Photogrammetrie | TarmacView

Photogrammetrie ist ein Verfahren, das Lage, Größe und Form von Objekten aus überlappenden Fotos misst.

Wie sie funktioniert

Die Kamera nimmt viele Fotos desselben Gebiets aus verschiedenen Positionen auf. Die Software findet dieselben Punkte in mehreren Bildern. Danach berechnet sie die Kamerapositionen und die 3D-Koordinaten dieser Punkte. Die FAA nennt den ersten Schritt Aerotriangulation. Die Stereoanalyse ist eine Messung aus einem Bildpaar.

Structure from Motion (SfM) ist das übliche Verfahren für Drohnenbilder. Es schätzt die Kamerapositionen und die 3D-Struktur aus den überlappenden Bildern, ohne vorgegebene Passpunkte. Danach ergänzt Multi-View-Stereo weitere Punkte, und jeder Punkt erscheint in mindestens drei Bildern.

Das erste Ergebnis liegt in einem beliebigen 3D-Koordinatensystem. Um es in ein reales Koordinatensystem zu überführen, fügen Sie Bodenkontrollpunkte (GCPs) oder Kamerapositionen aus einem GNSS-Empfänger hinzu.

Was sie liefert

Eine dichte 3D-Punktwolke.
Ein digitales Oberflächenmodell (DOM).
Ein Orthomosaik, also eine entzerrte Bildkarte des Gebiets.
Ein texturiertes 3D-Netz.

Was die Qualität bestimmt

Zwei Bildeinstellungen sind wichtig. Die Bodenauflösung (GSD) ist die Bodenfläche, die ein Pixel abdeckt. Die Überlappung ist der Anteil eines Bildes, den das nächste Bild wiederholt. Die Längsüberlappung liegt entlang einer Flugachse. Die Querüberlappung liegt zwischen den Flugachsen. Eine höhere Überlappung lässt die Verarbeitung eher gelingen, verlangt aber längere Flüge und mehr Rechenzeit.

Die Genauigkeit des Ergebnisses hängt außerdem von Kamera und Objektiv, Software und Standort ab. Dichte Vegetation verringert sie.

Einsatz an Flughäfen

Ein FAA-Bericht aus dem Jahr 2023 beschreibt Tests kleiner Drohnen für Hindernisdaten an fünf Flughäfen, die gemeinsam mit dem NOAA National Geodetic Survey ausgewertet wurden. Er stellte fest, dass Drohnenbilder mit 3D-Stereoanalyse die Genauigkeit der AC 150/5300-17 und der AC 150/5300-18 erreichen können. Für Hindernisse, die die Flächen eines vertikal geführten Anflugs durchdringen, verlangt die AC 150/5300-18 eine Genauigkeit von 20 ft horizontal und 3 ft vertikal.

Die Studie hält Drohnen für kleine Vermessungen am praktischsten. Sie schlägt als eine Anwendung die Hindernisfreiflächen von PAPI und visuellen Gleitwegfeuern vor.

Häufig gestellte Fragen

Was ist die Bodenauflösung (Ground Sample Distance, GSD)?

Die Bodenauflösung ist die Fläche am Boden, die ein Bildpixel abdeckt. Eine kleinere GSD zeigt mehr Details. Die GSD hängt von der Kamera und von deren Höhe über dem Boden ab. Dieselbe Kamera erreicht bei geringerer Flughöhe eine kleinere GSD.

Braucht die Photogrammetrie Bodenkontrollpunkte?

In der Regel ja, oder ein gleichwertiges Verfahren. Das Rohergebnis liegt in einem beliebigen 3D-System. Um es in ein reales Koordinatensystem zu überführen, verwenden Sie Bodenkontrollpunkte (GCPs) oder Kamerapositionen aus einem GNSS-Empfänger.

Kann Drohnenphotogrammetrie die Genauigkeit einer Hindernisvermessung für Flughäfen erreichen?

Ja. Eine Studie der FAA und des NOAA National Geodetic Survey ergab, dass UAS-Bilder mit 3D-Stereoanalyse die Anforderungen der AC 150/5300-17 und -18 erfüllen können. Das Ergebnis hängt von Kamera, GSD, Überlappung und Software ab. Die Studie rät den Anwendern, ihre eigene Kombination zu testen.

Dies ist ein Referenzeintrag. TarmacView bietet Drohneninspektionsdienste an und verkauft nicht die in diesem Glossar beschriebene Ausrüstung oder Materialien.