Drohnenvermessung | Erstellen von 3D-Modellen
Was ist eine Drohnenvermessung?
Die Drohnenvermessung ist eine moderne Art der Vermessung, bei der mithilfe von hochauflösenden Kameras in Verbindung von RTK aus der Luft exakte Aufnahmen gemacht werden. Diese werden dann mittels Photogrammetrie-Software zu einem georeferenzierten Orthomosaik zusammengesetzt. Weiterhin ermöglicht eine Vielzahl von Aufnahmen die Erstellung eines 3D-Modells, auch Digital Twin genannt, sodass man beispielsweise die Größe von Gebäuden oder Dachflächen genau bestimmen kann.
Hierfür wird von uns die Software Agisoft verwendet. Es entstehen je nach Anwendungsfall mehrere 1000 Bilder pro Projekt, die mehrere GigaByte bis sogar TeraByte Dateigröße haben können. Dafür ist eine leistungsfähige PC-Workstation erforderlich, die in der Lage ist, große Modelle effizient zu berechnen.
Verbindungspunkte 3D-Modell der Eisenbahnbrücke
Ihre Vorteile im Überblick bei einer Vermessung mit Drohne
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Maximale Genauigkeit dank Drohnen, RTK-Daten und RTK-Bodenstation
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Reduzierung von Zeit- und Kosten durch Vermeidung aufwendiger Vermessungsarbeiten am Boden
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Erstellung eines 3D-Modells des Geländes oder Objekts im gewünschten Dateiformat (Bitte im Voraus mitteilen, welches Dateiformat bevorzugt wird)
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Flexibilität zur Weiterverarbeitung der Ausgabedateien mit Ihren spezifischen Programmen
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Präzise Kalkulation für die Abraum- oder Schüttgutinventur
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Aufmaße für PV-Freiflächen und Dachanlagen (PV-Sol-Kompatibilität, sowie weitere Planungssoftware)
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Positionierung und Vermessung von Referenzpunkten zur Georeferenzierung Ihrer Modelle und zur Überprüfung
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Wir beschaffen Baugrenzen, Störflächen usw. und deren integrieren diese ins Modell
Wie wird die Lagegenauigkeit bei Drohnenvermessung sichergestellt?
Variante 1: RTK-Mobilfunkanbindung zum SAPOS®-Dienst
In Variante 1 erfolgt die Verbindung der RTK-Drohne über Mobilfunk mit einer SAPOS® Referenzstation, wobei SAPOS® als Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessung eingesetzt wird. SAPOS® stellt hochgenaue Positionierungsinformationen in Deutschland bereit und nutzt Referenzstationen, die landesweit verteilt sind und Signale von GNSS-Satelliten empfangen. Diese Referenzstationen sind präzise vermessen worden, um höchste Genauigkeit zu gewährleisten. Die Korrekturdaten werden über Mobilfunk an die Drohne übertragen, wodurch eine Internetverbindung unerlässlich ist.
In Regionen mit schlechter Mobilfunkabdeckung wird als Alternative eine RTK-GNSS Referenzstation verwendet, wie unten beschrieben.
Variante 2: RTK-Referenzstation mit SAPOS-Anbindung oder mit bekanntem Punkt
Wir verwenden hauptsächlich Variante 2, da diese Methode eine höhere Sicherheit bei der späteren Auswertung und Modellerstellung bietet. Bei der Anwendung von Variante 2 setzen wir einen sogenannten RTK-Rover ein, der in der Regel zwar mit dem SAPOS-Dienst verbunden ist, sich jedoch auch eigenständig einmisst. Man kann sich dieses System vereinfacht als eine eigene Referenzstation vorstellen, die kontinuierlich mit verschiedenen Satelliten in Verbindung steht. Der RTK-Rover ist über die Fernsteuerung der Drohne mit der RTK Drohne verbunden und übermittelt ständig dessen Position. Falls keine Mobilfunkverbindung verfügbar ist, ist es unerlässlich, den RTK-Rover auf einen bekannten Vermessungspunkt zu platzieren.
Warum das Auslegen von Bodenpasspunkten und Verwendung einer RTK-Bodenstation bei den meisten Anwendungsfällen essenziell ist!
Wie bereits erwähnt, nutzen wir einen RTK-Rover, der sich eigenständig einmisst und in der Regel mit dem SAPOS-Dienst verbunden ist. Dieser Rover spielt eine wichtige Rolle bei der Einmessung von sogenannten Ground Control Points (GCPs) – dies sind flächige Luftbildmarken, die die spätere Lagegenauigkeit im Koordinatensystem sicherstellen. Die Einmessung dieser GCPs erfolgt mithilfe des RTK-Rovers, der eine präzise und zuverlässige Positionsbestimmung gewährleistet.
Die Verwendung von RTK-Rovern ist besonders relevant in Anwendungsfällen, in denen höchste Genauigkeit erforderlich ist, wie beispielsweise in der Vermessungs- und Katasterverwaltung, wo millimetergenaue Angaben unerlässlich sind.
Es sollten immer GCP’s zur eigenen Kontrolle ausgelegt werden. Somit erreichen wir mit unseren RTK-Rover bei optimalen Bedingungen und eingemessene Passpunkte(GCP's) eine Genauigkeit von 3 cm horizontal und 6 cm vertikal.
Beispiel: RTK-Referenzstation
Ablauf einer Drohnenvermessung
1. Flugvorbereitung & Planung
​Nachdem alle rechtlichen Parameter, die für einen rechtssicheren Drohnenflug benötigt werden, von uns abgeklärt wurden, geht es an die eigentliche Flugplanung. Es wird zu Beginn das zu befliegende Gebiet oder Objekt von uns eingegrenzt, ein Drohnenpilot programmiert dabei die Flugroute mit spezifischen Parametern wie beispielsweise Flughöhe, Überlappung der Fotos, die für die jeweilige Anwendung relevant sind.
2. Auslegen und Einmessen von Passpunkten (GCP's)
Vor Ort werden immer Passpunkte (GCP’s) ausgelegt und eingemessen, das ganze führt zu einer höheren Genauigkeit und dient der eigenen Kontrolle. Durch das präzise Einmessen mittels RTK-Rover wird eine hohe Genauigkeit der späteren Modelle sichergestellt, in der Regel unter 5 cm. Diese Genauigkeit ermöglicht eine effektive Kontrolle der Drohnendaten. Die Markierung der Passpunkte erfolgt beispielsweise mithilfe von kontrastreichen Luftbildplatten.
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3. Vermessung mit Drohne für Orthofotos & 3D-Modelle
Anschließend führt die Drohne die Mission fast vollständig autonom durch und nimmt in kurzen Abständen Fotos des Gebiets oder Gebäudes mit großer Überlappung auf.
4. Auswerten der Daten & Übergabe der Modelle an Auftraggeber
Schließlich wird der anspruchsvolle Teil der Arbeiten durchgeführt, bei dem die Drohnenaufnahmen mithilfe von Photogrammetriesoftware sorgfältig verarbeitet werden, um eine präzise 3D-Punktwolke zu generieren. Aus dieser Punktwolke können hochgenaue Datensätze gewonnen werden, wie beispielsweise georeferenzierte Orthofotos oder digitale Geländemodelle oder eben 3D-Modelle. Mithilfe von BIM, CAD, oder GIS-Software ist es möglich, farbige topografische Karten, Lagepläne und Bestandspläne zu erstellen sowie Volumen- und Massenberechnungen durchzuführen. Lassen Sie sich gerne für Ihr Projekt von uns beraten!
Aus Verbindungspunkten entsteht ein fertiges 3D-Modell der Eisenbahnbrücke (Digital-Twin)
Wie entstehen Orthofotos per Drohne?
Orthofotos von Drohnen sind verzerrungsfreie Abbildungen der Erdoberfläche, die aus Luftbildern oder Drohnen-Aufnahmen erstellt werden. Luftbildaufnahmen weisen normalerweise Verzerrungen auf, die mithilfe photogrammetrischer Verfahren wie der Luftbildtriangulation oder Aerial Triangulation nachträglich korrigiert werden müssen. Dadurch wird eine verzerrungsfreie, maßstabsgetreue und realitätsgetreue Darstellung der Erdoberfläche erreicht. Orthofotos setzten unsere Auftraggeber z.B. für Inspektionen (große Dachflächen), Wald, Windvorrangflächen, aktuelle IST-Zustandsbilder für Baumaßnahmen usw. ein.
Verzerrungsfreies Orthofoto aus 2565 Bildern eines 3.3ha Flachdachs
FAQ Erstellung von Ortophotos / 3D Modellen mittels Drohne
Was ist die RTK und wie genau ist das?
Real Time Kinematic = RTK ist eine hochpräzise Positionierungstechnologie, die in der Vermessung und Navigation eingesetzt wird. Sie basiert auf dem Global Positioning System (GPS), und verwendet zusätzliche Referenzstationen in Deutschland (SAPOS), um die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu verbessern. RTK ermöglicht es, Positionsdaten in Echtzeit mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern zu erhalten.
Was ist der Vorteil einer RTK-Drohne, können auch normale Drohnen verwendet werden?
Mit einer RTK-Drohne ist es möglich, eine Genauigkeit von bis zu 1 cm horizontal und 1,5 cm vertikal zu erreichen. In der Praxis liegt die Genauigkeit normalerweise bei 2-4 cm, ohne dass vorher spezielle Passpunkte ausgelegt werden müssen. Es sollten aber unbedingt immer vorher Passpunkte ausgelegt und eingemessen werden!
Herkömmliche Drohnen nutzen GPS-Technologie ähnlich wie beim Smartphone, mit der zwar auch 3D-Modelle erstellt werden können. Dazu sollte man wissen, dass herkömmliche Drohne eine GPS Messgenauigkeit von 5 bis 10 m aufweisen.
Für einfache Dachaufmaße, bei denen vorab fest definierte Längen in der Photogrammetrie-Software festgelegt werden können, können auch Consumer-Drohnen ziemlich genaue Modelle entstehen.
Bestimmen Sie auch Flächen- und Volumenabschätzung?
Ja, mithilfe des 3D-Modells können wir das Volumen Ihrer Objekte äußerst präzise ermitteln. Dies erweist sich als besonders wertvoll bei der Abschätzung des Volumens verschiedener Materialien, sei es bei Schutt- oder Abraumhalden oder beispielsweise bei Papierstapeln. Die Anwendung von Drohnen zur Volumenbestimmung bietet dabei eine höhere Genauigkeit und Effektivität im Vergleich zu herkömmlichen Methoden.
Wir haben mehrere Objekte/Flächen zu befliegen, welche Vorteile hat es Sie zu beauftragen?
Unsere Preise staffeln sich je nach Umfang der Anwendungsfälle und der Anzahl der Aufträge. Bei größeren Volumen bieten wir entsprechend attraktive Preisgestaltungen an.
In welchen Dateiformaten können Sie uns die gewünschten Modelle/Daten überliefern?
Standard-Ausgabeformate umfassen unter anderem .tif, .geotiff, .las / .laz, .e57, .dwg / .dxf und viele weitere.
