Fachvorträge

From Declarative GIS Models to (Geo)AI Foundation Models: Connecting Topological Calculi with Learned Representations

Declarative or human-defined representations have guided the design and application of geographical information systems (GIS) since their inception. From points, lines, and polygons to networks and their topological consistency checks, human experts have imagined, designed, and implemented the GIS landscape we live and work in. However, with the rapid development of artificial intelligence (AI) and GeoAI, we discover that AI systems are able to learn and synthesize their own representations directly from raw data and thus enable scalable, mutlimodal and foundational representations that can be used for a variety of downstream tasks.

This presentation will make a deeper dive into this transition, highlighting the differences and opportunities using research projects from my own career as examples.

Wie der Klimawandel die Bahnen von Satelliten beeinflusst – Satellitengeodäsie an der TU Graz

Das Monitoring des dynamischen Systems Erde in Zeiten des Klimawandels ist eine wichtige Aufgabe der Geodäsie. Dies gelingt im globalen Maßstab nur durch eine Vielzahl von Erdbeobachtungssatelliten.

Damit fangen die Herausforderungen an: Wie bestimmt man präzise die Bahn eines Satelliten? Welche Kräfte müssen berücksichtigt werden? Satellite Laser Ranging (SLR)? Global Navigation Satellite Systems (GNSS)?

Und wenn man die Koordinaten der Satelliten präzise bestimmt hat: Zu welchem System gehören diese Koordinaten? Oder anders ausgedrückt: Wo befindet sich die Erde relativ zum Satelliten?

Dieser Vortrag gibt einen Überblick über die Arbeiten der Arbeitsgruppe Satellitengeodäsie am Institut für Geodäsie.

Vexcel: The Global Leaders in Aerial Imaging

Gastvortrag der Firma Vexcel Imaging GmbH

How do you feel? – Zustandsbeurteilung von Brückenbauten mit modernen Messverfahren

Viele der europäischen Großbrücken sind am Ende ihrer geplanten Lebensdauer. Damit diese Bauwerke weiter sicher betrieben werden können, ist eine regelmäßige Zustandsbeurteilung unerlässlich.

Das Institut für Ingenieurgeodäsie und Messsysteme entwickelt, installiert und betreibt Monitoringsysteme von Brückenbauten mit Robotiktotalstationen, GNSS-Empfängern, Laserscannern, Neigungssensoren, Beschleunigungssensoren und faseroptischen Sensoren. Sehen Sie bei einem Belastungstest von einer Brücke mit 100 Tonnen, was passiert und wie Risse automatisiert detektiert und lokalisiert werden. Erfahren Sie, warum man Autobahnbrücken querverschiebt und wie das Brückenmonitoring im Geodäsiestudium an der TU Graz eingebunden ist.

Getäuscht, genutzt und optimiert: Die Zukunft der Navigation

Navigation ist längst mehr als nur GPS auf dem Smartphone. Moderne Navigationsanwendungen, wie autonomes Fahren, Drohnen oder Roboter, sind auf eine hochpräzise und vor allem robuste Positionsbestimmung angewiesen. Doch klassische Satellitennavigation gerät zunehmend unter Druck: Spoofing-Attacken können Signale täuschen und Navigationssysteme gezielt in die Irre führen. Was als Angriffsszenario beginnt, eröffnet gleichzeitig die Frage, wie wir Navigation resilienter gestalten können.

Ein spannender Ansatz liegt dabei in der Nutzung sogenannter Signals of Opportunity – also die Verwendung von vorhandenen Signalen, wie z.B. WLAN, UWB oder aber auch Starlink. Diese Kommunikationssignale sind zwar nicht speziell für die Navigation gedacht, können aber als Alternative oder Ergänzung zu GNSS genutzt werden.

Besonders leistungsfähig zeigt sich dabei die Factor Graph Optimization. Dieses Verfahren integriert Informationen aus unterschiedlichen Sensoren in ein gemeinsames Modell und optimiert deren Zusammenspiel. Das Ergebnis: deutlich robustere, genauere und verlässlichere Positionslösungen als mit herkömmlichen Methoden wie dem Kalman-Filter.

Der Vortrag gibt einen Einblick in aktuelle Forschungstrends an der Arbeitsgruppe Navigation und zeigt, wie einfach GPS-Signale zu täuschen sind, wie Signals of Opportunity nutzbar gemacht werden können und wie Factor Graph Optimization dazu beitragen kann, die Navigation der Zukunft smarter und sicherer zu machen.

Untersuchung und Monitoring von Blockgletschern mittels multitemporalen und multisensoralen Fernerkundungsdaten und Geländemessungen

Blockgletscher sind Eis-Schutt-Landformen in Permafrostregionen, die sich im aktiven Zustand langsam talabwärts bewegen. Neure Forschungsergebnisse zeigen, dass Blockgletscher in vielen Hochgebirgen der Erde weit verbreitet sind und besonders in ariden Gebieten wichtige Wasserspeicher sind. Auch die Blockgletscher reagieren auf die im Durchschnitt ansteigenden Temperaturen. Aber anders als bei den Gletschern nehmen die durchschnittlichen Geschwindigkeiten zu und das Eis schmilzt im Vergleich zu den Gletschern durch die mächtige Schuttschicht deutlich langsamer ab.

In dem Vortrag werden die Möglichkeiten und Grenzen der Blockgletscheruntersuchungen mittels multitemporalen (von ca. 1960 bis heute) und multisensoralen (inkl. panchromatischen Luft- und Satellitenbildern sowie multispektralen und SAR) Fernerkundungsdaten unterschiedlicher Auflösungen anhand von Beispielen aus den Alpen und Hochasien (Tien Shan, Pamir und Tibetische Gebirge) vorgestellt. Zunächst wird auf die Identifizierung und Kartierung der Blockgletscher unter Berücksichtigung von künstlicher Intelligenz eingegangen, um anschließend verschiedene Methoden zur Erfassung der Oberflächenbewegungen und Höhenänderungen der erfassten Blockgletscher vorzustellen. Abschließend wird die Bedeutung der geodätischen und geophysikalischen Geländemessungen hervorgehoben.