Photogrammetrie

Photogrammetrie – Prinzip, Produkte, Genauigkeit

Grundprinzip: Aus mehreren, sich überlappenden Bildern werden durch Bündelblockausgleich Kameraposen und 3D-Punktwolken rekonstruiert. Texturen liefern visuelle Oberflächen, Georeferenzierung verankert das Modell im Koordinatensystem.

  • Datenprodukte: Orthofoto/True-Ortho (GeoTIFF), dichte Punktwolke (LAZ/PLY), DSM/DTM (GeoTIFF), 3D-Mesh (OBJ), Konturlinien (DXF), Volumen-/Flächenreports (PDF/CSV).
  • Genauigkeit: Abhängig von GSD (Bodenauflösung), Optik, Überlappung, Textur, RTK/PPK und/oder Ground Control Points (GCP). Praxis: Lage im cm-Bereich möglich, Höhe cm–dm, je nach Setup/Umgebung.
  • GSD & Flughöhe (Daumenregel): GSD ≈ (Sensorpixelgröße × Flughöhe) / Brennweite. Für Details 1–3 cm/px, für Massen 3–5 cm/px anstreben.
  • Überlappung: Front 75–85 %, Side 60–75 % (mehr bei Vegetation/gleichförmigen Flächen). Oblique-Bahnen für Kanten/Fassaden ergänzen.
  • Georeferenz: RTK/PPK verbessert Absolutlage; GCP stabilisieren den Block und dienen der unabhängigen Kontrolle (Checkpunkte getrennt erfassen).

Workflow – Planung, Flug, Verarbeitung

1) Ziel & Gebiet: Genauigkeit, Koordinatensystem, Ausgabedaten (Ortho, DTM, Volumen) definieren; Gebietsgrenzen, Sperrzonen, Hindernisse festlegen.

2) Missionsplanung: Rasterflug (Top-Down) mit konstanter Höhe; für steile Böschungen/Strukturen Oblique ergänzen. Sonnenstand, Windfenster und Flächenleistung berücksichtigen.

3) Georeferenzierung: RTK/PPK aktivieren (Basis/Netz prüfen). GCP gleichmäßig verteilen (Rand/Innen, Höhenstaffelung), präzise einmessen. Zusätzliche Checkpunkte für RMSE-Nachweis.

4) Kamera-Setup: Feste Belichtung/ISO/Weißabgleich, Fokus (Hyperfokal) prüfen, kurze Verschlusszeit gegen Bewegungsunschärfe; RAW+JPG optional, ND-Filter bei viel Licht.

5) Flug & Datenerfassung: Testflug, dann Missionsflug(e) mit konstanter Geschwindigkeit/Höhe; Überlappungen kontrollieren, kritische Zonen ggf. nachfliegen. Doppeltes Backup direkt vor Ort.

6) Verarbeitung (Photogrammetrie): Bildsichtung (Unschärfe/Glare entfernen) → Ausgleich → dichte Punktwolke → DSM/DTM → Orthofoto/True-Ortho → 3D-Mesh. GCP/Checkpunkte strikt getrennt verwenden und dokumentieren.

7) Auswertung & Reporting: Flächen/Volumen, Höhenprofile, Differenzmodelle (Vorperiodenvergleich). Übergabe mit Kartenübersicht, Legende, Maßstab, Qualitätskennwerten.

Qualitätssicherung & Praxis-Tipps

QS-Kennwerte:

  • RMSE Lage/Höhe aus Checkpunkten, max. Abweichungen, Anzahl/Verteilung der GCP/Checks.
  • Konsistenzprüfungen: Brüche an Kanten, Schatten-/Wasserflächen, Glanz; Punktdichte, Löcher/Lücken markieren.
  • Metadaten: GSD, Überlappung, Kamera/Brennweite, RTK/PPK-Status, GCP-Protokoll, Wetter (Wind/Beleuchtung), Softwarestände.

Typische Fehler & Gegenmaßnahmen:

  • Zu geringe Überlappung → dichteres Raster, geringere Höhe, zweite Flugrichtung.
  • Unschärfe/Bewegung → kürzere Belichtungszeit, langsamer fliegen, Windlimits einhalten.
  • Höhenversatz/Drift → RTK/PPK prüfen, mehr GCP/Checkpunkte, Blockgeometrie verbessern.
  • Glare/Reflexion (Wasser/Metall) → anderer Sonnenstand, Oblique ergänzen, Belichtung anpassen.
  • Vegetation/Steilhänge → höhere Überlappung, Obliques, zusätzliche Bodenpunkte.

Übergabe (Beispiele): Orthofoto (GeoTIFF, projiziert), DSM/DTM (GeoTIFF), Punktwolke (LAZ/PLY), 3D-Mesh (OBJ), Vektorlayer (DXF/GeoPackage), Flächen-/Volumenreport (PDF/CSV) – strukturiert nach Datum_Projekt_Gebiet mit Koordinatensystem/Legenden.

Kurzfazit: Definierte Ziele, passende Flug- und Kamera­parameter, stabile Georeferenz und transparente QS-Kennwerte sind der Schlüssel zu belastbaren photogrammetrischen Ergebnissen – reproduzierbar und planungssicher.

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