Was ist Bildüberlappung?

Bildüberlappung ist der Anteil der Fläche eines Fotos, der auch in einem benachbarten Foto zu sehen ist. Die Photogrammetrie-Software braucht diese gemeinsame Fläche, um dieselben Bodenpunkte in mehreren Fotos wiederzuerkennen und ihre Positionen zu berechnen.

Vorwärts- und Seitenüberlappung

Ein Vermessungsflug hat zwei Überlappungswerte.

• Vorwärtsüberlappung, auch Endlap, End Lap oder frontale Überlappung genannt, ist die gemeinsame Bildfläche aufeinanderfolgender Fotos entlang eines Flugstreifens. Pix4D misst sie „in Bezug auf die Flugrichtung“.
• Seitenüberlappung, auch Sidelap, Side Lap oder laterale Überlappung genannt, ist die gemeinsame Fläche von Fotos benachbarter Flugstreifen. Pix4D misst sie „zwischen den Flugstreifen“. Sie sorgt dafür, dass die 3D-Abdeckung eines Projekts mit mehreren Flugstreifen keine Lücken hat.

Die gemeinsame Fläche zweier aufeinanderfolgender Fotos erzeugt den dreidimensionalen Effekt, der für die Kartierung genutzt wird. In älterer Literatur heißt dieses Paar Stereomodell. Die Vorwärtsüberlappung liefert die Stereoabdeckung, die Seitenüberlappung schließt die Lücken zwischen den Flugstreifen.

Warum 60 % Vorwärts- und 30 % Seitenüberlappung üblich sind

Bei bemannter Filmkartierung gibt ein CRC-Lehrbuch einen normalen Endlap von 55 bis 65 % an, mit einem Nennwert von 60 %. Es nennt eine normale Seitenüberlappung von 20 bis 40 %, mit einem Nennwert von 30 %. Natural Resources Canada plant seine Luftbildvermessungen mit 60 % Vorwärts- und 30 % seitlicher Überlappung.

Stereoabdeckung braucht, dass mindestens 50 % der Fläche in beiden Fotos zu sehen sind. Die Kursfolien der University of Washington nennen eine Überlappung, die meist über 50 % liegt, und ein Minimum von 60 % als am häufigsten. Die Folien ergänzen, dass die Überlappung bis zu 90 % betragen kann, wenn eine Dreifachabdeckung nötig ist.

Wie die Überlappung den Flugplan bestimmt

Der Abstand zwischen zwei Aufnahmepunkten entspricht der Bodenabdeckung eines Fotos mal (100 minus Überlappung in Prozent), geteilt durch 100. Bei einer Bodenabdeckung von 100 m entlang des Flugstreifens und 80 % Vorwärtsüberlappung muss die Kamera alle 20 m auslösen. Der Abstand der Flugstreifen folgt derselben Regel, mit der Bodenabdeckung quer zum Flugstreifen und der Seitenüberlappung.

Um den Kameraauslöser einzustellen, teilen Sie den Abstand durch die Geschwindigkeit über Grund der Drohne. Bei 10 m/s und einem Abstand von 20 m muss die Kamera alle 2 Sekunden auslösen.

Die Bodenabdeckung hängt von der Flughöhe ab. Die Bodenstrecke, die eine Aufnahme abdeckt, ist proportional zur Flughöhe über dem Gelände. Sie ist umgekehrt proportional zur Brennweite der Kamera. Fliegen Sie mit derselben Kamera höher, deckt jedes Foto mehr Boden ab. Dieselbe Überlappung ergibt dann einen größeren Abstand zwischen den Aufnahmen. Erhöhen Sie bei konstanter Höhe die Überlappung von 80 % auf 90 %, halbiert sich der Abstand. Der Flug braucht dann auf jeder Linie doppelt so viele Aufnahmen.

Übliche Werte

Für einen Korridor, der in einer einzigen Linie geflogen wird, verlangt Pix4D mindestens 85 % frontale Überlappung. Für hohe, schlanke Bauwerke verlangt es 90 % Überlappung zwischen Bildern, die in gleicher Höhe aufgenommen wurden, und 60 % zwischen Bildern aus verschiedenen Höhen. Diese Werte stammen von einem Hersteller, keine Norm legt sie fest. Die Pix4D-Werte gelten für Nadir-Flüge. Das USGS weist darauf hin, dass sein eigener Arbeitsablauf auch mit Drohnenbildern mit größerer Überlappung und geringerer Höhe läuft.

Was passiert, wenn die Überlappung zu gering ist

Zu geringe Überlappung kann zu schlechten Rekonstruktionen führen. Das USGS beschreibt ein deutliches Gleismuster mit gleichmäßigen Lücken in der Punktwolke. Pix4D markiert Bereiche des Orthomosaiks mit zu geringer Überlappung in seinem Qualitätsbericht in Rot. Das Unternehmen sagt, dass sie eine 3D-Rekonstruktion von geringer Qualität ergeben können.

Gelände und Flughöhe

Pix4D verlangt eine konstante Höhe über Gelände oder Objekt. Der Bildmaßstab ist im Projekt nicht konstant, weil der Abstand zwischen Kamera und Boden von Aufnahme zu Aufnahme variiert. Steigt das Gelände zur Kamera hin an, wird die Bodenabdeckung eines Fotos kleiner. Die tatsächliche Überlappung auf diesem Gelände ist dann niedriger als der geplante Wert. Prüfen Sie die tatsächliche Überlappung im Qualitätsbericht, wenn das Relief groß ist.

Überlappung prüfen

Der Pix4D-Qualitätsbericht zeigt die Anzahl der überlappenden Bilder für jeden Pixel des Orthomosaiks. Rote Bereiche haben zu wenig Überlappung. Grüne Bereiche werden in mehr als 5 Bildern gesehen. Sie können auch zwei benachbarte Bilder mit dem Auge vergleichen, um die gemeinsame Fläche zu prüfen.

Überlappung für Flugplatzvermessungen

Die Quellen auf dieser Seite legen keine Überlappung für eine Vermessung von Flugplatzbefestigungen fest. Eine Piste oder ein Rollweg ist ein langer, schmaler Bereich. Der nächste Fall in der Pix4D-Anleitung ist die Korridorkartierung. Verwenden Sie die Anleitung Ihrer Verarbeitungssoftware und prüfen Sie den Qualitätsbericht nach dem Flug.