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Vom Einzelbild zum Orthophoto

Auf jedem Drohenflug werden Hunderte oder sogar Tausende Einzelbilder aufgenommen:

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Die Drohne überfliegt das Zielgebiet, während die Kamera im Rumpf in definierten Zeitintervallen Bilder aufnimmt. Sehr wichtig ist dabei, dass diese Bilder sich überlappen - in Flugrichtung und zwischen den Flugstreifen. Aus den sich überlappenden Luftbildern könnte (ähnlich wie bei der Panorama-Funktion am Handy) ein großes zusammenhängendes Luftbild erstellt werden. Dieses wäre allerdings geometrisch stark verzerrt und nicht maßstabgetreu.

Genauer gesagt handelt es sich dabei um Serienbilder:


datenaufnahme serie 1


datenaufnahme serie 2


datenaufnahme serie 3


datenaufnahme serie 4


datenaufnahme serie 5


datenaufnahme serie 6


datenaufnahme serie 7


datenaufnahme serie 8


datenaufnahme serie 9

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Hier bedient man sich der Methode der Photogrammetrie.

Gehen wir davon aus, dass ein definierter Punkt (Passpunkt) aus mindestens zwei Perspektiven sichtbar ist. In unserem Fall heißt dies, dass er in mindestens zwei verschiedenen Bildern auftaucht und dort als gleicher Punkt identifiziert werden kann. Die Photogrammetrie erlaubt nun (stark vereinfach gesagt), diesen Punkt drei-dimensional zu rekonstruieren, ähnlich wie beim menschlichen Sehen. Um dieses Verfahren auf unsere Drohnen-Serienbilder anwenden zu können, ist die Identifikation, Verknüpfung und Rekonstruktion (Position in X, Y & Z) vieler Tausender Passpunkte notwendig.

In der Folge können aus den Serienbildern wichtige Geodaten generiert werden:
  • Orthophotos: Geometrisch entzerrte, maßstabsgetreue Luftbilder, die den Eindruck vermittelten, dass man an jedem Punkt aus der Vogelperspektive auf das Gelände schaut.
  • Digitale Oberflächenmodelle: Digitale Repräsentation des Terrains als regelmäßiges Raster - die absolute Höhe (m ü.A.) kann an jeder Rasterzelle abgelesen und interpretiert werden.
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Während die klassische Photogrammetrie für dieses Verfahren exakt kalibierte Messkameras benötigt hat, ist es mit modernen photogrammetrischen Verfahren möglich, handelsübliche Digitalkameras zur Herstellung hochgenauer Geodaten zu verwenden. Diese haben in Wissenschaft und Praxis eine unüberschaubare Anzahl von Anwendungen gefunden.

Durch den Vergleich mehrerer digitaler Oberflächenmodelle miteinander, sind Darstellung und Messung von Höhenveränderungen möglich (hier das Beispiel Schneehöhen):

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