characters.</p><p>The paper will explain the developed techniques and document its potential at selected data sets.</p>

<p>Dieser Beitrag befasst sich mit dem Einfluss der Zielmarkenexzentrizität während der Kamera-<br />Kalibrierung in Kombination mit verschiedenen Kalibrierkörpern. Zunächst wird<br />deren Einfluss auf die Resultate anhand numerischer Simulationen nachgewiesen. In diesen<br />Simulationen wird eine Erfassung des Einflusses der Exzentrizität auf Bildmessung, Objekt-<br />und Kamerageometrie angestrebt. Im zweiten Schritt wird eine Realkalibrierung mit<br />vergleichbarer Aufnahmekonfiguration durchgeführt. Dabei werden Gemeinsamkeiten bzw.<br />Unterschiede der erreichten Ergebnisse diskutiert sowie eine mögliche Kompensation des<br />Einflusses in der Praxis erörtert.</p>

<div class="abstract-content formatted" itemprop="description"><p class="a-plus-plus">The paper introduces some key interdisciplinary questions concerning the development of optical measuring techniques and electronic imaging applied to documentation and presentation of artefacts, as identified through the work of Colour and Space in Cultural Heritage (www.COSCH.info), a trans-domain European Action (TD1201) in the area of Materials, Physics and Nanosciences (MPNS) supported, since 2013, by the European Cooperation in <a class="reference-link webtrekk-track" href="http://link.springer.com/search?dc.title=Science+and+Technology&amp;facet-content-type=ReferenceWorkEntry&amp;sortOrder=relevance">Science and Technology</a> <span class="a-plus-plus emphasis type-underline">http://www.cost.eu/domains_actions/mpns/Actions/ TD1201</span>. Some 125 international researchers and professionals participate in COSCH activities which have been organised around six main subjects: (1) spectral object documentation; (2) spatial object documentation; (3) algorithms and procedures; (4) analysis and restoration of cultural heritage surfaces and objects; (5) visualisation of cultural heritage objects and its dissemination; and (6) the semantic development of the COSCH Knowledge Representation.</p><p class="a-plus-plus">The Authors outline and illustrate the approaches adopted by COSCH. They indicate future work that is needed to resolve the identified scientific, technical and semantic questions, as well as challenges of interdisciplinary communication, to ensure a wider adoption of specialist technologies and enhanced standards in 3D documentation of material cultural heritage &mdash; being a basis for its understanding, conservation, restoration, long-term preservation, study, presentation and wide dissemination.</p></div><p>&nbsp;</p>

<p>Große Bauteile entstehen im Fahrzeugbau (PKWs und LKWs in der Automobilproduktion, Flugzeugrumpfschalen oder<br />Turbinenmodule im Flugzeugbau, Rahmen und Außenhaut an Schienenfahrzeugen), im Schiffbau, im Anlagenbau oder bei der Produktion von Energieerzeugungsanlagen (Windenergieanlagen, Großturbinen, usw.). An sie werden hohe Anforderungen hinsichtlich Maßhaltigkeit und Ausführungsqualität gestellt. Typische, sich daraus ergebene Messaufgaben sind das Prüfen geometrischer Merkmale in einem großen Messvolumen (z. B. Maß- und Formabweichungen über mehrere Meter) sowie das dimensionelle Erfassen einer lokalen Bauteilgeometrie oder das Prüfen eines lokalen Montagezustands in einem global registrierten Bauteilkoordinatensystem.<br />Dazu kommen Sensoren zum Einsatz, die nur in einem lokal begrenzten Messvolumen, typischerweise kleiner 1m, Bild und<br />Geometrieinformationen erfassen können. Da die Abmessungen der Großbauteile mehrere Meter bis mehrere zehn Meter<br />betragen, müssen die lokal erfassten Prüfmerkmale für die sich anschließende Auswertung in ein globales Koordinatensystem, üblicherweise das Bauteilkoordinatensystem, transformiert werden.<br />&nbsp;</p>

<p>Dense terrestrial laser scanning (TLS) datasets and its various types of representation provide 3D spatial information in a great level of detail. However, to apply TLS data in the spatial studies, first it is necessary to derive a 3D model that accounts for the perspectives. In addition to geometry information these models require integration of complex semantic data. The whole process is often a challenging and time-demanding task, which involves many critical decisions. This paper gives an outlook on current modeling techniques and standard formats that are used to exchange and store 3D building information. Moreover it describes development of the IBR software architecture, which allows users to collect, store and analyze spatial coherences between object geometry and semantic content. The use case of the research focuses on the analysis of complex semantic interrelationships between the objects inside religious interiors. Furthermore it explores the potential to express these relationships through standard formats for 3D building information modeling like CityGML and Industry Foundation Classes (IFC).</p>

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<p>Cette thèse s&#39;intéresse au recalage de données issues de capteurs 3D et multispectraux pour l&#39;étude du patrimoine.Lorsque l&#39;on étudie ce type d&#39;objet, il y a souvent peu de points saillants naturels entre ces jeux de données complémentaires. Par ailleurs, l&#39;utilisation de mires optiques est proscrite.Notre problème est donc de recaler des données multimodales sans points caractéristiques.Nous avons développé une méthode de recalage basé sur le suivi des systèmes d&#39;acquisition en utilisant des techniques issues de la photogrammétrie.Des simulations nous ont permis d&#39;évaluer la précision de la méthode dans trois configurations qui représentent des cas typiques dans l&#39;étude d&#39;objets du patrimoine.Ces simulations ont montré que l&#39;on peut atteindre une précision du suivi de 0.020 mm spatialement et 0.100 mrad angulairement en utilisant quatre caméras 5 Mpx lorsque l&#39;on numérise une zone de 400 mm x 700 mm.La précision finale du recalage repose sur le succès d&#39;une série de calibrations optiques et géométriques, ainsi que sur leur stabilité pour la durée du processus d&#39;acquisition.Plusieurs tests ont permis d&#39;évaluer la précision du suivi et du recalage de plusieurs jeux de données indépendants; d&#39;abord seulement 3D, puis 3D et multispecrales.Enfin, nous avons étendu notre méthode d&#39;estimation de la réflectance à partir des données multispectrales lorsque celles-ci sont recalées sur un modèle 3D.</p><p><br />The concern and interest of this PhD thesis is the registration of featureless 3D and multispectral datasets describing cultural heritage objects.In this context, there are few natural salient features between the complementary datasets, and the use of targets is generally proscribed.We thus develop a technique based on the photogrammetric tracking of the acquisition systems in use.A series of simulations was performed to evaluate the accuracy of our method in three configurations chosen to represent a variety of cultural heritage objects.These simulations show that we can achieve a spatial tracking accuracy of 0.020 mm and an angular accuracy of 0.100 mrad using four 5 Mpx cameras when digitizing an area of 400 mm x 700 mm. The accuracy of the final registration relies on the success of a series of optical and geometrical calibrations and their stability for the duration of the full acquisition process.The accuracy of the tracking and registration was extensively tested in laboratory settings. We first evaluated the potential for multiview 3D registration. Then, the method was used for to project of multispectral images on 3D models.Finally, we used the registered data to improve the reflectance estimation from the multispectral datasets&nbsp;</p>

<p>Autokollimationszielungen ergänzen die hochgenaue 3D-Koordinatenmesstechnik und ermöglichen die präzise Festlegung von Richtungen im Raum auch unter beengten räumlichen Verhältnissen. Exemplarisch untersuchen wir die Durchführung von Autokollimationzielungen mit einem Lasertracker. Um die neuartige Vorgehensweise mit dem Leica Absolute Tracker AT401 dem klassischen Prozedere mit Industrietheodolit und Autokollimationsokular vergleichend gegenüber stellen zu können, vermessen wir einen verspiegelten Prüfkörper dreimal unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Gerätesystemen.</p>

<p>Aufgrund der komplementären Eigenschaften von Bild- und Scandaten werden zunehmend<br />digitale Photogrammetrie und terrestrisches Laserscanning simultan für die Erfassung und<br />Dokumentation dreidimensionaler Objekte verwendet. Ihre gemeinsame Nutzung erfordert<br />die Korrespondenzherstellung zwischen den unterschiedlichen, heterogenen Datentypen und<br />die Verknüpfung gleicher Datentypen verschiedener Aufnahmestandpunkte.<br />Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren nutzt spezielle Passobjekte, um bessere Bedingungen<br />für eine Korrespondenzherstellung zu schaffen. Der Schwerpunkt liegt dabei in der<br />Verknüpfung der Scandaten.<br />Die Eckpunkte von Würfeln werden als Passpunkte zur Bestimmung der Transformationsparameter<br />verwendet. Die Zerlegung des Würfels in seine Einzelelemente (Ebenen, Kanten,<br />Eckpunkte) und die Extraktion der Würfeleckpunkte erfolgt mittels eines RANSAC-Algorithmus<br />sowie der Ausgleichung und Verschneidung der Würfelebenen auf Basis eines<br />topologischen Modells. Dieses erlaubt durch seine Eindeutigkeit die Bestimmung der räumlichen<br />Ausrichtung des Würfels.<br />Die Genauigkeit der berechneten Würfelgeometrie hängt in erster Linie von der Aufnahmeentfernung<br />ab. Für eine Distanz &lt;10m werden maximale Längenabweichungen der Raum- und<br />Flächendiagonalen der Würfel von  4mm erhalten. Die berechneten Werte für die<br />Transformationsparameter bei der Verknüpfung der Scandaten sind vergleichbar mit den Resultaten<br />bestehender Verfahren zur Registrierung von Scandaten. In Abhängigkeit von der<br />Aufnahmekonguration betragen die Restklaffungen der Passpunkte bis zu 5mm. Im Gegensatz<br />zu bestehenden Verfahren werden mit nur einem Würfel bereits gute Näherungswerte<br />für die Transformationsparameter erhalten. Die Bestimmung der Würfeleckpunkte aus den<br />Scandaten schafft zugleich gute Voraussetzungen für eine Verknüpfung mit den Bilddaten, die<br />unabhängig von der Position des Scannerstandpunktes aufgenommen werden können.</p>

<p>Untersucht wird, inwieweit aus mehreren Einzelphotos gerechnete vollsphärische Panoramabilder geometrisch korrekt mit der Software PTGui berechnet werden können. Ausgangsbasis der Qualitätsbeurteilung sind Photos für 80 Panoramen, welche zusammen mit der TLS-Vermessung des UNESCO-Welterbes St. Michaelis zu Hildesheim und der Stadtkirche Michelstadt entstanden sind. Die Photos sind mittels digitaler Spiegelreflexkameras im High-Definition-Range-Modus unter Verwendung hochwertiger Nodalpunktadapter aufgenommen worden. Mit der professionellen Stitching-Software PTGui sind diese zu Panoramen verarbeitet wurden. Sie weisen - rein visuell beurteilt - eine hohe Güte auf mit glatten Detail- und Helligkeitsübergängen. Trotz dieser augenscheinlichen guten Präzision verbleibt eine gewisse Skepsis darüber, ob das Panorama auch hinsichtlich der inneren Geometrie einwandfrei ist; zumal PTGui hierüber keine nachvollziehbaren Angaben liefert. Da zu jedem Panorama zugleich eine hoch aufgelöste 3D-Punktwolke vom gleichen Aufnahmestandort erfasst wurde, kann diese als geometrische Referenz genutzt werden, um die visuelle Güte mit quantitativen Methoden zu prüfen. Über manuell ausgewählte Punktidentitäten im TLS-Remissionsbild und im Panorama werden hierzu einfache Qualitätsuntersuchungen durchgeführt. Es werden Aussagen über die Güte der gegenseitigen Orientierung beider Datenebenen im Sinne einer Starrkörperbewegung getroffen und damit über die Konstanz in der Fixierung der Kamera im Nodalpunktadapter.</p>

<p>This paper presents our experience regarding the creation of 3D semantic facility model out of unorganized 3D point clouds. Thus, a knowledge-based detection approach of objects using the OWL ontology language is presented. This knowledge is used to define SWRL detection rules. In addition, the combination of 3D processing built-ins and topological Built-Ins in SWRL rules aims at combining geometrical analysis of 3D point clouds and specialist&rsquo;s knowledge. This combination allows more flexible and intelligent detection and the annotation of objects contained in 3D point clouds. The created WiDOP prototype takes a set of 3D point clouds as input, and produces an indexed scene of colored objects visualized within VRML language as output. The context of the study is the detection of railway objects materialized within the Deutsche Bahn scene such as signals, technical cupboards, electric poles, etc. Therefore, the resulting enriched and populated domain ontology, that contains the annotations of objects in the point clouds, is used to feed a GIS system.</p>