• No results found

Electronic administration software, GIS and a 3D scanner as enhancement for the crime scene investigator

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Electronic administration software, GIS and a 3D scanner as enhancement for the crime scene investigator"

Copied!
56
0
0

Bezig met laden.... (Bekijk nu de volledige tekst)

Hele tekst

(1)

 

Electronic administration software, GIS and a 3D scanner 

as enhancement for the crime scene investigator 

                      36 EC  February 2015 ­ August 2015  Hüsnü Tas ­ 5975425  Msc in Forensic science, University of Amsterdam  Examiner: Zeno Geradts, Supervisor: Jurrien Bijhold  Internship location: Netherlands Forensics Insitute     2015  Suggested Journal: Forensic Science International  

(2)

Preface

  I would like to thank Jurrien Bijhold and Zeno Geradts for their help and guidance throughout  the research process. I would also like to thank all members of the Mobile Forensic Team for  their wilingness in answering my questions. Furthermore I would like to thank Reinoud Stoel for  his help with the statistical part of the study.    I would also like to thank the forensic investigators from Rotterdam, Den Haag and Amsterdam  for their cooperation in this study. Especially Paul and Karin from Rotterdam helped me a lot by  registering the mock crime scene.    And of course I would like to thank all NFI employees that volunteered in my experiments.  Without them, this study would not be possible!     

(3)

Contents

  Preface 2   Introduction 4  Materials 6  PD­admin 6  DotProduct 3D scanner 7  NFI CSI lab 9  Interviews 10  Method 10  Results 10  Literature study 17  Method 17  Results 17  User tests 27   Method 27  Results 32  Conclusion and discussion 39  Future work 41  References 42  Appendix A: Police burglary case envelope 45  Appendix B: Instructions 47  Appendix C: Evaluation form 48  Appendix D: iFEA 49  Appendix E: Method 1: Paper tracelist 50  Appendix F: Method 2: PD­admin 51  Appendix G: Method 3: Panorama 52  Appendix H: Method 4: 3D scan 53  

 

             

(4)

Introduction 

  Problem statement  Currently, crime scene investigators (CSI) record the traces found on a crime scene (CS) on a  piece of paper or in a digital file in the form of a word or excel file. A major part of the report is  written afterwards. When the CSI is securing a trace, a photo is taken of the trace while holding  a barcode with a SIN number in front of it. The photos are usually taken from a close­up  perspective, which does not clearly provide the viewer enough information about the relative  position of the trace and an overview of the crime scene. Besides a close­up photo, a medium  shot and a distance overview photo is usually taken for overview purposes. But this is not  always easy to do, so the NFI wants to improve the current workflow. The traces and  observations on a crime scene should always be well documented in a digital application.  Another problem is that it is difficult to mark and visualize the location of latent traces.  This needs to be done on the spot. A sticker does not seem to be able to fulfill this task.  So to summarize the problem: The quality and efficiency of the chain of custody and also the  overview of the CS should be improved.  There have been several attempts in the past by the NFI to solve the above problems with  different technologies. One of the attempts was with a case administration tool named  PD­admin. PD­admin has been created as a possible solution to ease the work of a CSI by  providing a framework where traces can be stored in a digital list and other information can be  recorded. PD­admin is also meant to link photos with traces on the scene. Testing of the  application has been done in a previous study. In our study, we have programmed some  improvements in the application before we conducted more tests. This allowed us to find out if  how feasible it was to improve the application in the future. Crime scene investigators are also  increasingly interested in new ways of visualizing complex crime scenes. These can be  Geographical Information Systems (GIS) and 3­dimensional (3D) recording. We will use  PD­admin as an example of a case management tool and the DotProduct 3D scanner as an  example of a handheld scanner. In the case of GIS, we will look at the literature how GIS can  aid the crime scene investigator. In the literature study, we will also look at related case  administration and 3D tools.   

 

 

 

(5)

Research questions 

  Our main question is:    How can the use of PD­admin, 3D scanning and GIS enhance the work of the Crime Scene  Investigator?    We will try to answer the main question by the formulation of the following subquestions ● What can be improved about the current way of crime scene registration?  ● What is the effect of the use of a 3D handheld scanner for a Crime Scene Investigation?  ● What is the effect of the use of the PD­admin software compared to the paper  administration?  ● What is the effect of the use of GIS for a Crime Scene Investigator?  ● What is the best way to combine PD­admin, GIS and 3D methods?   ● How can the changes be validated?    In this study, the following three research methods have been used to answer the above  questions: interviews, a literature study and user experiments. These methods will be further  explained in their dedicated chapters under the subchapter ‘Methods’. In the subsequent  subchapter ‘Results’, the results of that research method are presented.    In the chapter ‘Materials’, we will explain the new registration methods PD­admin and  DotProduct which we have used in our user experiments.    In the chapter ‘Conclusion and Discussion’, we will give an overview of our possible answers on  our research questions and discuss how the recommendations can be implemented.    In the chapter ‘Future work’, we will give advice on future studies and developments.   

(6)

Materials

PD-admin

  An attempt to modernize the CSI was made by developing an application called ‘PD­  admin’. PD­admin is a program that is developed by three forensic ICT students during their  internship at the NFI. The chain of custody help­tool PD­admin is still in the beta phase and not  used in case work yet. The reason for this is that the system still has some shortcomings and its  advantages have not been proven yet. There are a lot of improvements that can be made for  PD­admin. First of all, the software needs to be able to work completely standalone and has to  connect to the NFI network later for data storage. At the moment, the wireless connection  between the program and the camera is through an unencrypted connection. The encryption will  be done by a third party, otherwise the program cannot be used securely at the crime scene. In  PD­admin, pictures need to have a story as soon as possible. The PD­admin program should  also be used to plan the investigation. Besides a barcode scanner to scan the SIN stickers,  PD­admin should be able to export trace information that can be printed on 10x10cm stickers  from a Zebra printer on the crime scene. This stickers can then be pasted on the envelope  containing the trace. A SIN (Sporen Identificatie Nummer) is a unique number that is assigned  to every individual trace found on a crime scene. A SIN sticker is always accompanied by a  barcode, so it can be scanned into a computer. This reduces the chance of entering a wrong  SIN on the computer. The bigger SIN stickers have a RFID chip that allows the tracking of the  physical location of the trace. A SIN exists of four letters and digits and ends with NL.    Features of PD­admin (image 1):  ● Orientation: The CSI can write down notes and play recorded audio  ● Case information: General information about the case, CSI on scene, the actions  (searched for trace x with tool x) and tests are recorded  ● Tracelist: Traces with SIN, date, time, photo and description are stored here   ● Agreements: agreements with date and persons  ● Export: Function to export any type of information in a Word file  ● Apps: shortcuts to a 3D viewer, GIS application and a photo annotaton program  ● XML editor: external application to edit CSI and techniques    The PD­Admin software has been tested by a student already [Schroder]. The results of this  study are pending. We will use a slightly modified version in our experiments.     

(7)

  Image 1: PD­admin interface   

DotProduct 3D scanner

  The 3D scanner that we used to record our mock crime scene, is a handheld 3D scanner called  Dot Product [Dotproduct] (image 2). This scanner may be ordered by the NFI in the near future.  The DotProduct scanner consist of an Android tablet with an 8­inch screen combined with a  sensor and camera from Primesense. The tablet is an Nvidia tablet instead of a generic  consumer type tablet. This tablet has a powerful graphical processing unit that makes it possible  to smoothly view 3D images. Primesense is best known for their sensors used in the Microsoft  Kinect. The scanner can export the data in PTS, PTX and PLY point cloud formats. Additionally,  the data can be exported in a highly compressed format called DP. This format can be read by a  number of 3D viewers. DotProduct comes in two types. A long range and close distance  scanner.   The long distance scanner is for 0.6 to 3.7 meter and the short distance is for 0.3 to 2 meter.  The long distance scanner is used for a quick overview of the scene. The short distance  scanner is used to record the scene in more detail. Dot product is not accurate for small objects,  but good for general overview.     DotProduct Usage    The sensor has to be connected to the tablet first by micro­USB. Then the tablet can be started.  A default Android home screen can be seen. When the Phi.3D software is started, the camera 

(8)

needs to warm up for a minute before it can be properly used. The user can now scan the  environment. This will take a few minutes. It is possible to use April tags to provide  correspondence constraints to help with loop closure on large scenes. These are ordered by the  Rotterdam police, but currently they are not using them. After the scan, the user can immediatly  view the 3D file on the tablet. Before exporting the file, the scan has to be optimized first. This  takes about thirty seconds. After that, an export is possible, this also takes around thirty  seconds. It is important to set the top view (Z) in the program and selecting ‘user defined’ in the  export settings, otherwise it will export the file with a random top view. This causes issues when  viewing the file in Recap. When the proper top is determined, pressing the top button in Recap  will show the scene from above. Besides an export of the 3D file, the image frames can also be  exported.     When you want to view the 3D file on a 3D viewer on a computer, you need to connect the  tablet with the computer first. The fastest way to do this is to use a USB cable. You then need to  copy the .dp file to the computer. This file is usually between 20 and 30 mb due to its  compressed nature. Therefore the copy process only takes a few seconds. After this, the file  can be imported in the 3D viewer, in our case Autodesk Recap. The import process takes a few  minutes. An alternative to Autodesk Recap is CloudCompare. This program is used by the  Rotterdam pd and it is free to use, but less user friendly than Autodesk Recap. Recap is free to  use for three years for students, but normally it costs around 500€ for a years license. There is  also a trial period of thirty days. Since march 2015, Arena 4D accepts DotProduct files, but with  the free version only viewing is possible. A commercial license costs €1999.     Image 2: DotProduct scanner   

(9)

DotProduct can also export the images it used to create the 3D model. These are around  hundred .bmp images with a resolution of 320 x 240. The size of one image is 226 kb. Altough  the resolution of the images is low, it is more detailed compared to the 3D model. So the  investigator can refer to these images if a closer look of an area is required. In this case, the 3D  scanner acts as a photo camera. Currently, the photos have to be manually copied to the  computer, but it should also be possible to copy them through Wi­Fi just like it is possible with a  photo camera since the tablet has Wi­Fi too.    In ReCap, the annotations can be accompanied with a title, a description and one or more  images. In the annotation list, it is possible to disable the visibility of every single annotation. It is  also possible to directly point the camera to a location by clicking on the annotation, but the  viewpoint is always static, so the view may be obstructed by other objects, like a wall.  [recap]   

NFI CSI lab

  The CSI lab (image 3) is located in the fieldlab, which is a building next to the NFI in the Hague.  The CSI lab is used for training and experiments by the NFI. We will use the CSI lab as a mock  crime scene.   To test the registration techniques in a realistic setting, a complex crime scene should be  created with an average amount of traces. For this test, the CSI lab at the NFI could be used.  The CSI lab consists of an indoor house, street, interactive wall and an observation + briefing  room. This location is used by the NFI as a mock crime scene location. So it is a very suitable  place to test our techniques. The house has a bedrood, bathroom, hallway and a kitchen/living  room. 

(10)
(11)

Interviews

Method

Before we can answer the question ‘What can be improved about the current way of crime  scene registration?’, it is neccessary to know how the crime scene investigators in the  Netherlands do their work at this moment.   To obtain this information, forensic investigation teams from different police regions and the NFI  have been observed or interviewed. We have also demonstrated PD­admin to them and asked  them for their feedback.    Questions    Some key questions were prepared before the observation of a CSI. The questions are mostly  open questions to encourage the CSI to tell as much as possible. After the interviewees talked  about their way of work, they were shown the PD­admin application and were asked to give  feedback.    Question 1: Can you describe the process of a crime scene investigation?  Question 2: What tools (pen, paper, digital, panorama, 3d) do you use?   Question 3: What roles are present on the CS and who is responsible for the report? Is it  pre­determined?  Question 4: What frustrates you in the current case administration?  Question 5: What do you miss in the current situation?  Question 6: How do you look up to the idea of using technology in CSI?  Question 7: How many traces do you find/collect on an average crime scene? What kind of  traces are expected to be found?  Question 8: What kind of cases do you do?  Question 9: Which functionalities of PD­Admin are useful for you and which one are not?  Question 10: What is your opinion/feedback on PD­admin?    We have asked investigators from various police departments with crime scene experience if  they wanted to participate in the interviews. In Rotterdam, we have observed and interviewed  two forensic assistants and interviewed two investigators who had experience with complex  crime scenes. In the Hague, we interviewed a senior forensic investigator and in Amsterdam, we  interviewed three forensic investigators. A summary of these interviews can be seen below. 

Results

  Forensic assistants Rotterdam police    Two days were spent in the field with this team of crime scene investigators of the Rotterdam  police. These people are called forensic assistants. They are not actual police officers, but 

(12)

BOAs (special investigating officers). They usually investigate (attempted) burglary cases and  destruction of property after the first responders request CSI assistance to perform forensic  investigation. The forensic assistants can do multiple cases a day and when it is busy, they do  multiple cases right after each other. The burglary team consists of one person for simple cases  during the day and of two people at night and more complex cases like weed grow rooms. They  usually do not take photos at burglary cases. In the case of weed grow rooms, photos are  always taken, but mostly for overview purposes.     No SIN numbers are assigned on the crime scene due to time constraints. Most of the time, two  techniques are used: the powdering technique on poreus surfaces to find fingermarks and the  use of SIL for toolmark analysis. The time spent on a burglary case is roughly 45 minutes. There  are usually few traces found. In most cases there are no fingermarks from the perpetrator  present due to glove usage by burglars. When a trace is found, it is placed inside a gripbag.  When the CSI returns to the police department, SIN numbers are assigned to the traces.     The investigator writes all case information on one envelope (see Appendix A). The traces,  which are sealed, are also put in that envelope. When the investigator is back at the bureau, the  case information is entered into BVH (Basis Voorziening Handhaving). From BVH, it can be  automatically imported into LSV (Landelijke Sporen Volgsysteem).     Improvements current workflow    PD­Admin was also used to record the traces on an attempted burglary case in Rotterdam, but  it turned out that PD­admin is not suitable for burglaries, since it requires different information  input as it can be seen in Appendix A. There are also much less traces found on a burglary case  compared to a homicide case.    The complaints at the police department are mostly related to the fact that they have to write  down everything three times. Photos can not be directly linked to traces in BVH, they are stored  on an internal network drive. The burglary team does not prefer to use a laptop. They already  have to carry a case with forensic tools and sometimes a case with a photo camera. A tablet,  which is smaller, is preferred.     BVH    BVH is an incident registration system used by all police forces in the Netherlands. Police  reports are also stored here. BVH can be used to search for tags like addresses or license  plates.   There have been complaints about the quality of BVH for years. The system is not user friendly  and causes the user to enter data multiple times. And although BVH should be a system where  all the police information is merged from the whole country, that is not the case at this moment.  The Rotterdam police can only look at cases from the Rotterdam area at this moment.   

(13)

An application like PD­admin would not have an additive value at this moment for the burglary  and homicide team, because they will have to retype everything in BVH. BVH does not support  import from an external file, document or database. Everything has to be entered manually.    Homicide team Rotterdam police    There are also investigators for more serious cases, like homicides or suspected homicides.  These people are called ‘1e lijns’, which means first liners. The first liners use trace envelopes  and their own notebooks. No standard form is used when writing notes. Occasionally, at  complex crime scenes, laptops are also used. Sometimes they assign a SIN number on the  crime scene, but it is not a standard procedure. They mainly rely on photos and its metadata like  time. When taking photos, they use trace numbers for the chain of custody. Sometimes the SIN  numbers are not visible on photos. This is the case with photos from a large distance, for  example in the case of an outside shooting. They solve this by writing the SIN number on the  back of the sticker and placing it on top of a trace number, just like a restaurant menu card.  When needed, panoramascanners and 3D scanners are used. They have total stations with  GPS in them, photos and GIS is used together to create a map of the crime scene. The  Rotterdam police department uses GISweb. This can be accessed by gis.rotterdam.nl. The  website is very slow. It can be only used by Rotterdam police, but they can also not see maps of  other locations.     The amount of persons on a crime scene can differ. This is usually between one and four  people and is highly dependant on the crime scene. When it is a crime scene on a public place  or there is a time constraint for some reason, more people are needed to process the scene  faster. At a complex crime scene, there is always a coordinator. When the victim is heavy, more  people are needed to lift the body. There is someone who makes the photos and this is also the  person that writes the chain of custody. At simple cases, for example when someone shot  himself in the head, there are few traces and there is not much to describe. At complex crime  scenes, there are obviously more traces. Instead of writing notes, they mostly use photos as a  notebook. The timestamps, photos and numbers is sufficient for them. It is also possible to use  the iPad as a notebook. All the cases are visible in the internal network of the forensic  department of the Rotterdam police. At complex crime scenes, someone can be outside (in a  tent) with a laptop to keep an administration of the traces. But that person needs an internet  connection, so he can connect with the BVH network. It is not necessary for another person on  the crime scene to have an iPad for trace administration. There is usually plenty of time to do  that by the crime scene investigator. Once a while, the people need to go out to catch some  fresh air and to have a break. In the meanwhile they can discuss further steps. It is also a good  moment to add traces to the chain of custody. The iPad would be ideal at smaller cases like a  burglary. At a homicide case, multiple persons on a crime scene is not pleasant. Especially at  smaller crime scenes they can obstruct each other physically. They also have experience with  annotations in 3D models. At complex crime scenes, too many annotations would be annoying  when viewing the 3D image. It should be possible to disable them seperately. 

(14)

The forensic department in Rotterdam use the commercial application TRIS to manage cases.  But even with TRIS, the role of BVH is very important. VTSPN does not allow to directly  exchange data between BVH and TRIS. The investigators would rather want it to be allowed. In  the current situation, the trace envelopes go the trace administration department where it is  stored in the TRIS system.     Rotterdam police, and also other police units, do not take video footage that can be used in  court. It turns out to be really difficult to use in court.     iFEA     iFEA (Fingerprint Evidence Analyzer) (image 4) is a an iPad app developed by Hobbit­IS that  allows the crime scene investigator to quickly proccess fingerprints. Several police forces in the  Netherlands participated in a pilot with this app. The participants were very satisfied with the use  of a tablet.   The advantage of a tablet is that it is possible to take photos of fingerprints with it.  A demonstration on the iPad was not possible at that time, because iFEA did not work with the  latest version of IOS. The photos can be annotated on the iPad. Because iFEA was made by  the same developer as TRIS, it can interchange data the desktop version of TRIS. iFEA is  slightly out of the scope of our research, but it shows the wilingness and enthousiasm of the  police to use modern equipment in their work. In Appendix E, the success of the app is  supported by a few reviews. The police have not decided yet if they want to implement this app  in their workflow.        Image 4: iFEA           

(15)

    Den Haag    The procedure at Den Haag is as follows: The CSI first looks around on the crime scene without  altering the scene. Then they come up with a plan of approach. What traces can they collect?  Are there digital traces? Finally, they start to collect the traces.    Just like Rotterdam, they have no standard operating procedure, but they write notes on a  tablet. These data are then written in BVH. They also participated in the pilot of iFEA. The ones  who used it, were satisfied. Ocassionally, panorama photos or panoscans are made, a 3D  scanner is sometimes borrowed from Rotterdam. Summ­IT, another case management system,  is also used [Summ­IT].    There is always a CPDU (coordinator crime scene unit), outside in a tent or bus. Roles are  randomly assigned on a crime scene, but do not change on the scene. E.g., someone who  takes the photos will not be assigned another role. There are always at least two persons on the  scene. Sometimes specialists arive at the scene like digital experts or NFI.      The investigators feel they are running back on technology. For example, they would like to  have the technology to recognise license plates and faces. That is why they welcome the idea  of using more technology in the future.      The amount of traces collected at a case depends on the case, this can be fifteen at shootings  and fifty at a stabbing case. Sometimes you will only find one trace. For example in the summer  where the victim only wears shorts. In the winter, one would obviously wear more clothes and  produce more traces.     The CSI unit of the Hague has many kinds of cases: Homicide, vice, shootings, stabbings,  threat letters, robberies etc.Burglary cases are done by assistents just like in Rotterdam.  SIN numbers are not used on small cases, because its more efficient to do that at the office.  BVH is not appreciated, because it is not a forensic program, but a government program. It is  not user friendly.    Just like in Rotterdam, TRIS is used by trace coordination team. A cooperation with TRIS, BHV  and LSV (Landelijk Sporen Volgsysteem, a trace tracking system) is necessary.    No GIS systems are used in Den Haag, except GPS for location determination. A helikopter can  be used for aerial photos. Expertise from Paul Lucas (Rotterdam) is requested for rectifying  photographs.      

(16)

    Feedback on PD­admin    The forensic investigator was kind of enough to provide feedback on PD­admin.   He suggested a to do list in the orientation tab. It should also be clear who collected the traces  in the trace list and who made the agreements.  Exporting data in a secured PDF with restriction options like no printing/digitally  signed/timestamp would be a welcoming feature.  At the tab with the case information, possible external investigators should be registered too.    He suggest RFID can be used for better chain of custody, especially because tablets have RFID  readers on them and SIN stickers have RFID chips in them. This could save space on CS, but  also prevents the use of a laptop with barcode scanner on the CS. The advantage of apps on  tablet is that you can quickly import photos taken fromtablet. Data and journals should be able  to be shared securely with colleagues. Data back­up should be done on police or NFI network.  Sometimes traces are transferred to other people. This should also be included in PD­Admin.  Furthermore, a section with personalia of victims and perpetrators is currently missing.    There are some differences in workflow between police forces. Especially between major cities  and smaller cities. The police is a customer of the NFI. The police will resist against an NFI  product like PD­admin if it not proposed to them with care. A good link between police and NFI  systems is necessary. In order to be successfull, the police should be involved in the  development and decision making of the implementation of such systems. The KMAR should  also be involved, since they are a potential user of such a system.    Amsterdam    On a crime scene there are different roles possible: There is a CPDU, which is a forensic  coordinator. This is similair to other police forces. In the case of very complex crime scenes,  there is always the same procedure: A big team is formed in the beginning. The advantage of  this is that it is easier to send people away than to request for more personel. There is also a  CS assistant. His task is to write down the agreements and keep track of the chain of custody.  Usually a pen and paper are used. A computer is rarely used. Amsterdam did not participate in  the iFEA pilot. It is a welcome feature in the weekends for faster fingerprint identification,  because bodies need to be given back to families as soon as possible. Panorama scnanners  and laserscanners are also used, but not when its raining. The advantage of 3D scanning is that  it is possible to do measurements. The disadvantage is that there is lack of quality. Panorama  photos are not used by justice department or partners. Because of this, the forensic  investigators think it is a waste of time to take panorama photos. There is no regular  photographer, the technical detectives take photos.    Writing on paper is expierenced as too time consuming. They think the proces of recording the 

(17)

chain of custody can be a lot faster if a laptop or a tablet is used. But the advantage of paper is  that it has little chance of contamination or loss of information. A tablet can easily be damaged.  The investigators are open to new technology, but only without the hassle of using wires.    Just like with the previous two police forces, burglary cases are done by forensic assistents. The  only difference is that they do not use the same trace envelopes.    The Amsterdam team also has a lot of complaints about BVH. It is not up to date and some  simple items, like a paper cup, cannot be imported. They claim that BVH is meant for police on  street and not for forensic investigators.   The tactical teams work with SUMM­IT. On an average case, dozens of traces are  collected, the all­time record is 460. Amsterdam also uses an additional system called Confisk,  so they have to write things two or three times, but sometimes it is possible to import data.    PD­admin feedback     The following feedback points were given:  ● The ‘’Searched for x” sections needs to be editable, because you can always search for  something else.   ● Indicative tests should be hidden until needed.   ● They dont use index numbers at the police, but number signs.   ● Editing of the trace container type section should be possible.    NFI     The NFI does not perform complete crime scene investigations like the police, but is only called  in when a specific type of investigation is required, for example to collect traces from bodies or  to record bloodspatters. The main task of the NFI is to collect traces and write a report. This  report is then send to the public proscecutor or court. They also write down with each trace why  that trace is collected (source or activity level). In the report, a selection of relevant photos are  shown. The rest of the photos are delivered on a DVD. The photos in the report are sometimes  annotated in Microsoft Word. The interviewee from the NFI also criticized the police for working  differently than the NFI. For example, they need to write the motivation for trace collection, that  is currently lacking.     Just like the police, the NFI would want a system that can be linked to their datasystem. Instead  of BVH, the NFI uses a system called Promis [Promis].

 

         

(18)

Literature study

Method

In this part of the study, we look at the literature for background information about crime scene  information systems and 3D scanner/GIS usage in forensic science. We will also look at related  systems. 

Results

 

Case management software 

  Outside the NFI, the CrimePad (image 5) is an interesting crime scene management system. It  supports adding text and images to an organized environment. Everything can be linked  together. It is also possible to work on a case with multiple contributors. Any kind of file can also  be added, making the use of PDF documents and value for digital forensics possible. With the  built­in log, you can see who has made changes. This way, the chain of custody can be  maintained. Exporting logs and trace lists is also possible. [visionations]      Image 5: Crimepad   

(19)

SceneCenter (SceneWorks) (image 6) Forensics is a crime scene administration system where  you can merge photos and other information. It is possible to place annotations on a photo  [Spheron].      Image 6:     TRIS (Technische Recherche Informatie Systeem) (image 7). This application is used for trace  administration. TRIS acts as an administration system, but also as a database for traces and  modus operandi. These can be searched in TRIS with a faceted search option. TRIS exists for a  long time, it was launched in 1995 by the company Hobbit Imaging Solutions. It was originally  meant to store images of physical traces like shoe­ and fingermarks. Traces stored in TRIS can  also be compared. TRIS is not meant to be used on the crime scene [TRIS].      Image 7: TRIS   

(20)

Locard (image 8) is a forensic case management system that has been developed with the  collaboration of the police. The advantages of Locard are that it is easy to share information.  Locard can be used on a computer or a tablet. The data is stored in the cloud and the system  can be accessed off or online. The data can be exported in Excel. [Locard] Locard has been  used by the UK police for many years. It has increased productivity and raised the speed of  forensic investigation. Since recently, it is offered as ‘software as a service’ to decrease costs.  [Forensic mag]        Image 8: Locard tablet interface    Just like Locard, Blackthorn’s case management system also works in the cloud. They pay  attention to user friendliness and the sharing of information. The system can be accessed  through multiple types of devices [Blackthorns casenote].     An application very similair to PD­admin is iCS (iCrimeScene) (image 9). This application works  on tablets and is meant to be used by crime scene investigators on the scene. The entered  information can be sent directly (with a secured connection) to TRIS or printed out on stickers.  iCS is suitable for both high volume crimes like burglary cases, and for complex crime scenes.  iCS is currently tested in only one small police region. Sending information from iCS to TRIS is  no longer allowed by VTSPN (Voorziening Tot Samenwerking Politie Nederland). [ICS]   

(21)

  Image 9: ICS 

 

 

 

3D scanners 

  A 3D scanner is a tool to capture real life objects and transform into a digital file. In the digital  file, a 3D model of the scanned object has been created. This 3D model is a point cloud [Wiki].  Point clouds are a set of combined points in 3D space that together form an object.   Besides 3D scanners, there are other ways to create a 3D model. Photogrammetry is a  technique where you can create a 3D model by taking multiple photos from different angles of a  certain object [wiki]. A well known example of photogrammetry can be seen in the movie ‘The  Matrix’, where one particular scene would not have been possible without this technique.   Photogrammetry is even possible on mobile phones. A popular program is Autodesk 123Catch,  which is a phone application that creates a 3D object out of many photos.   [Opitz, 2012]    3D scanners used in forensic work    Currently in forensic science, 3D laser scanners are used to provide an overview of large areas  and small handheld (photogrammetry) scanners are used at a very limited amount of police  forces in the Netherlands. This makes it possible to view the CS at a later stage without having  to visit the CS again. It can be used to determine the line of sight, reconstruct ballistic  trajectories, blood pattern analysis and to reconstruct crime scenes [Lukosch et al.][Buck?]  Barazzetti Explains that an important additive value of 3D models are that you can reconstruct  crime scenes after the crime is over and the crime scene has been cleared or altered. With a 3D  model, one can try to see actions through different actors on the scene like the victim or the  perpetruator. In this way, it can also be a helpful tool in scenario thinking [Barazzetti].   

(22)

3D laser scanners are currently used in CSI, but they have some limitations. For example,  because of their static nature, some areas of a crime scene are not covered. This is especially  the case indoors. The constant moving of the laser scanners is also a hassle. 3D laser scanners  are mounted on a tri­pod and are not as flexible as a handheld scanner. Some examples of 3D  scanners used in forensics are mentioned below.    The Faro Freestyle 3D scanner (image 10) is a handheld device that is linked to a tablet. The  user holds the scanner with one hand and a tablet with the other hand. Faro provides its users  their own 3D viewer software called Scene. The most interesting feature in this program is that it  is possible to clip 3D models (remove walls). [Faro]       Image 10: Faro    UAVs can also be used to make 3D recordings of crime scenes. They can then be used to  replace laser scanners, because they can not be used inside. An example of a UAV scanner is  Draganflyer. The Draganflyer (image 11) takes multiple photos during its eight minutes flight,  just like a regular 3D scanner. The photos are then processed into a 3D image with the PIX4D  software. Very accurate measurements can be made afterwards. Next to the the 3D model, the  seperate photos can be viewed directly by clicking on a point in the 3D model. Very accurate  measurements can also be made. The Pix4D software makes it possible to annotate 3D points.  The 3D model can also be imported in ArcGIS.  [Draganflyer Youtube][Draganfly] [Pix4D]   Drones are already used by the Dutch police to take photos that can be converted into 3D files  later. 

(23)

  Image 11: Draganfly    An alternative 3D viewer with annotation option is the Leica tru­view. This 3D viewer uses  laserscan data and it works in a browser and allows quick zooming to annotated points. It even  has an embedded panorama viewer.   [Leica][Example]  [forensic 3D laser scan]    3rd tech (image 12) also uses 3D laserscans, but it is possible to merge multiple files that  provides a great overview of the entire scene. Their software can import . They also offer the  ability to save the 3D model on a DVD that can be handed over to laymen like attorneys. It is  also possible to add annotations with multimedia options.  [3rdtech]      Image 12: 3rdTech SceneVision­3D     

(24)

A powerful handheld scanner is the eyesMap (image 13) from the Spanish company Ecapture.  This scanner is embedded in a very powerful tablet which has the potential to create very  detailed scans. It features a depth sensor and two regular cameras for stereographic photos. It  is also capable of creating orthophotos. But this product is very recently developed and by the  looks of the scan quality, the software is not fully optimized yet.       Image 13: eCapture eyesMap  A very advanced 3D viewer is Veesus Arena 4D (image 14). Besides viewing 3D point clouds,  this program allows the user to not only anotate the model, but also to edit it. You can remove  objects for example. Furthermore, it allows various view options like first person mode.    Image 14: Veesus Arena4d 

(25)

  Forensic use in the Netherlands    The visualization team from the Rotterdam police is one of the few units in the country that is in  possession of a handheld 3D scanner and they have used it to scan a baby corpse. It is already  possible to place hyperlinks with detailed images of that object in annotations in a panorama  photos. An option like this for 3D scanners would be very welcome, since the resolution of a  handheld 3D scanner is too low to observe details.      

3D Scanner  Technique  Accuracy  Cost 

DotProduct  Photogrammetry  1 mm (close range) and  15 mm (long range) 

$5150 

Faro  Laser scanner  1.5 mm  Unknown 

Draganflyer  Photogrammetry  2 cm (99%)  Unknown 

123Catch  Photogrammetry  Reasonable  Free 

Leica tru­view  Laser scanner  Very accurate  Unknown 

eCapture Eyesmap  Photogrammetry  10mm@1m  €8000 (estimate) 

  Comparison of some 3D scanners    Advantages    3D scanners can be used in crime scene investigation to quickly capture the whole crime scene.  Compared to the traditional method of taking photos, a scan can be done within a few minutes.     The advantages of a 3D model is that you can place annotations at an exact point in the model  (x,y,z coordinate). In this way, the viewer can always see the annotiation, regardless of the point  of view. This technique is called billboarding. A 2d image, in this case the annotation, always  faces the camera, just like a billboard faces the drivers on a highway. This technique is usually  used in 3D applications like games to gain performance improvements [Wiki Sprite].    3D models can help the people in court understand to interpret the crime scene. 3D objects can  be viewed from different angles [Komar et al.].         

(26)

Limitations    3D scanning is not a perfect recording method. The quality of the scan depends on the device  used, but also on the skills of the user. Without proper training and experience, artifacts can  occur in the 3D image. This is especially the case with handheld scanners, where the scan  quality depends more on the users movements [Komar].     Due to memory limitations in DotProduct, it not possible to scan very large areas at once. But it  is possible to stich different 3D scans in a program like ReCap [stiching videos].    In most 3D viewers, it is possible to measure the distance between two selected points (x y z  coordinates), but it is almost never as accurate as real life. Therefore, it has limited value in  forensic cases.    

GIS 

 

Research from van Crugten suggests that merging photo’s together with the ArcGIS program  can provide an overview of the CS. With the programs ArcReader and HTML Image Maps,  these maps could be viewed best. A Total Station is required for the process. Further research  needs  to be done to measure indoor performance, since GIS is originally meant for outside 2D  measurements.    A GIS (geographical information system) is a system which makes it possible to present  geographical data. The aim is to provide the viewer specific kind of information. This information  can be presented as layers on a 2D or 3D map. It is also possible to combine different  information types and present them at the same time. Everyone who went to school will  remember the geography books. GIS is no different than those, except the content is digital and  can be modified this time. GIS is used in many sectors. The most popular applications of GIS  are maps like Google Maps and GPS navigation systems. It is also used by professionals in  environmental planning and by military commanders. [GIS wiki]    GIS can also play an important role in finding hot­spots in an area by combining several layers  of information on a map. Such an approach has been used in a study of metal contamination in  an urban environment. [Li][Gong}    GIS is increasingly used in forensic science. It can be used as a helping tool in forensic  geography (also called forensic mapping) or with the creation of an overview map of a crime  scene by combining several overlapping images. [Alfhadli]  In the case of forensic geography,  GIS can be used to provide an overview of outside crime scenes or as a tool to present location  data. Location data can be obtained from GPS or cell phone activity. It is used in court as  evidence in some South African high impact cases. [Schmidtz] 

(27)

  Data from mobile phones can provide information about the presence of a certain suspect at a  scene and can tell something about their activities. These activities may involve visiting certain  places like the house of the victim or a remote area where a body has been buried or found. By  using cell phone data, alibis of suspect can be checked. The interesting thing about GIS is that  they are easily understandable (by judges) and they present evidence in a non­biased way.  [Schmidtz]    It is also used in the Netherlands in the Deventer murder case, where it provided an overview of  the larger scene regarding cell tower data.     There is plenty of GIS software available, but ArcGIS remains popular at the NFI, altough they  are looking for an affordable alternative.    The NFI also wants to use GIS to develop an application called SCAR (Systeem voor  Calamiteiten Registratie) (image 15) in cooperation with the police. The aim of the application is  to provide an overview of traces in the case of major disasters. This application makes it  possible for forensic scientists on the scene to send photos of traces anotated with a SIN and  exact location to the command vehicle. In the command vehicle, a database will be present and  a GIS will be used to create a map of the scene. The project will start in september and it is  scheduled to be finished in early 2017.      Image 15: Concept of SCAR    Recommendations    In summary, GIS is more suitable for overview purposes with outdoor crime scenes, altough it  can also provide an overview at indoor crime scenes, for example with the purpose of scenario  thinking. By placing overlapping photos next to each other, a seamless raster photo can be 

(28)

formed. This technique is called mosaic photography. It is similair to aerial orthophotography.  The advantage of this technique is that you have a top view of the crime scene and can support  hypotheses. For example, what path did the victim or perpetrator take?  

User tests

Method

  Aim    The next step in our research was a test of some currently used or experimental registration  techniques in an extensive user study. The aim of these tests is to research what the value is of  these new methods are in terms of registering a crime scene and the experience of the  end­user. As mentioned in the introduction, we have chosen PD­admin and DotProduct as an  example of a case administration tool and respectively a 3D scanner. We will compare these  techniques to the classic registration and panorama photos. This test will simulate the ability of  a judge or someone from the justice department ( e.g. lawyer, judge) to get an overview of the  crime scene.     The results from different crime scene registration techniques will be compared. For these tests,  participants will be divided into two groups. In every group, they will evaluate two  techniques.The second test will always take place in another room of the fieldlab to prevent  prior knowledge and bias. For an extensive description of the techniques, see below.    Explanation of crime scene registration techniques   

Classic (paper form + anotated photos (on laptop)) (Appendix E)Traces are written on an  NFI form, see The SIN stickers are attached on this form. There is also a collection of crime  scene photos. These can be divided into two groups: overview photos and trace photos. In the  traditional method, a close up photo of the trace, a medium shot and an overview shot from a  distance is taken. 

 

PD­admin (application on laptop + photos) (Appendix F): Photos that are taken according to  the current forensic method used by investigators. The photos will not be anotated, since the  SIN numbers are already visible  

 

Panorama (interactive viewer on laptop + anotated photos) (Appendix G): Is used to  provide an overview of the scene. It is the first thing that is showed in court or to the crime  scene unit. The advantages are that you have a very good overview of the scene and you can  see how the locations and objects are connected. You can also look up to see the ceiling. The  panorama can be viewed in a browser. It is possible to switch to another view by clicking on an  icon on the map. The disadvantage of a panorama photo is the lack of meauring distances 

(29)

which is possible with laser scans. The DotProduct scan is usually not very accurate in  measuring distances.   It is not possible to annotate in the panorama viewer, but it is possible to do that with an external  photo editing program. The annotated image can then be seen in the panorama program. It is  also possible to include a link to a detailed photo, but this is never done, so this will also not be  done in the test setup. Police units that have a panorama camera, use it at every major crime  scene.    

3D viewer (on laptop) (Appendix H): An anotated 3D scan of the crime scene viewed in  Autodesk Recap. The 3D scan has been created with a DotProduct 3D scanner.    Sample size    The test will be a comparison between four techniques.   In accordance with a statistics expert at NFI a sample size of fourty has been chosen as  sufficient, on the condition that major differences are expected between the groups. We expect  major differences between the different registration techniques. We will then apply a T­test to  find out if the accuracy rate of two different methods are different.      Image 16: Sample size requirement      Preparation    A fictitious scenario with multiple types and amounts of traces was created. 

(30)

With the help of experienced CSI, the house was ‘decorated’ with numerous blood stains and  spatters. On top of that, additional traces like 9mm cases were placed on the crime scene to  match with the scenario (image 17 and 18).            Target Traces  Test 1   

Image 17: 21: Cigarette bud , 23: Suitcase , 24: Shoemark in blood , 26: Safe , 34: Ducktape    

(31)

Image 18: 1: Pizza box , 8: Bloody knife, 9: 9mm case , 13: Bloody closet handle, 18: Memory  card case    Test groups    Test 1: Two groups: Classic way and PD­admin (bedroom)  One team will try to track the traces in the traditional way and the other team will use PD­admin.     Group A: Classic method (20 participants)    This group will be given a laptop where they have access to a folder with all the crime scene  photos taken by the crime scene investigator. The group will also receive the paper trace list as  it is in the current way.     Group B: PD­admin method (20 participants)    This group will be given a laptop where they can use PD­admin. The content of the information  will be the same as group A. They will also have access to the photo folder.     Test 2: Two groups: (Panorama and photos) + 3D (living room/kitchen)  One group will only be presented photos and one group will see the 3D scan.     Group A: Panorama + photos + paper (20 participants)   

(32)

These participants will be the same as group B from test 1 (PD­admin). This group will be given  a laptop where they have access to the panorama photos with a map. They can also see the  crime scene photos. The group will also receive the paper trace list.     Group B: 3D (20 participants)    These participants will be the same as group A from test 1 (classic). This group will be given a  laptop where they can use Autodesk ReCap. Here they can see a 3D model of the scene with  anotations of traces.    Scenario    The house is occupied by a drug dealer. At one point, someone from the competition dressed  up as a pizza delivery guy showed up at the door with a pizzabox in his hands. His aim was to  rob him of his drugs and money. When the house owner opened the door, he rushed inside and  had a vicious fight and in that fight a few shots were fired and the house owner was stabbed.  This resulted in a very bloody crime scene.             Participants    The participants of the tests were mostly personel from the NFI working at various departments.  This was not an issue, since these techniques should be understandable by everyone. It was a  mixed group, so there were people from different ages and genders.    Registration    The mock crime scene was registered in different ways by two crime scene investigators from  the Rotterdam police department. A paper trace list was filled in by them. It was converted in a  digital trace list into PD­admin by me. The regular photography, panorama photography and the  3D scanning with a handheld 3D scanner was also done by them.    Instructions    The participants have the opportunity to read the written instructions (Appendix b) prior the  tests. Additional instructions are given prior to each different test method where the participants  could ask additional questions about the method. The participans were givens some time to get  used to the panorama and 3D viewer controls. When they tought they were ready, the tests  started.   

(33)

During the test    The participants were also asked to think out loudly, so their real time experiences could be  observed. Locating the traces by the participants was done by placing markers with the  numbers of the particular traces. The use of other ways of locating (stickers or a marker) were  not preferred to avoid contamination of the trace locations. The participants had a maximum of  five minutes to finish one test. A questionnaire to evaluate the used method was filled by the  participants afterwards.    Thom Schroder has performed a user test where two groups had to collect traces with the  above methods. The difference in my tests are that the groups will not collect traces, but they  have to locate their original locations.     Traces    For every test, five trace locations were selected. We tried to select representative traces that  differ in difficulty. So some trace locations should be easy to point out, but some are very hard.  The crime scene has been split up to two parts for the experiments. Test 1 will be in the  bedroom with five traces out of twelve. Test 2 will cover the entrance, hallway and living  room/kitchen. We selected five traces out of twenty. 

 

    Measurements    The following things will be measured:  ● Time (Time will be measured in seconds, there will be a limit of 5 minutes)  ● Accuracy (is it within a reasonable range of the original trace location?)  ● System usability by a questionnaire [Brooke]  ● Observations of participant behaviour by the researcher    The participants that tested the techniques will be asked to fill in a questionaire about their  experience. In this questionaire (Appendix C), they will be asked to rate the system by assigning  a score at different statements. They are able to provide a score of 1 to 5 (Likert scale). 1  meaning ‘I completely disagree’ and 5 meaning ‘I completely agree’.       

Method  Classic  PD­admin  Panorama  3D 

Trace list  Paper  Digital list  Paper  Annotated 

(34)

photos  photos  photos  embedded  Overview of the methods 

Results

  Time    40 respondents participated in the experiments. The results can be seen below. Since some  users tried to perform as fast as possible and some users utilized most of the five minutes they  had, we will not use the time (image 19) as a factor to compare the methods. A pattern of  correlation can be recognized in the below two graphs. We calculated the Pearson correlation to  be sure and found a correlation coefficient of 0.9, which indicates a very strong correlation.

 

  Image 19: Average time of experiment completion    Accuracy 

(35)

 

Image 20: Average accuracy of marking trace locations    We have performed a two­tailed T­test to find out if the accuracy (image 20) differs significantly  between two methods. We first look at the difference between the classic method and the  PD­admin method. We use a confidence level of 95% which results in an alpha value of 0.05.  [Sauro]    Hypothesis 0: The accuracy of the two methods differ significantly.  Hypothesis 1: The accuracy of the two methods do not differ significantly.    With the statistical program SPSS we have calculated a value of 0.061.    0.061>0.05    We reject hypothesis 0, the result is not significant at p < 0.05. This means that purely on this  experiment variable (accuracy), we can not claim PD­admin is a better registration method. With  a larger amount of participants, the result could have been significant.    Secondly, we look at the difference between the panorama method and the 3D method. Again,  we use a confidence level of 95% which results in an alpha value of 0.05.    Hypothesis 0: The accuracy of the two methods differ significantly.  Hypothesis 1: The accuracy of the two methods do not differ significantly.    With the statistical program SPSS we have calculated a value of 0.316.    0.316>0.05 

(36)

  We reject hypothesis 0, the result is not significant at p < 0.05    System usability score    According to the system usability scale by Brooke, different weight scores were assigned to the  statements in the evaluation form. The weight of a positive statement has the following  calculation: scale ­1. The weight of a negative statement will be: 5­scale. The sum of the scores  will be multiplied by 2.5.  Statement Weight

I found this method pleasant to use score-1 I found this method easy to use. score-1 I quickly realised how to use this method. score-1 I think that this method can be learned

quickly.

score-1 I think most people can easily use this method score-1 I think the chances of errors are very high with

this method.

5-score I was confident when I used this method. score-1 I think I performed quickly. score-1 I think I performed accurately. score-1 I think I performed well. score-1  

 

(37)

Image 21: The average score according to the user ratings    System usability score  During the observations, I noticed that the PD­admin group never looked at the original photos  because they did not seem to need them. In the panorama group, most of the people only used  the panorama viewer, but a few people skipped it and viewed the trace photos. In the 3D group,  some people had major problems with navigating and ended up in a perspective without  overview. They then tried to localize the traces with the annotated photos only. Generally,  people who were older or had little experience with technology had more difficulty to get used to  the 3D controls.  We also looked per method to see in detail how the participants rate the methods.  We can see that PD­admin generally scores higher than other methods. The participants  especially like how quick they can learn to use PD­admin. Furthermore, they think that the  classic method has the highest chance of errors, which is also confirmed by the lowest accuracy  rate amongst the methods.              Classic 

(38)

  Image 22: Classic ratings    PD­admin    Image 23: PD­admin ratings            Panorama 

(39)

  Image 24: Panorama ratings    3D    Image 25: 3D ratings               

(40)

  Classic  PD­admin  Panorama  3D scan  Positive  points  Easy and simple. Paper  and photos are familiair  for everyone  Photos linked to  traces, everything in  one program, quick  Good overview of  the crime scene. A  lot of freedom of  movement and  zooming  Very accurate  overview and  locations of all  traces  Negative  points  Bad overview, too many  photos to search  through. Time  consuming  Photo album and  interface  Takes a long time to  get used it.  Handwritten  information on  paper.  Difficult to use.  Quality of 3D model.   Improvemen t  suggestions  Photos in subfolders per 

trace. Better descriptions  Interface, more linked photos, link  with map/3D  Modified controls.  Embedded tracelist.  Traces annotated in  panorama.  Better resolution.  Faster computer.  User­friendly  controls    A summary of the feedback on the various methods by the participants    We also registered if the participants visited the CSI lab before. The reason for this is that there  could be a possibility that they would have an advantage compared to the first time visitors. But  we did not notice differences in the time spent or in accuracy.   

Referenties

GERELATEERDE DOCUMENTEN

afdeling der elektrotechniek • groep elektromechanica rapport nr. on the inforamtion electronica. The power electronic part of the system for P-regulation of the

In this thesis the theory of the deflection aberrations will first of all be con- sidered. It will be shown that the error expressions can be obtained from very

Het dient , om ~de nodi g e informati e beschikbaar te stP.llen voor nadere veiligheidsanalyse en voor een plann:in~ van een meer gedetailleerd systeemonderzoek.·

Thus, he/she always holds the other ear upwards to hear the voice of the Spirit, to discern the message of the Gospel, and in order to hear and dis- cern the voices coming from

MBA alumnus Bettina Schneider, supply chain analyst at Accenture in Germany, says systems thinking helps her to “link recommen- dations and possible impacts on various depart-

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of

Publisher’s PDF, also known as Version of Record (includes final page, issue and volume numbers) Please check the document version of this publication:.. • A submitted manuscript is

In order to improve the performance of the pitch measurement with noisy speech, we should make use of the different properties of the speech signa} and the white