Die kleine Stadt Heimsheim (ca. 5.300 Einwohner) liegt unweit der A8 zwischen Stuttgart und Karlsruhe. Die Lage der Kleinstadt ist ein Grund dafür, dass die kommunale Bauverwaltung derzeit mehrere Bauvorhaben in der Planung bzw. Umsetzung hat. Durch die attraktive verkehrstechnische Anbindung bietet sich die Stadt als idealer Standort für Unternehmen an. Auch das Pendeln in die umliegenden Großstädte ist kein Problem. Daher befindet sich derzeit ein neues Gewerbegebiet direkt an der Autobahn in Planung, ein neues Wohngebiet ist bereits erschlossen und wird bebaut. Als weitere Projekte stehen die Zustandskontrolle der Feld- und Forstwege auf der Gemarkung von Heimsheim sowie die Ortskernsanierung an.
Das Bauamt zeigt sich neuen Technologien gegenüber sehr aufgeschlossen und nutzte daher bereits für letzteres Vorhaben Geodaten, die aus einer Drohnenbefliegung abgeleitet wurden (siehe geo info magazin 03/2020). Diese Daten wurden genutzt, um Planungsprozesse zu vereinfachen und effizienter zu gestalten. Aufgrund der positiven Erfahrungen aus diesem Projekt hat sich die Stadt dazu entschlossen, die gesamte Gemarkungs fläche durch das Team von svGeosolutions in 2D und 3D erfassen zu lassen.
Ordentliche Flugvorbereitung elementar für erfolgreiche Durchführung
Die Gemarkungsfläche von Heimsheim beträgt knapp 14 km². Der Auftrag bestand darin, jeden Quadratmeter der Gemarkung – egal ob Innenstadtbereich oder Wald – mit einer Auflösung von 2 cm zu erfassen.
Ein solches Projekt erfordert ein hohes Maß an Vorbereitung, um eine flächendeckend gleichbleibend hohe Qualität gewährleisten zu können. Zunächst wurde daher ermittelt, welche Genehmigungen für die Befliegung notwendig sind.
Da die Befliegung im Auftrag einer Behörde und in einer luftfahrtrechtlich erlaubten Flughöhe durchgeführt wurde, mussten keine umfangreichen Gehnehmigungsprozesse ein geleitet werden. Auf der Gemarkung befindet sich jedoch eine Justizvollzugsanstalt. Diese wurde frühzeitig informiert und das Gebiet aus der Befliegung ausgespart. Zudem wurden die zuständige Polizeidienststelle sowie die Ortspolizeibehörde über die Aktivitäten in Kenntnis gesetzt.
Im Rahmen der Flugplanung mussten zahlreiche geeignete Start- und Landepunkte identifiziert werden, um das Einhalten der gesetzlich vorgeschriebenen Sichtverbindung zwischen Drohnen und Steuerer zu gewährleisten. Bei der Flugplanung musste zudem berücksichtigt werden, dass das Fluggerät trotz starkem Relief eine stets gleichbleibende Flughöhe über Grund einhält.
900 km Flugstrecke verteilt auf 29 Einzelflüge
Nach Abschluss der Vorbereitungen entschied sich das Team von svGeosolutions für den Einsatz mehrerer Starrflügler. Die verwendeten Geräte eignen sich aufgrund des geringen Gewichtes, der hohen Energieeffizienz und ihrer Bauform sehr gut für die Erfassung großer und zum Teil städtisch geprägter Flächen. Die Systeme sind sehr leise und somit in einer Flughöhe von ca. 80 m quasi nicht zu hören. Zudem sehen sie von unten betrachtet Vögeln sehr ähnlich. Passanten fühlen sich daher während der Befliegung nicht gestört.
Insgesamt wurden an vier Flugtagen 29 Flüge durchgeführt. Jeder Flug dauerte ca. 50 Minuten, wobei eine Gesamtstrecke von 900 km zurückgelegt wurde. Das entspricht der Entfernung von der Zugspitze bis nach Koppenhagen. Dabei lösten die Kameras im Schnitt etwa alle zwei Sekunden aus, sodass insgesamt etwa 47.000 Bilder entstanden. Diese Einzelphotos wurde in der Folge mit einem Hochleistungscomputer verarbeitet, sodass mittels photogrammetrischer Analyseverfahren ein Orthophoto der gesamten Gemarkung mit einer Auflösung von 2 cm erzeugt wurde. Die Lagegenauigkeit liegt bei < 5 cm. Darüber hinaus wurde aus den Daten ein Geländemodell mit einer Auflösung von 50 cm und einer Höhengenauigkeit von 10-20 cm abgeleitet. Zudem wurde ein texturiertes 3D-Modell der bebauten Gebiete erstellt, das die Gebäude sehr detailliert und georeferenziert darstellt.
Datenbereitstellung durch Nutzung standardisierter Formate kein Problem
Trotz der enormen Datenmengen, die durch die Befliegung entstanden sind, kann die kommunale Verwaltung nun über ihre bereits etablierten Systeme auf die Daten zugreifen. Das Orthophoto sowie das Geländemodell wurden im GeoTIFF-Format in gekachelter Form an die Geonline GmbH mit Sitz in Leinfelden-Echterdingen weitergegeben, die für die Wartung des GIS der Stadt Heimsheim zuständig ist.
Durch die Integration in das bestehende System können weitere Datensätze – wie beispielsweise das Kataster – ganz einfach zu den Daten aus der Befliegung hinzugenommen werden. Das 3D-Modell wird über den webbasierten TerraViewer bereitgestellt, sodass dort ganz ohne Ortsbegehung Objektmaße ermittelt oder neue Bauprojekte visualisiert werden können.
Die Stadt Heimsheim verfügt somit nun über das umfangreichste und genaueste digitale Abbild, das es bisher von der Kleinstadt gibt. Die Verwaltung ist somit Vorreiter in diesem Bereich und ist hinsichtlich der ihr zur Verfügung stehenden Geodaten nun bestens vorbereitet auf die vielfältigen Vorhaben, die in der Zukunft anstehen.