Fortschrittsüberwachung und -bewertung des Bauprojekts der Olympischen Stadt für die Asiatischen Jugendspiele in Usbekistan auf Basis hyperspektraler Analysen

Das Projekt „Olympische Stadt“ in Taschkent, der Hauptstadt Usbekistans, ist der größte Sportkomplex Zentralasiens und wurde in Vorbereitung auf die 4. Asiatischen Jugendspiele 2025 errichtet. Es wird von der China National Machinery Industry Corporation (SINOMACH) International Engineering Co., Ltd. (SINOMACH International), einer Tochtergesellschaft von SINOMACH International, realisiert. Es ist zudem das erste groß angelegte Kooperationsprojekt zwischen China und Usbekistan, das nach dem SCO-Gipfeltreffen 2022 in Samarkand umgesetzt wurde.

Das Projekt erstreckt sich über eine Fläche von rund 100 Hektar und umfasst fünf große Sportstadien, ein Bürogebäude und 15 Außensportplätze. Laut Plan sollen die Betonarbeiten an der Olympischen Sportstadt in Usbekistan bis Oktober 2023 weitgehend abgeschlossen sein, die vollständige Fertigstellung ist für Ende 2024 geplant.

Dateneinführung

 Hyperspektrale Bilddaten des Satelliten XIGUANG-003: 

40-Meter-Bodenauflösung, 150 Bänder, aufgenommen am 5. Dezember 2023.

 Panchromatische Bilddaten des Satelliten XIGUANG-003: 

Bodenauflösung 10 Meter, Daten erfasst am 5. Dezember 2023.

Standortakquise für Projekte

△Abbildung 1 Google-Bildbasiskarte

Durch die Auswertung öffentlich zugänglicher Informationen konnte der genaue Standort des Projekts ermittelt werden. Die obige Abbildung basiert auf einer hochauflösenden Google-Bildkarte. Da sie jedoch veraltet ist und nur langsam aktualisiert wird, genügt sie nicht den Anforderungen einer Echtzeitüberwachung. Zudem enthält sie lediglich Daten zum sichtbaren Licht und liefert keine präzisen Informationen über die Bodenbeschaffenheit.

Auswahl der Überwachungspunkte

△Abbildung 2 Panchromatisches Bild des Sterns XIGUANG-003

△Abbildung 3 Lage der Überwachungspunkte

Mit Unterstützung des Forschungsprojekts „Belt and Road International Science Organizations Alliance“ wurde eine Fotomission eingerichtet, um Bilder auf den Satelliten XIGUANG-003 hochzuladen und so neueste hyperspektrale und panchromatische Aufnahmen zu erfassen. Durch visuelle Interpretation der panchromatischen Bilder wurden Referenzpunkte, Gebäudeüberwachungspunkte sowie Zielpunkte zur Verifizierung ausgewählt. Dazu gehörten verschiedene Veranstaltungsorte in der Olympiastadt, nahegelegene, stark reflektierende Dächer, alte Gebäude in der Stadt und Vegetation.

Spektralanalyse

△Abbildung 4 Spektralkurven an jedem Messpunkt

△Abbildung 5. Beispiele für Bodenmerkmale aus der Spektraldatenbank; Concrete steht für Beton.

An den oben genannten Standorten wurde eine Spektralanalyse durchgeführt und Strahlungsinformationen ermittelt (die Indizes in Abbildung 4 sind umgekehrt). Wie in Abbildung 5 dargestellt, repräsentiert die rote Kurve Baustellen, die blaue Kurve die Dächer alter Gebäude im Stadtgebiet, die gelbe Kurve hochreflektierende Dächer (z. B. Veranstaltungsdächer) und die grüne Kurve Vegetation.

Die roten und blauen Kurven weisen im Wesentlichen die gleiche Form auf, was darauf hindeutet, dass sie dasselbe Objekt darstellen: Beton. Die Gesamtstrahlung der roten Kurve ist jedoch höher als die der blauen, was darauf schließen lässt, dass es sich bei dem Objekt auf der roten Kurve (d. h. dem im Bau befindlichen Bereich) um frisch gegossenen Beton handelt. Neuer Beton ist typischerweise gleichmäßig, frei von Rissen oder Beschädigungen und wird während der Nutzung nicht durch chemische und physikalische Einflüsse beeinträchtigt, was zu einer höheren Reflektivität führt. Im Gegensatz dazu kann älterer Beton durch chemische und physikalische Einflüsse wie Karbonatisierung, Erosion, Rissbildung und Abnutzung im Laufe der Zeit uneben werden, wodurch seine Reflektivität abnimmt. Darüber hinaus kann Beton mit der Zeit Feuchtigkeit und Schadstoffe aufnehmen, was ebenfalls seine Reflektivität beeinflussen kann.

Visualisierung der Überwachungsergebnisse und des Projektfortschritts

△Abbildung 6 Projektdarstellung

△Abbildung 7. Registrierung des Renderings mit dem panchromatischen Bild.

△Abbildung 8: Fortschrittsdiagramm für Betonbau

Auf Grundlage öffentlich zugänglicher Informationen und durch die Registrierung der technischen Zeichnungen mit panchromatischen Bildern (siehe Abbildung 9) sowie einer umfassenden Auswertung der Bilder und des Spektrums konnte zum 5. Dezember 2023 festgestellt werden, dass die Betonierarbeiten für alle fünf Hauptstadien, ein Bürogebäude und zwei Freiluftstadien abgeschlossen sind. Die Bauarbeiten am Dach werden weiterhin kontinuierlich überwacht.