Beschlussvorlage (GR-80-2017-17 - Anlage 17)

Projektbericht Hürtgenwald Peterberg 3D-Laserscan Maximilian Aydt M.A. Dezember 2015 Projektdaten Auftraggeber: REA GmbH, i.P. Hr. K. Wildrath, Wernersstraße 23, 52351 Düren Projektleiter 3D-Laserscan: Maximilian Aydt, Goldschmidt Archäologie & Denkmalpflege Zeitraum: 10.09.2015 – 25.09.2015 (60,5 Arbeitsstunden Außeneinsatz) Bis November 2015 Aufbereitung der Daten Dezember 2015 zweite Phase (Analyse und Kartierung) Scanstandorte: 214 Scans Projektfläche: 140.000 m² Gesamtfläche Verwendete Hardware: FARO Focus 3D S120 (3D-Laserscan) Trimble TSC 3 (Koordinierung) Verwendete Software: FARO SCENE 5.5.0.44203 (Stationierung) Autodesk ReCap 2.1.0.17 (Bereinigung) MapInfo Professional 8.5 (Kartierung) Abb. Titel: Westliche Bunkeranlage im Bereich WEA4; im Hintergrund deutlich sichtbar Teil eines Laufgrabens. Projektbeschreibung Die Firma REA GmbH plant am Standort Hürtgenwald-Peterberg den Bau eines Windparks mit fünf Anlagen (Abb. 1). Die Bauflächen befinden sich teilweise innerhalb des vom LVR-ABR geschützten Bodendenkmalbereiches DN 182, innerhalb dessen diverse Bunkeranlagen des Zweiten Weltkrieges liegen (Abb. 2). Zur Optimierung der Standorte der Windenergieanlagen und zur Dokumentation des oberirdisch sichtbaren Bodendenkmalbestandes wurde vom LVRABR ein 3D-Laserscan gefordert. Abb. 1: Lage der Windenergieanlagen mit Bauflächen (grau) innerhalb der Projektflächen (rot) mit bekanntem Bodendenkmal (rosa). Vorlage REA GmbH, verändert. Die Firma Goldschmidt Archäologie & Denkmalpflege wurde am 19.08.2015 von o.g. Firma beauftragt, die ausgewiesenen Bereiche im Wald südlich von Raffelsbrand, Kreis Düren, mittels Laserscanner dreidimensional einzumessen und so zu Dokumentationszwecken und zur weiteren Auswertung eine 3D-Punktwolke zu erzeugen. Ziel der Arbeiten war es, eine fachgerechte Dokumentation mittels geeignetem Laserscanner der sichtbaren Befunde anzufertigen und diese so längerfristig virtuell zugänglich zu machen. Hierbei sollten nicht nur die durch den LVR-ABR bereits grob kartierten Bunkeranlagen erfasst werden, sondern auch möglichst vollständig die weiteren oberirdisch sichtbaren in Verbindung mit dem Zweiten Weltkrieg stehenden anthropogenen Veränderungen. Das Untersuchungsgebiet befindet sich entlang des Mittelweges südlich der B399 im Vossenacker Wald, südwestlich von Vossenack (UTM Zone 32, 310649 5616276 bis 311935 5615672; GK Zone 2, 2522695 5614710 bis 2524005 5614159). Abb. 2: Kartierung des Bodendenkmalbereichs DN 182 (rot) mit den Bunkeranlagen (blau) und vom LVR-ABR eingemessenen anthropogenen Veränderungen (grün). Projektablauf und technische Vorgehensweise Die Außenarbeiten fanden, wetterabhängig an sieben Tagen, im Zeitraum vom 10.09.2015 bis 25.09.2015 unter der Leitung von Maximilian Aydt M.A. statt; als Techniker waren im Wechsel Luise Lorenz, Karin Schramme und Jacqueline Strzys vor Ort. Die 3D-Laserscans wurden mit dem FARO Focus 3D S120 durchgeführt. Mit diesem Gerätetyp lassen sich innerhalb weniger Minuten ca. 1 Millionen Punkte pro Sekunde mit Entfernungen bis zu 120 m erfassen. Um in der Nachbearbeitung eine koordinierte Punktwolke zu erhalten, mussten die als Scanreferenzen flächig verteilten weißen Kugeln mittels GPS-Gerät eingemessen werden. Auf Grund der Lage der Projektflächen im überwiegend hohen Fichtenwald war der Satellitenempfang stark beschränkt. Einzig innerhalb Projektfläche WEA4 fand sich eine kleine Lichtung, innerhalb derer eine hinreichend genaue Einmessung erfolgen konnte. Dies hatte zur Folge, dass die Bereiche WEA1 bis WEA4 eine zusammenhängende Punktwolke bilden mussten. Um einen sauberen Anschluss zwischen den Scans, die an unterschiedlichen Tagen durchgeführt wurden, zu garantieren, wurden diverse Knotenpunkte eingerichtet, an denen mehrere Referenzen in Form von Schachbrettzielmarken fest installiert wurden; so konnten mit geringem Aufwand und verringertem Fehlerpotenzial die Scans unterschiedlicher Tage aneinandergehängt werden. Eine Ausnahme bildete der Standort WEA5; dessen exponierte Lage zu den anderen erforderte eine gesonderte Koordinierung, da andernfalls ein Anschluss über die teils stark befahrene Dürener Straße hätte erfolgen müssen. Die Situation in diesem Bereich weist jedoch eine größere Lichtung auf, die gute Bedingungen zur GPS-Einmessung bot. Mit den Messarbeiten wurde am westlichsten Standort WEA1 begonnen. Dieser liegt außerhalb des eingetragenen Bodendenkmalbereiches, sollte jedoch ebenfalls erfasst werden. Der Bewuchs in diesem Waldabschnitt zeichnet sich durch recht junge Laubbäume mit sehr feinem und tief hängendem Geäst aus; trotz der gewählten hohen Genauigkeit und Punktdichte des Laserscanners beeinträchtigte diese Situation die Qualität der Aufnahmen stark. Da die Laserstrahlen nicht unendlich dünn sind, können diese an sehr feinen und zudem leicht beweglichen Objekten gebrochen werden; als Resultat entstehen für einen einzelnen eingemessenen Punkt zwei Werte, das Ergebnis ist somit fehlerhaft. Dennoch konnte die Projektfläche WEA1 hinreichend erfasst werden (Abb. 3). Abb. 3: Blick aus Südwesten auf den Bereich von WEA1 (Punktwolke) Abb. 4: Blick aus Südwesten auf den Bereich von WEA2 (Punktwolke) Abb. 5: Blick aus Südwesten auf den Bereich von WEA3 (Punktwolke) Abb. 6: Blick aus Südwesten auf den Bereich von WEA4 (Punktwolke) Die Projektflächen WEA2 bis WEA4 (Abb. 4 bis 6) liegen in hoch gewachsenem, dicht stehendem Fichtenwald; der Sichtbereich war hier somit höher, was zu einer dichteren Punktwolken führte. Dennoch lassen sich Teilabschattungen durch Bäume nicht vermeiden, ebenso wurden nur freiliegende Flächen zuverlässig erfasst, durch beispielsweise Holzabschnitt verdecktes mögliches Bodendenkmal bleibt auch für den Laserscanner unsichtbar/taucht auch in der Punktwolke nicht auf. Der östliche Standort WEA5 wies eine ähnliche Situation auf, wie WEA1. Feingliedriger, niedrig wachsender Laubwald und teils dichter Bodenbewuchs sorgten auch hier für eine verringerte Punktdichte, wenngleich eine flächigere Abdeckung erzielt werden konnte (Abb. 7). Abb. 7: Blick aus Südwesten auf den Bereich von WEA5 (Punktwolke) Die Zusammenführung der insgesamt über 200 Einzelscans erfolgte anschließend im Innendienst mit Hilfe der Software SCENE. Über die im Wald verteilten Referenzkugeln und Schachbrettzielmarken wurden Überlappungen definiert und eine zusammenhängende Punktwolke errechnet; die via GPS eingemessenen Kugeln wurden im Anschluss mit den entsprechenden Gauß-Krüger-Koordinaten belegt. Eine Bereinigung der Punktwolke wurde mittels Autodesk ReCap durchgeführt. Hierbei wurden Streupunkte gelöscht; darüber hinaus wurden die Bäume bis kurz oberhalb des Waldbodens digital entfernt um eine klarere Darstellung der Bodenstruktur zu erhalten (Abb. Titelblatt). Zweite Phase: Analyse und Kartierung Nach Vorstellung dieser Ergebnisse, wurde im gemeinsamen Gespräch mit Vertretern des Auftraggebers Firma REA GmbH, des LVR-ABR, der Gemeinde Hürtgenwald und der Firma Goldschmidt das weitere Vorgehen beschlossen. Gewünscht wurde eine Kartierung des Bodendenkmalbestandes in den Bereichen der Windenergieanlagen, um so eine Optimierung der Standorte zu ermöglichen. Gemeinsam mit Herrn Wegener vom LVR-ABR wurde im Folgenden die Punktwolke auf anthropogene Veränderungen des Waldbodens hin untersucht. Hierbei konnten, neben den großen Bunkeranlagen (Abb. 9) auch die mit diesen in Verbindung stehenden Laufgräben (Abb. Titel) identifiziert werden. Darüber hinaus ließen sich mehrere sogenannte Foxholes – kleine, meist längliche, Ein-Mann-Löcher zum Schutz vor umherfliegenden Trümmern – diverse Unterstände sowie die drei Grabmonumente, die sich innerhalb der Projektfläche WEA4 befinden, feststellen. Die zwar auffälligen, jedoch nicht eindeutig zuzuordnenden Bereiche wurden ebenfalls markiert und in eine zweidimensionale, vorläufige Kartierung überführt. Abb. 9: Gegenüberstellung von Foto und Punktwolke am Beispiel der westlichen Bunkeranlage im Bereich WEA3 Bei einer anschließenden Ortsbegehung am 11.12.2015 gemeinsam mit Herrn Wegener vom LVR-ABR sowie Herrn Zimmermann und Herrn Heidbüchel von der Gemeinde Hürtgenwald, wurden die identifizierten Befunde verifiziert und unklare Bereiche nochmals überprüft und gegebenenfalls in der Kartierung ergänzt. Abschließend wurde die anhängende Kartierung erstellt. Düren, Dezember 2015 Maximilian Aydt M.A.