Wie kann die Drohnenvermessung den Baufortschritt überwachen?

Business Geomatics online hat einen Artikel veröffentlicht, in dem beschrieben wird, wie Pirker + Pfeiffer, ein deutsches Ingenieurbüro, die Dienste von Geoplana, einem Microdrones-Vertriebspartner, in Anspruch genommen hat, um Bestandsvermessungen und Höhenmessungen für ein Bauprojekt mithilfe von Drohnenvermessungshardware und -softwarelösungen von Microdrones durchzuführen.

DROHNENVERMESSUNG IM BAUWESEN

Baustellen sind von vornherein ein komplexes Gebiet, auf dem sich jedes Rädchen im Getriebe perfekt synchronisieren muss, damit alles nach Plan läuft. Ungenauigkeiten in der Planung oder unsachgemäße Ausführung können zu einer Katastrophe führen. Präzision ist also der Schlüssel zum Erfolg auf der Baustelle. Doch welche Maßnahmen können ergriffen werden, um sicherzustellen, dass die richtigen Anforderungen während des Bauprozesses eingehalten werden? Wie kann der Baufortschritt überwacht und gleichzeitig sichergestellt werden, dass alle Schritte planmäßig ausgeführt wurden oder ob alle Messungen korrekt waren?

Mit diesen Fragen beschäftigt sich das Ingenieurbüro Pirker + Pfeiffer aus Münsingen im Rahmen seiner Bauprojekte. Für die Bestandsaufnahme und den Höhennachweis des Bauvorhabens Rucken mit einer geforderten Höhengenauigkeit von 2 bis 3 Zentimetern hat das Unternehmen Geoplana mit Photogrammetrie, Drohnenkartierung und Vermessung beauftragt. Bei dem Projekt auf der Gemarkung Feldstetten wurde der mdMAPPER1000DG von Microdrones eingesetzt, der mit einer Sony RX1R II Kamera und einem Applanix APX-15 UAV DG Inertialsystem ausgestattet ist. Die Softwarelösungen Agisoft Metashape Professional 1.7.6 und DAT/EM SummitEvolution 7 wurden ebenfalls verwendet, um ein digitales Geländemodell (DGM), einen topografischen Lageplan und echte Orthofotos zu erstellen. Der Drohnenflug wurde mit der Microdrones Flugplanungssoftware mdcockpit geplant.

PROJEKTPLANUNG

Das zu vermessende Gebiet besteht aus einem flachen, ebenen Terrain mit einigen Gebäuden am westlichen Rand der Vermessung. Das Vermessungsteam musste etwa ein halbes Jahr warten, um die Vermessung aus der Luft durchzuführen, nachdem die Herbsternte abgeschlossen war. Daher trafen sich Pirker + Pfeiffer und Geoplana Ende Oktober 2021 vor Ort, um das Projekt zu besprechen.

Vor dem Start des Fluges legte der Auftraggeber neun Signaltafeln (40×40 Zentimeter) als Passpunkte und drei weitere als Passpunkte aus und vermaß sie anschließend terrestrisch mit Tachymeter und Nivellement. Darüber hinaus wurden die 3D-Koordinaten der Signaltafeln als Grundlage für die Lufttriangulation und die Nachmodellierung ermittelt. Im Rahmen der Flugvorbereitung beantragte Geoplana zudem eine Startgenehmigung beim Regierungspräsidium Stuttgart und eine geografische Genehmigung beim nur 1,5 Kilometer entfernten Flughafen.

Aufgrund der Randbebauung wurde das Fluggebiet mit zwei unterschiedlichen Überlappungen in der Software mdcockpit von Microdrones geplant. Der östliche Teil wurde mit einer Längs- und Querüberlappung von 80/40 geplant, die westliche Hälfte mit einer Überlappung von 80/60. Die höhere Überlappung ermöglicht die Erstellung hochwertiger echter Orthofotos und damit eine bessere Sichtbarkeit der Bereiche zwischen den bereits gebauten Häusern. Insgesamt hat Geoplana den Flug in knapp 40 Minuten in 13 Streifen mit 921 Bildern aus einer Höhe von 65 Metern abgeschlossen. Die Bodenauflösung lag bei 8,4 Millimetern. Aufgrund der Größe des Gebietes und der relativ langen Flugzeit plante Geoplana einen Zwischenstopp ein, um die Batterie des mdMapper1000DG zu wechseln.

VERARBEITUNG DER DATEN

Nachdem Geoplana den Flug durchgeführt und die Daten vor Ort auf ihre Genauigkeit überprüft hatte, wurden die Bilder mit Hilfe einer Verarbeitungssoftware zu einem Orthofoto zusammengefügt. Der Rückprojektionsfehler betrug 0,7 Pixel. Um die äußere Orientierung zu bestimmen, wurden auch die Passpunkte in den Bildern vermessen. Die Orientierung der Kameradaten wurde ebenfalls aus DAT/EM exportiert und später mit SummitEvolution ausgewertet.

Auf Basis der inneren und äußeren Orientierung konnte Geoplana nun eine Punktwolke für das Projektgebiet erstellen. Diese bildet die Grundlage für das benötigte digitale Oberflächenmodell (DSM), das wiederum als Basis für die Erstellung echter Orthofotos dient. Nach der Filterung und Klassifizierung können aus der Punktwolke auch andere Anwendungen wie z.B. ein DGM erstellt werden.

ÜBER GEOPLANA

Kartierungs- und Vermessungsflüge mit Drohnen werden für die Bauindustrie immer attraktiver. Grund dafür sind verbesserte Akkulaufzeiten und Reichweiten der Drohnen, hochpräzise Kamerasysteme und immer leistungsfähigere Softwarelösungen für die Bildverarbeitung und -auswertung. Diesem Trend hat Geoplana im Jahr 2020 Rechnung getragen und mit GEOdrones einen eigenen Geschäftsbereich für Drohnen gegründet. GEOdrones agiert nicht nur als Systemhändler und Partner von Microdrones, sondern bietet den Anwendern auch ein umfassendes Dienstleistungsangebot rund um Drohnen (Drohnensoftware, Zubehör, Schulungen und photogrammetrische Auswertungen von Drohnenbildern). Zum Angebot gehört auch die Datenverarbeitung für Kunden, die auch selbst Drohnenflüge durchführen können.

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