Geobusters@school
Mit praxisorientierten Schulprojekten und spannenden Workshops vermittelt die Geobusters Akademie Grundlagen und Anwendungsbereiche der Geodäsie – der Wissenschaft der Vermessung und Darstellung der Erde. Ziel ist es, jungen Menschen den Umgang mit Karten, Satellitendaten und digitalen Vermessungstechniken spielerisch und praxisnah zu vermitteln. Durch diese Projekte entdecken die Teilnehmenden, wie Geodaten unser alltägliches Leben beeinflussen, von der Navigation bis hin zum Umweltschutz, und werden ermutigt, selbst aktiv zu forschen und zu gestalten.
GIS – Infografik
Das Bild zeigt eine Infografik mit thematischen Karten von Brandenburg, die die Nutzung und Verteilung verschiedener regenerativer Energiequellen im Jahr 2017 veranschaulicht. Die Karten wurden mit der GIS-Software QGIS erstellt und sind nach Landkreisen und kreisfreien Städten gegliedert, wobei sie Bereiche wie Solarenergie, Wasserkraft, Biomasse, Windenergie und Klärgas darstellen.
Als Infografik hilft diese Darstellung, komplexe Daten über erneuerbare Energien verständlich aufzubereiten und Unterschiede in der regionalen Nutzung anschaulich darzustellen. Jede Karte zeigt auf einen Blick die spezifische Verteilung und Nutzung der Energiequellen und verdeutlicht Muster sowie regionale Unterschiede in Brandenburg. So wird die Infografik zu einem wertvollen visuellen Hilfsmittel, das sowohl Entscheidungsträgern als auch der breiten Öffentlichkeit ein intuitives Verständnis für die geografische Verteilung erneuerbarer Energien ermöglicht.
Unsere Schüler bereiten die Karten auf, fügen sie in Affinity Designer als Infografik zu einem Gesamtwerk zusammen und verfeinern die Gestaltung.
GIS – Erfassung
Im Rahmen dieses Projekts wird ein GIS (Geoinformationssystem) genutzt, um eine Karte der „Gärten der Welt“ in Marzahn-Hellersdorf, Berlin, zu erstellen. Ziel ist es, die individuelle Route eines Besuchers durch den Park digital zu erfassen und sie mit zusätzlichen Informationen und Bildern zu bereichern.
Durch GPS-Datenaufzeichnung wird die zurückgelegte Route erfasst und in das GIS-System integriert. Anschließend werden interessante Stationen entlang des Weges, wie besondere Themengärten oder eine Seilbahn durch die Gärten in der Karte markiert. Zu diesen Punkten werden Fotos, kurze Beschreibungen und interessante Details hinzugefügt. So entsteht eine individuelle, multimediale Karte, die nicht nur die persönliche Route dokumentiert, sondern auch weiterführende Informationen zu den „Gärten der Welt“ bietet.
Photogrammetrie
Photogrammetrie ermöglicht die Erstellung hochpräziser 3D-Modelle, indem Bilddaten und Laserscandaten kombiniert werden. In diesem Beispiel wurden Laserscandaten genutzt, um eine grobe Punktwolke als Basisstruktur des Schlosses Herdringen bei Arnsberg zu erstellen. Zusätzlich wurden Luftbilder, die von einem UAV (Unmanned Aerial Vehicle) aufgenommen wurden, und terrestrische Fotos mit einer einfachen Kamera verarbeitet.
Die UAV-Bilder und terrestrischen Aufnahmen werden durch spezielle Algorithmen, wie z.B. Structure from Motion (SfM), analysiert. Diese Algorithmen erkennen anhand von Überlappungen und markanten Punkten die Kamerapositionen und erstellen eine detaillierte Punktwolke. Die fusionierte Punktwolke aus UAV-Bildern, terrestrischen Bildern und Laserscandaten ergibt eine hochaufgelöste, detailgetreue Repräsentation des Schlosses Herdringen. Anschließend wird diese Punktwolke mit Mesh-Algorithmen zu einem vernetzten 3D-Modell weiterverarbeitet, das für Visualisierungen, Analysen und Vermessungen genutzt werden kann.
3D Konstruktion & Druck
Ein 3D-Drucker kann effektiv eingesetzt werden, um eine defekte Schutzblechaufhängung an einem Fahrrad zu reparieren. Dabei wird zunächst die beschädigte Halterung genau vermessen, zum Beispiel mit einem Zollstock oder einer Schieblehre. Die Maße werden in einer Skizze festgehalten und anschließend in das 3D-Konstruktionsprogramm SketchUp übertragen. Im Programm wird die Aufhängung digital modelliert, sodass die ursprüngliche Form und Funktion des Bauteils genau nachgebildet werden. Das fertige 3D-Modell wird dann in ein druckfähiges Format (z. B. STL) exportiert und an den 3D-Drucker gesendet. Der Drucker stellt das Ersatzteil her, das danach direkt am Fahrrad montiert werden kann, sodass die Schutzblechaufhängung wieder zuverlässig funktioniert.
Digitalisierung & Vermessung
In der modernen Schul- und Ausbildungspraxis spielen Digitalisierung und Vermessung eine zentrale Rolle, um Lerninhalte praxisnah und zukunftsorientiert zu gestalten. Anhand einer Infografik zur Energiewende lernen die Schüler beispielsweise, wie sie komplexe Themen visuell aufbereiten und analytisch darstellen können. Zwei realistische Prüfungsszenarien vermitteln, wie digitale Werkzeuge in realen Prüfungssituationen helfen können, problemorientierte Lösungsansätze zu entwickeln.
Praktische betriebliche Aufträge umfassen eine Analyse und eine Routenplanung zur Elektromobilität: Die Schüler setzen hier digitale Karten und Berechnungssoftware ein, um Routen optimal zu planen und Energieverbrauch sowie Ladebedarfe zu berechnen. KI-Tools wie ChatGPT helfen dabei, Aufgaben zu erstellen und die Lösungen zu überprüfen, indem sie lernfördernde Impulse geben und ein schnelles Feedback ermöglichen.
Die Schüler lernen, wie sie durch digitale Synergien den Unterricht bereichern können. Sie erfahren zudem, wie sie Sprach- und Bildmodelle selbst implementieren und verstehen können, um ein tiefes Verständnis für Künstliche Intelligenz zu entwickeln.
Fachinformationssystem
Ein Fachinformationssystem bietet eine innovative Möglichkeit, wichtige geografische und bauliche Informationen über eine interaktive 360°-Panoramatour zu visualisieren. An definierten Festpunkten wurden mit einer 360°-Kamera Panoramabilder aufgenommen, die präzise mittels GPS-Antenne und Digitalnivellier vermessen und in Lageskizzen dokumentiert wurden. Diese Panoramaaufnahmen sind durch die Software Pano2VR zu einer interaktiven Tour verknüpft, in der Nutzer:innen sich virtuell durch die Stadt bewegen können. Die Lageskizzen der Festpunkte sind als PDFs integriert und ermöglichen eine detaillierte, dokumentierte Einsicht in die geografische Lage und Vermessungsdaten der einzelnen Standorte. Mittels mobiler Endgeräte können auf diese Weise Standorte mit Informationen in der realen Umgebung schnell visuell geortet werden.
Schulprojekt / Zukunftstag
Im Rahmen des Zukunftstags haben die Schüler der Comenius Grundschule in Oranienburg einen spannenden Einblick in die Geografie und Geowissenschaften (GEWI) erhalten. Im Fach Erdkunde lernten sie, wie man geografische Daten mithilfe von modernen Technologien erfasst und verarbeitet. Die Schüler arbeiteten an einem Projekt, bei dem sie auf einem hochauflösenden Orthofoto markante Punkte und Linien georeferenzierten – das bedeutet, dass sie bestimmte Orte und Wege genau kartierten und diese anschließend zu einer Karte zusammenfügten.
Als inspirierendes Beispiel diente ihnen die Arbeit von Schülern des Paulus-Praetorius-Gymnasiums in Bernau, die eine detaillierte Karte ihres Stadtkerns mit denselben Methoden erstellt hatten. Durch das Projekt erhielten die Grundschüler eine Einführung in die Grundlagen der Kartografie und einen Eindruck davon, wie Geoinformationssysteme (GIS) im Alltag eingesetzt werden können, um räumliche Informationen zu visualisieren und zu analysieren.
Innenraumaufmaß
Es wird das Aufmaß von einem Raum oder Objekt benötigt, das mithilfe eines Bandmaßes und eines Laserdistanzmessers erstellt wird. Das Bandmaß eignet sich für kürzere Strecken und Detailmaße, während der Laserdistanzmesser speziell bei längeren Distanzen und schwer erreichbaren Stellen verwendet wird, um auch Höhen und große Entfernungen schnell und genau zu erfassen. Die Messdaten werden dann in Form einer maßstäblichen Skizze dokumentiert, wobei diese auf eine klare Darstellung der Raumstruktur mit allen relevanten Längen-, Höhen- und Breitenangaben fokussiert ist. Diese Skizze dient als Referenz und Grundlage für den nächsten Arbeitsschritt.
Im weiteren Verlauf werden die gesammelten Daten in SketchUp übertragen, um ein genaues 3D-Modell zu erstellen. Dabei wird der Grundriss des Raumes zunächst als zweidimensionales Layout in SketchUp angelegt und anschließend durch Extrudieren der Wände in die Höhe dreidimensional dargestellt. Türen und Fenster werden gemäß den gemessenen Abständen und Höhen als Ausschnitte in die Wände eingearbeitet. Das entstandene Modell wird, falls notwendig, um weitere Details ergänzt, um eine möglichst realistische Abbildung des Raumes zu erzielen. Das fertige Modell bildet die Grundlage für die weitere Planung und Visualisierung und bietet eine genaue Darstellung des vermessenen Raumes.
GIS – Themenkarte
Schüler der Geobusters Akademie haben mit Unterstützung eines Geoinformationssystems (GIS) und der Software Affinity Designer eine detaillierte Themenkarte des Zoos Wilhelma in Stuttgart erstellt. Dabei wurden verschiedene geographische und thematische Daten integriert, um eine visuell ansprechende Karte zu entwickeln, die die Anordnung der Tiere, Besucherwege und Einrichtungen im Zoo darstellt. Die Verwendung von Affinity Designer ermöglichte eine präzise und ästhetische Gestaltung der Karte, die sowohl funktional als auch ansprechend für die Betrachter ist.
Facharbeit / Schülerpraktikum
In dieser Facharbeit im Rahmen eines Schülerpraktikums im Bereich Digitalisierung und Visualisierung werden zwei innovative Themen behandelt: Gamification und Geovisualisierung. Der erste Teil widmet sich einem Fachvortrag über die Anwendung von Gamification, um historisches Geschehen durch Computerspiele auf anschauliche Weise zu vermitteln. Es wird untersucht, wie Spiele als Lerninstrument genutzt werden können, um komplexe historische Ereignisse verständlicher und interaktiver zu gestalten. Der zweite Teil beschäftigt sich mit der kreativen Gestaltung von Geovisualisierungen, konkret der Kartendarstellung des Stadtkerns von Oranienburg. Dabei werden digitale Tools verwendet, um eine ästhetische und informative Karte zu erstellen, die sowohl historische als auch aktuelle geografische Informationen visuell aufbereitet. Die Arbeit zeigt auf, wie Digitalisierung und Visualisierung helfen können, Wissen auf innovative Weise zu vermitteln und zu erleben.
MoveQuad
Multisensorsystemen wie das hier gezeigte MoVEQuaD aus dem gleichnamigen Forschungs- und Entwicklungsprojekt gehört die Zukunft der effizienten Geodatenerfassung. In diesem Fall war die Trägerplattform ein geländegängiges Quad.
Eine effiziente Erfassung in und außerhalb von baulichen Anlagen muss in möglichst kurzer Zeit ein vollständiges, präzises und zuverlässig kontrolliertes Abbild der Realität ergeben. Dabei ist die sach- und qualitätsgerechte Kombination von Verfahren und Sensoren von zentraler Bedeutung. Der so erfasste virtuelle “digitale Zwilling” ist die Grundlage für moderne BIM-Verfahren und eXtended Reality Anwendungen.