Drohnenvermessung: Neue Perspektiven aus der Luft


  • April 2022
  • Dipl.-Ing. (FH) Rudolf Wagner

Der Einsatz von Drohnen bzw. unbemannten Luftfahrzeugen (UAV = Unmanned Aerial Vehicle) ist aus dem Vermessungswesen mittlerweile nicht mehr wegzudenken. Auch bei Kling Consult setzen wir in einigen Bereichen auf den Helfer aus der Luft. Die Vermessung mithilfe der Drohne ermöglicht neue Perspektiven - vor allem auf schwer zugängliche Bereiche. Für professionelle Resultate gibt es bei einer Drohnenvermessung (auch Luftbildphotogrammetrie oder Aerophotogrammetrie genannt) einiges zu beachten.

 

Das gilt es vor der UAV-Befliegung zu beachten

Neben der Einholung aller notwendigen Genehmigungen zur Befliegung muss ein Flugplan erstellt werden. Hierbei wird die zu vermessende Fläche bzw. das Objekt durch den Drohnenpiloten festgelegt und verschiedene Parameter wie Flughöhe oder Flugzeit definiert. Auch relevante lokale Gegebenheiten wie Jahreszeit, Beschattung, Witterung oder Personenflug (hat Vorrang) sind vorab zu berücksichtigen. Nach der Flugplanung werden auf dem Gelände bzw. an dem Objekt verschiedene Passpunkte angebracht und mithilfe eines GPS oder Tachymeters eingemessen.

Erst nach den Vorbereitungsmaßnahmen ist die Drohne bereit zu starten: Mit den Parametern der Flugplanung fliegt sie automatisch die definierte Flugbahn ab und nimmt automatisiert eine Reihe stark überlappender Fotos an den gewünschten Messpunkten auf. Die Genauigkeit des Ergebnisses wird neben der Flughöhe auch von der Größe des Überlappungsbereiches der einzelnen Fotos bestimmt. Je geringer der Abstand zwischen der Drohne und dem Gelände bzw. dem Objekt und je größer der Überlappungsbereich ist, desto höher und genauer ist das Endprodukt.

 

Vom Luftbild zum 3D-Modell

Der aufgenommene Bilderverband wird zusammen mit den Passpunkten in eine Photogrammetrie-Software wie PIX4D geladen. Im nächsten Schritt erfolgt die Berechnung einer Punktwolke, aus welcher ein 3D-Modell generiert wird. Diese Daten dienen als Grundlage für weitere Produkte wie einem digitalen Geländemodell (DGM), digitalen Oberflächenmodellen (DOM) oder georeferenzierten Orthofotos. Auch für weitere Anwendungen wie z.B. Massenberechnungen kann das 3D-Modell verwendet werden.

 

In diesen Bereichen punktet die Drohne

Mit der Drohne lassen sich vor allem schwer zugängliche Objekte wie Fassaden und Dachkonstruktionen, aber auch Kiesgruben, Mülldeponien sowie frisch gemähte Felder effizient erfassen. Hier kommen die klassischen Vermessungsinstrumente wie z.B. der Laserscanner an ihre Grenzen. Auch bei der Vermessung großer Flächen ohne Bewuchs überzeugt die Drohne. Dabei können deutlich mehr Messpunkte in geringerer Zeit als z.B. terrestrisch aufgenommen werden. Ein weiterer Vorteil der UAV-gestützten Vermessung ist der höhere Schutz des Vermessungspersonals: Gefährliche Bereiche wie Steinbrüche oder befahrene Verkehrswege müssen nicht betreten werden, sondern können mit der Drohne beflogen werden. Auch der Baubetrieb muss durch den Einsatz der Drohne nicht unterbrochen, sondern kann während der Vermessung wie gewünscht fortgeführt werden.

 

Einschränkungen der Drohnenvermessung

Durch vorhandene Vegetation wie Büsche, Bäume oder hohes Gras wird der Einsatz der Drohne allerdings eingeschränkt: Das UAV erfasst alles, was es sieht - also auch ungewünschte Objekte wie z.B. einen Brennnesselstrauch. Dadurch ist eine eindeutige Höhenbestimmung nicht mehr möglich. Daneben gibt es bei der Vermessung mittels Drohne auch Einschränkungen aufgrund von speziellen Witterungen wie Schneebedeckung oder Nebel. Aufgrund dessen wird die Drohne meist mit anderen Vermessungsgeräten kombiniert.

 

Hochwertige Datengrundlage durch Kombination

Die Vermessung mithilfe der Drohen ermöglicht vielfältige Einsatzmöglichkeiten und erleichtert und beschleunigt die Vermessung in einigen Bereichen. In Kombination mit den klassischen Vermessungsinstrumenten wie GPS oder Tachymeter entsteht dabei eine hochwertige Datengrundlage für weitere Planungen.