Anwendungsbeispiele

Einsatz von Coptern bei HPM

Volumenermittlung

Am einfachsten ist die Berechnung des Volumens eines aufgeschütteten Haufwerkes.

In der 3D-Punktwolke wird ein Umring um den zu ermittelnden Bereich gelegt. Innerhalb des Umrings wird die Masse ermittelt. Auf- und Abtragsflächen werden gegeneinander gerechnet. Das Resultat ist das aufgeschüttete Volumen. Hierbei wird vorausgesetzt, dass die Aufschüttung auf eine ebene Fläche erfolgte.

Komplexer werden die Berechnung, wenn ein Urhorizont bestimmt werden muss, der die Basis einer jeden Berechnung bildet. Dieser kann wie die Oberfläche ebenfalls eine 3D verformte Fläche sein. So kann mit jeder Messung ein Vergleich mit dem Urhorizont und mit der jeweils letzten Messung davor erfolgen. So lassen sich Monats-, Jahres- oder Gesamtveränderungen feststellen.

Die Informationsdichte der Messergebnisse von Befliegungen ist deutlich höher als bei einer herkömmlichen Vermessung mit GPS oder Tachymetern. Zum einen sind aus der Luft alle Flächen sichtbar, die auf Grund zum Teil extremer Böschungen zu Fuß nicht begehbar wären. Zum anderen liegt die reduzierte Punktdichte für Auswertungen bei ca. 30 cm, während zu Fuß nur alle paar Meter gemessen werden kann. Kleinere Abweichungen, wie sich überlagernde Schüttkegel von Kippern werden vom Copter erfasst, würden jedoch beim händischen Aufmaß zu vernachlässigen sein.

Volumen oder Masse?

Vermessungstechnisch lassen sich nur Volumen bestimmen. Eine Masse erhält man durch Multiplikation mit einem Faktor, der angibt, wie schwer ein Kubikmeter des Materials ist (Dichte). Bei festem, ggf. verdichtetem Material ist dieser Faktor höher als bei einer lockeren Schüttung. Werden diverse Lagen dieser Schüttung aufgebracht und das Material mit Radladern befahren, erfolgen wieder Verdichtungen. Durch die Unsicherheit des Gewichtsfaktors, der unter anderem auch vom Wasserhaushalt der vermessenen Schicht abhängig ist, können Differenzen zwischen gewogenen LKW Ladungen in Tonnen und dem Volumen in Kubikmetern entstehen.

Beste Qualität des Volumens durch hohe Detailschärfe der Aufnahme

Orthofotoerstellung

Im Zuge der Auswertung der Copterbilder kann ein Orthofoto berechnet werden. Basis ist die zuvor erzeugte Punktwolke. Diese wird senkrecht von oben betrachtet und die Farbe des jeweils höchsten Punktes wird in das Orthofoto übernommen. Da die Punktwolke aus echten Koordinaten besteht, ist das resultierende Orthofoto ebenfalls maßstäblich. Die Perspektive eines Fotos wird entzerrt, das Bild ist verebnet. Dadurch kann man in diesen Bildern messen.

Im Gegensatz zu Google Maps oder Google Earth Abbildungen der Erde enthalten Orthofotos damit keine verzerrten Fassadenansichten, sondern nur Dächer.

Orthofotos können vom Gelände aber auch von Fassaden erzeugt werden.

Um Personen oder sonstige, das Bild störende Objekte aus den Fotos zu entfernen, kann man die Tatsache ausnutzen, dass Fotos desselben Ausschnitts von verschiedenen Standpunkten aus und zu verschiedenen Zeiten gemacht wurden. Damit wird es Fotos geben, in denen sich die Person bewegt hat. Man ersetzt also einen Ausschnitt des Gesamtorthofotos durch einen Teil eines anderen Bildes.

Eine frühere Version der Software zeigt dies anschaulich. Das Gesamtbild wird in Teilabschnitte (Waben) zerlegt. In jeder Wabe wird genau ein Foto eingeblendet. Sind Störobjekte im Bild vorhanden (hier: Person), so wird die Wabe aufgeteilt und ein Bild gesucht, in dem die Person nicht sichtbar ist. Dann wird der Wabeninhalt ausgetauscht. Es erfolgt eine Farbanpassung, damit die Kontraste im Ergebnisbild nicht zu unterschiedlich sind.

Das Resultat ist ein Orthofoto, in dem bewegte Objekte ausgeblendet wurden.

Messen im Orthofoto möglich

Vermessung von Dächern und Fassaden

In Kombination mit Laserscanningverfahren bietet es sich an, Dachlandschaften mit dem Vermessungs-Copter zu befliegen. Dabei können außer den Senkrechtaufnahmen auch Schrägaufnahmen von Fassaden erstellt werden.

Die resultierenden Punktwolken werden mit Scannerwolken kombiniert. Die Luftaufnahmen dienen der Konstruktion des Daches und machen z.B. Fensterbretter von höher gelegenen Stockwerken sichtbar, die vom Boden aus verdeckt wären.