<p>The Château de Germolles is one of the rare palaces in France dating from the 14 th century. The noble floor is decorated with wall paintings that are a unique example of courtly love spirit that infused the princely courts of the time. After being concealed sometime in the 19 th century, the paintings were rediscovered and uncovered in the middle of the 20 th century and partly restored at the end of the 1990s. No scientific documentation accompanied these interventions and important questions, such as the level of authenticity of the mural decorations and the original painting technique(s) used in the medieval times remained unanswered. The combined scientific and financial supports of COSCH COST Action and DRAC-Burgundy enabled to study Germolles&#39; wall paintings using some of the most innovative imaging and analytical techniques and to address some of the questions raised. The study provided significant information on the material used in the medieval times and on the conservation condition of the paintings. The data collected is vast and varied and exposed the owners of the property to the challenges of data management.</p>

<p><span class="Abstract" id="scm6MainContent_rptSections_lblSection_0">Modern instruments like laser scanner and 3D cameras or image based techniques like structure from motion produce huge point clouds as base for further object analysis. This has considerably changed the way of data compilation away from selective manually guided processes towards automatic and computer supported strategies. However it&rsquo;s still a long way to achieve the quality and robustness of manual processes as data sets are mostly very complex. Looking at existing strategies 3D data processing for object detections and reconstruction rely heavily on either data driven or model driven approaches. These approaches come with their limitation on depending highly on the nature of data and inability to handle any deviation. Furthermore, the lack of capabilities to integrate other data or information in between the processing steps further exposes their limitations. This restricts the approaches to be executed with strict predefined strategy and does not allow deviations when and if new unexpected situations arise. We propose a solution that induces intelligence in the processing activities through the usage of semantics. The solution binds the objects along with other related knowledge domains to the numerical processing to facilitate the detection of geometries and then uses experts&rsquo; inference rules to annotate them. The solution was tested within the prototypical application of the research project &ldquo;Wissensbasierte Detektion von Objekten in Punktwolken für Anwendungen im Ingenieurbereich (WiDOP)&rdquo;. The flexibility of the solution is demonstrated through two entirely different USE Case scenarios: Deutsche Bahn (German Railway System) for the outdoor scenarios and Fraport (Frankfort Airport) for the indoor scenarios. Apart from the difference in their environments, they provide different conditions, which the solution needs to consider. While locations of the objects in Fraport were previously known, that of DB were not known at the beginning. &copy; (2015) COPYRIGHT Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). Downloading of the abstract is permitted for personal use only.</span></p>

<p>Ein Messsystem, bestehend aus einem 3D-Sensor (z.B. TOF) und einem höher auflösenden 2D-Sensor (RGB- oder Monochromkamera) kombiniert die Echtzeiterfassung von 3D-Geometrien mit der hohen Informationsdichte der Oberflächentextur. Dabei stehen beide Sensoren in einer festen relativen Beziehung zueinander, die sich über Standardmethoden der Photogrammetrie bestimmen lässt. Sie bildet die Grundlage für die rechnerische Übertragung von 2D-Tracking und Merkmalsextraktion auf die 3D-Geometrie. Ziel ist, in Echtzeit, bei sequenzieller 3D-Aufnahme, ein homogenes und rauschreduziertes dreidimensionales Gesamtmodell zu generieren.</p><p>Hohes Rauschen, nicht modellierte Systematiken und frequente Messausfälle verhindern das Funktionieren etablierter Registrierverfahren. Diese, nur auf 3D-Daten basierende Verfahren, berechnen eine Grobregistrierung über homologe 3D-Merkmalspunkte und eine Feinregistrierung über ICP. Im Rahmen der hier vorgestellten Lösung wurden Maßnahmen zur Rauschkompensation und Steigerung der Robustheit konzipiert und entwickelt. Die Registrierung wird aus 2D-Korrespondenzen geschätzt. Dazu werden über Merkmalsoperatoren bestimmte homologe Bildpunkte durch die relative Orientierung mit repräsentativen 3D-Punkten in Verbindung gebracht. Aus den repräsentativen 3D-Punkten wird eine räumliche Transformation geschätzt. Da mit einer Vielzahl von korrespondierenden Punkten geschätzt wird, sind Rauschen und Punktausfälle weniger problematisch. Die Gesamtregistrierung wird zur Steigerung der Robustheit und Genauigkeit über korrespondierende Ebenen vorgenommen. Dazu werden Ebenen im 3D mit einem eigens entwickelten Segmentierungsalgorithmus ermittelt und die Korrespondenz über Ebenen- und Punkthaufenähnlichkeit hergestellt. Die Ebenenregistrierung ist ein flächenbasierter Ansatz, dessen Zuverlässigkeit grundsätzlich gegenüber punktbasierten Ansätzen nicht von Punktvarianz beeinträchtigt wird.</p>

<p><strong>Motivation</strong><br />Tesat Spacecom realisiert laserbasierte Systeme für die optische Kommunikation zwischen Erdsatelliten, sog. Laser Terminals LCT. Eine besondere technische<br />Herausforderung ist es hierbei, den Laserstrahl vom sendenden Satelliten präzise auf den empfangenden Satelliten zu richten, der sich in einer Entfernung<br />von mehreren tausend Kilometern befindet und sich mit einer Geschwindigkeit von ca. 25.000 km/h bewegt. Für das i3mainz ist die Lösung der zugehörigen anspruchsvollen messtechnischen Aufgaben an der Grenze der heute erreichbaren Genauigkeit von großem Interesse, da sich daraus zahlreiche Impulse<br />für messtechnische Lösungen auf der Erde ergeben, insbesondere für Objekte &bdquo;in Bewegung&ldquo;: Zukünftige Einsatzfelder könnten durchaus in der automatisierten Baumaschinensteuerung oder in der Schwingungserfassung und Vibrationsanalyse für die Instandhaltung von technischen Bauwerken liegen. Mit der Unterzeichnung des Rahmenvertrags über die Lieferung von Laserkommunikations-Terminals für EDRS zwischen Tesat und der europäischen Weltraumbehörde ESA gewinnt die kommerzielle Nutzung von Laserterminals deutliche Konturen: Das European Data Relay Satellite System EDRS ist ein System von geostationären Kommunikationssatelliten, die eine kontinuierliche Datenübertragung zwischen Satelliten, unbemannten Flugkörpern (UAVs) und Bodenstationen ermöglicht. Das System soll Vollzeitkommunikation auch mit Satelliten in erdnaher Umlaufbahn erlauben, die derzeit immer nur während des kurzen Zeitfensters eines direkten Überflugs mit der Bodenstation Daten austauschen können. EDRS wird hochaktuelle Geoinformationen am richtigen Ort und zur richtigen Zeit verfügbar machen und damit zum Beispiel Rettungskräfte mit Nahe-Echtzeit-Satellitendaten und Informationen der Krisenregion versorgen, in der sie tätig sind. Die ersten Terminals werden in die beiden niedrig fliegenden LEO-Satelliten Sentinel 1a und Sentinel 2a und den geostationären Satelliten Alphasat montiert.<br /><br /><strong>Aktivitäten</strong><br />Aus Sicht des i3mainz gab die neue Konzeption zur hochgenauen Laborkalibrierung von Laserterminals seitens Prof. Dr. Martin Schlüter Anfang 2006 den<br />Startschuss. Noch in 2006 folgte die Kalibrierung des Laserterminals für den deutschen Erdbeobachtungssatelliten TerraSAR-X. In 2007 schloss sich die Einrechnung des Laserterminals für den amerikanischen Technologiesatelliten NFIRE an. Zwischen diesen beiden Satelliten gelingt bis heute der erfolgreiche Datentransfer zwischen Laserterminals im Orbit um die Erde. In den Jahren 2007 bis 2008 wurde seitens des i3mainz das Kinematische Tracking mit zwei motorisierten Digitalkameratheodoliten auf der Basis von motorisierten Präzisionstheodoliten Leica TM5100 mittels automatisierter Bildverarbeitung realisiert. Diese neuartigen Messsysteme bewährten sich 2009 bei der Einrechnung des Laserterminals MLT. Zukunftsweisend ist die Untersuchung des i3mainz zur Eignung des Lasertrackers Leica AT401 für Autokollimationszielungen auf Referenzwürfel in 2012, mit freundlicher Unterstützung der Hexagon Metrology GmbH. Zur Einrechnung des Laserterminals für Alphasat erweisen sich die i3mainz-Digitalkameratheodolite bereits als bewährte Arbeitspferde.</p>

<div>Derzeit sind neben neun Professoren am Institut mehr als zwanzig wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter mit Zeitverträgen angestellt. Neben ihnen sind Studierende mit ihren Abschlussarbeiten, Praktikanten und studentische Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in die Arbeit des Instituts eingebunden.</div><div>Im Jahr 2012 standen Mittel im Gesamtumfang von 1,28 Mio Euro zur Verfügung. Dazu zählten Mittel der FH Mainz, des Landes, öffentlicher Förderprogramme, der Europäischen Union und Drittmittel aus der Wirtschaft.&nbsp;</div>

<p>We present a novel method to register multispectral acquisitions on a 3D model. The method is based on the external tracking of the acquisition systems using close-range photogrammetric techniques: multiple calibrated cameras simultaneously observe the successive acquisition systems in use. The views from these cameras are used to precisely determine the position of each acquisition system. All datasets can then be projected in the same coordinate system. The registration is thus independent from the quality and content of the data. This method is well suited to the study of cultural heritage or any other application where we do not wish to place targets on the object. We describe the method and the simulation pipeline used to find an adequate setup for two case studies.</p>

<p>Modern optical measuring systems are able to record objects with high spatial and spectral precision. The acquisition of spatial data is possible with resolutions of a few hundredths of a millimeter using active projection-based camera systems, while spectral data can be obtained using filter-based multispectral camera systems that can capture surface spectral reflectance with high spatial resolution. We present a methodology for combining data from these two discrete optical measuring systems by registering their individual measurements into a common geometrical frame. Furthermore, the potential for its application as a tool for the non-invasive monitoring of paintings and polychromy is evaluated. The integration of time-referenced spatial and spectral datasets is beneficial to record and monitor cultural heritage. This enables the type and extent of surface and colorimetric change to be precisely characterized and quantified over time. Together, these could facilitate the study of deterioration mechanisms or the efficacy of conservation treatments by measuring the rate, type, and amount of change over time. An interdisciplinary team of imaging scientists and art scholars was assembled to undertake a trial program of repeated data acquisitions of several valuable historic surfaces of cultural heritage objects. The preliminary results are presented and discussed.</p>

<p>Das Institut ist mit der Wahrnehmung von Aufgaben im Bereich der angewandten Forschung und Entwicklung sowie des Technologietransfers im fachlichen Umfeld der Geoinformatik und Vermessung beauftragt. Im Zentrum der Arbeiten steht im Allgemeinen die Gewinnung, Verarbeitung und Visualisierung raumbezogener Daten verschiedenartigster Objekte.</p><p>&nbsp;</p><p>&nbsp;</p>

<div>Auch im 10. Jahr nach seiner Gründung als wissenschaftliche Einrichtung der Lehreinheit&nbsp;<span style="line-height: 1.538em;">Geoinformatik und Vermessung der Fachhochschule Mainz legt das i3mainz mit seinem&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">Jahresbericht Rechenschaft über die Aktivitäten der vergangenen 12 Monate ab und gibt&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">einen zusammenfassenden Einblick in die vielseitigen Aktivitäten.</span></div><div>&nbsp;</div><div>&nbsp;</div><div>&nbsp;</div>

<p>As it is widely known documentation is an important issue within the tasks of conservation, preservation and restoration of Cultural Heritage objects. In this context high-tech measuring methods which, at the same time, are located in the low-cost price segment, are of special interest. In this paper a special solution is presented, which preserves the potential of state-of-the-art photogrammetry and is simple enough to be used by non-technical experts on their own. The design of the system enables, e.g., scientists of the humanities to benefit from modern 3D measuring methods in their daily work without needing permanent support by technical professionals. The system consists of off-the-shelf digital cameras which actually have reached a high level of resolution, of image quality and of functionality, all at a reasonable price. Ease of use for measuring purposes is guaranteed by mounting one or two cameras on a specially developed space bar. The corresponding evaluation software allows for stereo-viewing on standard PC hardware, for various methods of stereophotogrammetric model referencing, for object digitizing as vector features, for data export as CAD data, for production of orthophotos and of true-scale object representations of curved surfaces. Two projects are reported for illustration of the system&rsquo;s application. The first project deals with the documentation of 500 caves in the Ukrainian area of Crimea, the second one gives an example for the application in the field of preservation of historical monuments in Germany. In both projects the stereophotogrammetric system was used as an integrated part within the full spectrum of modern metrology methods, comprising laser scanning, tacheometry, GPS and more.</p>

<p>Das Institut ist als wissenschaftliche Einrichtung der Lehreinheit Geoinformatik und Vermessung der Fachhochschule Mainz mit der Wahrnehmung von Aufgaben im Bereich der angewandten Forschung und Entwicklung so wie des Technologietransfers im fachlichen Umfeld der Geoinformatik und Vermessung beauftragt. Der größte Teil der Projekte befasst sich mit der Gewinnung, Verarbeitung und Visualisierung raumbezogener Daten verschiedenartigster Objekte.</p><p>&nbsp;</p><p>&nbsp;</p>