Projekt: “Eine digitale Reise durch den Muskauer Faltenbogen Geopark”
Projektdurchführung: 01.04.2025 - 31.03.2028
Projektpartner:
- Wroclaw University of Science and Technology, Polen,
- Technische Ծä Bergakademie Freiberg (TU BAF),Deutschland, www.tu-freiberg.de
- EVZT mbH Geopark Muskauer Faltenbogen, Neiße-Malxetal, Deutschland,
Das Projekt „Eine digitale Reise durch den Muskauer Faltenbogen Geopark“ wird von der Europäischen Union aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung im Rahmen des INTERREG-Kooperationsprogramms Polen-Sachsen 2021-2027 kofinanziert, Vertragsnummer PLSN.02.02-IP.01-0003/24.
Ziel des Projekts ist die Verbesserung der internationalen Sichtbarkeit sowie der Attraktivität des “Global Geoparks Muskauer Faltenbogen” an der sächsisch-polnischen Grenze durch die Erweiterung des touristischen Angebots um digitale, virtuelle Modelle des Natur-, Kultur- und Bergbauerbes. Damit verbunden ist eine Intensivierung der Zusammenarbeit im Bereich der digitalen öffentlichen Kompetenz.
Dazu sollen Objekte digitalisiert werden, um das verborgene industrie- kulturelle und natürliche Erbe des Gebiets durch sogenannte "digitale Zwillinge" darzustellen und barrierefrei zugänglich zu machen. Die Objekte werden anhand von Archivmaterial, Dokumentation und Ergebnissen von Untersuchungen rekonstruiert. Eine zu entwickelnde AR-Anwendung versetzt den Nutzer in die Zeit der industriellen Aktivitäten und bringt ihm die gemeinsame Geschichte des Gebiets mithilfe digitaler Mobilgeräte näher. Die bereitgestellten Informationen sollen das Verständnis für das Erbe der Region fördern.
Zusätzlich soll eine Webanwendung zur barrierefreien interaktiven Erkundung des digital restaurierten industriellen-kulturellen und natürlichen Erbes des Geoparks erarbeitet werden. Dies beinhaltet eine virtuelle 3D-Tour sowie ein interaktives mobiles Outdoor-Spiel mit pädagogischem Hintergrund.
Hier fördert
die Europäische Union
Projektbeginn: 2024
"Intelligente Untergrundstrukturen / Intelligente Geosysteme: KI-gestützte Geoengineering-Tools zur Entscheidungsunterstützung bei der Energiewende, Eindämmung von Auswirkungen des Klimawandels und Georisiken in ehemaligen Bergbauregionen"
Als große gesellschaftliche Herausforderungen in Sachsen zählen die Transformation noch aktiver Braun- kohleregionen in ökologisch und ökonomisch nachhaltige Seen-, Forst-, Industrie-, Energie- und Erholungsland- schaften sowie der Umgang mit dem untertägigen Altbergbau im Erzgebirge. Während der Blick derzeit stark auf bestehende Georisiken gerichtet ist, bieten bergbauliche Folgelandschaften aber auch Chancen, schädliche Folgen von hydrologischen Extremereignissen abԹildern und Landschaften resilienter gegenüber dem Klimawandel zu gestalten. Der Bedarf an Lösungen ist hoch und wird weiter zunehmen. Die Umsetzung bedingt eine intelligente Nutzung vorhandener und neuer Untergrundstrukturen. Eine intelligente untertägige Raumplanung erfordert informierte Entscheidungen, die alle aktuell verfügbaren und relevanten Daten und bisher generiertes Wissen in Betracht ziehen und zielführend verknüpfen. Das wiederum erfordert Kompetenzentwicklung in den Zukunftsbereichen Umwelt, Rohstoffe und Digitalisierung. Das Ziel des Projektes ist die Qualifizierung von benötigten Fachkräften in den Bereichen Geoingenieurwesen und Digitalisierung.
Projekt POMHAZ
Oktober 2022 bis 2025
öԲԳ: Nr. 101057326
Das PoMHaZ-Projekt (Post-mining Multi-Hazards Evaluation for Land-Planning), finanziert durch den Forschungsfonds für Kohle und Stahl (RFCS) der Europäischen Union (Grant Agreement Nr. 101057326), untersucht die vielfältigen Risiken in ehemaligen Kohlebergbauregionen und entwickelt innovative Lösungen für ein sicheres und nachhaltiges Flächenmanagement. Das Projekt läuft von Oktober 2022 bis 2025 und vereint Experten aus Wissenschaft, Industrie und Kommunen, um neue Methoden zur Gefahrenbewertung zu erforschen und praxisnahe Werkzeuge bereitzustellen.
Ziele des Projekts:
- Entwicklung neuer Bewertungsmethoden: Nutzung modernster Technologien wie GIS, Fernerkundung und Modellierung zur Erfassung von Risiken.
- Integration einer Multi-Gefahren-Analyse: Betrachtung verschiedener Gefahren, darunter Bodenbewegungen, Wasserbelastungen, Methanemissionen und Umweltverschmutzung.
- Entwicklung eines GIS-gestützten Entscheidungsunterstützungssystems (DSS): Ein webbasiertes System, das offene GIS-Software nutzt, um Behörden und Planern eine interaktive Plattform für die Analyse und Entscheidungsfindung bereitzustellen.
- Erprobung in realen Bergbauregionen: Durchführung von Fallstudien in Polen, Deutschland, Griechenland und Frankreich
Projekt HYDRO-LaWa
01.04.2021 – 31.03.2023
öԲԳ: KK5281201BA1
In dem BMWK ZIM AiF FuE-Kooperationsprojekt HYDRO-LaWa wurde in Zusammenarbeit mit der TU Dresden, der FPM Holding GmbH mit Unterauftragnehmer Electronic Renaissance Dresden und der TU Bergakademie Freiberg in dem Zeitraum von April 2021 bis März 2023 eine hochgenaue, hydrostatische Laser-Präzisionsschlauchwaage (LSW) zur präzisen Ermittlung von Neigungen und Setzungen entwickelt. Das Gesamtmesssystem "HYDRO-LaWa" bestehend aus LSW, Hard- und Softwarekonzept wurde in drei Entwicklungsstufen konzipiert und in vier Anwendungsgebieten (Bergwerk-Schachtanlage, Kirche, Fernsehturm, Böschungshalde) messtechnisch untersucht und evaluiert. Die Innovation liegt in der Kombination der zwei Messaufgaben Setzung und Neigung in einem robusten und modularen Echtzeit-Messinstrument. Deformationsprozesse an Bauwerken, Türmen, Brücken, Rutschungs- oder Erdbebengebieten werden mit hoher Langlebigkeit, in Temperaturbereichen von - 20°C bis + 50°C und mit hoher Messgenauigkeit bei geringen Standardabweichungen von 0,1 bis 0,2 mm im Messbereich von etwa 200 mm überwacht. Mit der LSW können Setzungen, Neigungen und Temperaturen in Echtzeit in diskreten Abständen von beispielsweise 1 s, 10 s oder 6 h automatisiert ermittelt werden.
Projektpartner sind die FPM Holding GmbH (Projektkoordinator) und die TU Dresden (Professur Ingenieurgeodäsie).
Projekt CLEAR
08 / 2022 - 07 / 2025
öԲԳ: 01DS22004A
Ziel des Projektes CLEAR ist die Entwicklung eines intelligenten Systems zur kontinuierlichen Erfassung, Analyse, Prognose, Kommunikation und Steuerung der Auswirkungen untertägiger Energiespeicherung auf die Umwelt, speziell auf Land- und Wasserressourcen sowie Kontaminationen in ländlichen Gebieten. Durch das Forschungsprojekt soll weiterhin eine Verstetigung und Stärkung der wissenschaftlichen Zusammenarbeit zwischen den Partnern TUBAF in Deutschland und WRUT in Polen im Bereich der methodischen Entwicklung intelligenter Systeme Թ Management von Umweltauswirkungen untertägiger Infrastrukturen sowie ein Wissenstransfer mit den beteiligten KMUs, FPM und InfoSolutions erzielt werden. Insbesondere sollen folgende Methoden zur digitalen Datenerfassung und -analyse erforscht und weiterentwickelt werden:
(1) Raum-zeitlich hochaufgelöstes Monitoring von Umweltauswirkungen untertägiger Infrastruktur unter Nutzung eines integrierten terrestrisch-satellitengestützten Geo-Sensornetzwerkes.
(2) Neue Prognosemodelle, die basierend auf Projektdaten, der Projekthistorie sowie verfügbarer Monitoring-Daten eine beste Prognose von zu erwartenden Umweltauswirkungen ermöglichen.
(3) Eine Entscheidungsassistenz basierend auf künstlicher Intelligenz (KI), die Informationen aus dem Monitoring, der Prognose und externen Quellen, insbesondere Klima- und Wetterbedingungen, analysiert und vor möglichen kritischen Szenarien warnt, um gezielte Maßnahmen in der Entwässerung, dem Hochwasserschutz aber auch der Landnutzung zu empfehlen und bewerten zu können.
(4) Die Integration der Elemente (1) bis (3) in ein Geoportal, das in einer webgestützten Plattform interpretierte Informationen verschiedener Interessensgruppen tagesaktuell zur Verfügung stellt.
Projekt MONDIS
10 / 2022 - 09 / 2025
öԲԳ: 031301035B
Die Zielstellung des Dr.-Erich-Krügerstiftungsprojektes MONDIS ist die konstruktive Entwicklung und technische Validierung einer innovativen Messkombination, die simultan und hochpräzise drei unterschiedliche Aufgaben der Deformationsüberwachung mit Neigungs-, Distanz- und Setzungsbestimmung erfüllt. Die konstruktive 3D-Monitoring Gesamt-Sensorlösung wurde kombiniert mit der Laser-Präzisionsschlauchwaage (LSW) zur Setzungs- und Neigungsmessung sowie mit der Radarinterferometrie zur Distanzmessung. Der Aufbau von Demonstratoren erfolgte für drei unterschiedliche Marktsegmente zur langzeitstabilen Bauwerks- und Bodenbewegungs-Überwachung. Das erste Anwendungsgebiet war das WEV-Tunnel-Monitoring unter der Zentraldeponie Leipzig im Messzeitraum 07 – 08 / 2023
Projektleitung: TUBAF, Institut für Markscheidewesen und Geodäsie
Prof. Dr.-Ing. Jörg Benndorf, Dipl.-Ing. (FH) Frank Kubisch
Projekt Entwicklung eines 3D-Analysewerkzeugs zur Qualitätsbewertung von Calciumfluorid-Kristallen
2021 - 2025
In Kooperation mit der in Jena ansässigen Hellma Materials GmbH entwickelt das Institut für Markscheidewesen und Geodäsie ein Softwaretool zur Analyse und Qualitätsbewertung von Calciumfluorid (CaF₂)-Einkristallen. Diese Kristalle sind essenziell für optische Komponenten in der Mikrolithographie, insbesondere in Excimerlaser-Systemen für die Halbleiterproduktion.
Hellma Materials ist ein führender Hersteller von synthetischen Kristallen und optischen Keramiken für Anwendungen in der Mikrolithographie, Optik, Lasertechnologie und Strahlungsdetektion. Das Unternehmen produziert Calciumfluorid-Kristalle mit hoher Transparenz im tiefen Ultraviolettbereich und erfüllt dabei höchste Qualitätsstandards durch entsprechende Zertifizierungen.
Die entwickelte Software ermöglicht die dreidimensionale Visualisierung der inneren Strukturen der Kristalle, um deren Qualität und Ausbeutepotenzial präzise zu bestimmen. Die Integration von automatisierter Bilderkennung, topologischen Analyseverfahren und mathematischer Optimierung stellt eine aktuelle Forschungs- und Entwicklungsaufgabe dar, mit dem Ziel, die Schnittplanung und -vorbereitung der Kristalle weiter zu verbessern.
Ziel der Zusammenarbeit ist es, den Analyse- und Planungsprozess datenbasiert zu unterstützen und die Nutzung hochwertiger Kristallrohlinge zu optimieren. Dies trägt dazu bei, die Effizienz in der Herstellung optischer Komponenten für die Halbleiterindustrie zu steigern.
Wissenschaftlicher Mitarbeiter: Georg Gießler
Kinematisches Multi-Sensor-Monitoring-System
01.03.2021
öԲԳ: INST 267/165-1 FUGG
Das kinematische Multi-Sensor-Monitoring-System ist eine Forschungsinfrastruktur, mit der Geomonitoring untertage erforscht wird. Es kombiniert LIDRAR, Radar-, Hyperspektral- und Inertial Sensoren auf einer Roboterplattform für Echtzeit-Analysen im Kontext der Erfassung untertägiger Geometrien und anstehender Mineralien und deren zeitlichen Veränderungen. Seit 2021 wurde es erfolgreich in Studien zu SLAM-Positionierung, Sensor-Kalibrierung, 3D-Punktwolken-Validierung, autonomer Navigation, hyperspektraler Mineralanalyse und georadargestützter Untergrunduntersuchung eingesetzt. Diese Ergebnisse optimieren das Monitoring natürlicher Ressourcen und erweitern Anwendungen in Rohstofferkundung und Sicherheitsüberwachung. Das System wurde als Großgeräteinfrastruktur von der DFG und dem Freistaat Sachsen gefördert. Interessenten zur Nutzung wenden sich bitte an das Institut für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg.
Großgeräte-Fosrchungsinfrastruktur gefördert durch die DFG - INST 267/165-1 FUGG und den Freistaat Sachsen.
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Projekt Environmental Monitoring for Energy Storage and Transport (EMonE)
01.05.2021 - 31.10.2022
öԲԳ: Sächsische Aufbaubank - Förderbank - (SAB)
EFRE Validierungsförderung, Antrag 100544444
EMonE baut inhaltlich auf die Ergebnisse des abgeschlossenen EIT-RawMaterials
Projektes ”Copernicus for Contamination Monitoring” (CoCoMo) auf, welches
potentielle Umweltbeeinträchtigungen durch statistische Analyse von Satelliten-
Fernerkundungsdaten im Umfeld von Medienpipelines der Energieversorgung
und Rohstoffbereitstellung erfolgreich identifizierte.
Innerhalb des Validierungsprojektes EMonE sollen nun zwei Schwerpunkte
gelegt werden: Zum einen werden neben der wissenschaftlich-/technischen
Weiterentwicklung der Auswertealgorithmik die Ergebnisse anhand eines
realen Anwendungsfalles bei unserem Industriepartner StoragEtzel GmbH
verifiziert. Zum anderen evaluieren wir wirtschaftliche Aspekte, um das
Potential einer Kommerzialisierung zu bewerten. Unterstützung erhalten
wir dabei von futureSAX und SAXEED.
Projektleiter: Dr. Christian Köhler, Wissenschaftliche Mitarbeiter: Dr. Moncef Bouaziz, M. Sc. Diego Alejandro Restrepo, Georg Gießler.
Projekt Mobile Untertägige Radarinterferometrie (MuRadIn)
01.05.2019 – 30.04.2021
öԲԳ: FKZ 033RK066B
Die effiziente Bereitstellung und Nutzung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe setzt eine optimierte Verortung, eine effektive Abbauplanung und eine kontinuierliche Überwachung sicherheitsrelevanter Parameter voraus. Ein essentieller Teil ist dabei die geometrische Kartierung und Änderungsdetektion. Neben den großskaligen Änderungen der untertägigen Lagerstätte durch abbaubedingte Auffahrungen spielen Verschiebungen des Stoßes im Millimeterbereich - hervorgerufen durch Gebirgsbewegungen und Konvergenzen - eine zentrale Rolle in der Bewertung der Lagerstättensicherheit.
Projekt Copernicus for Contamina on Monitoring and Decision Support (CoCoMo)
01.11.2018 - 31.10.2019
öԲԳ: 271/G/GRO/COPE/17/10036
Bergbau beeinflußt die Umwelt stark, z. B. durch Bodenbewegungen oder die Entstehung kontaminierter Abfallhalden und Gewässer während der aktiven Betriebs- und Sanierungsphasen. Daher ist die Überwachung und das Management von Kontaminationen essenziell, um die Umweltbelastung zu reduzieren und somit die gesellschaftliche Akzeptanz zu erhöhen.
CoCoMo zielt auf die Entwicklung eines Überwachungs- und Entscheidungshilfe-/Frühwarnsystems für aktive und geschlossene Bergbaustandorte ab. Der Fokus liegt auf der Umgebung von Medienpipelines von Gas- und Ölspeicherkavernen sowie Abfallhalden aktiver und geschlossener Bergwerke. Ziel ist die Integration und Nutzung multiskaliger räumlich-zeitlicher Daten, die von Copernicus-Sentinel-Satelliten, unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) und bodengestützten In-situ-Messungen stammen.