45 km² Orthophoto mit Drohnen erstellt

15. April 2021

Wie die meisten Kommunen setzte auch die Taunusgemeinde Grävenwiesbach (ca. 5.600 Einwohner) in der Vergangenheit auf Orthophotos, die mittels hochauflösender Kameras in Flugzeugen erstellt wurden. Die letzte Befliegung liegt nun schon einige Jahre zurück, wodurch die Daten für viele Fragestellungen nicht mehr brauchbar sind. Daher entschied sich die Stadtverwaltung dafür, die Erstellung neuer Orthophotos zu beauftragen.

Der Gemeinde war es dabei wichtig, dass die gesamte Gemarkung mit einer Fläche von etwa 43 km² erfasst wird. Für das Gemarkungsgebiet wurde – wie bei den bisher verfügbaren Orthophotos – eine Zielauflösung von 9 cm definiert. Diese Auflösung ermöglicht es, größere Strukturen wie Gebäude oder Straßen zu erkennen. Für die Identifikation von Kleinstrukturen wie z.B. Einlaufschächten oder Bordsteinen reicht eine solche Auflösung jedoch nicht aus.
Daher sollten für die bebauten Bereiche der insgesamt sechs Teilorte der Gemeinde zusätzlich Orthophotos mit einer Auflösung von 3 cm erstellt werden.

Fehlende Flexibilität spricht gegen flugzeuggestützte Befliegung

Auch wenn sich das Anforderungsprofil prinzipiell gut für die Erstellung von Orthophotos über den klassischen Weg – Befliegung mittels Flugzeug – eignen würde, wurde in diesem Fall auf eine Drohnenbefliegung zurück-gegriffen.

Einer der wesentlichen Nachteile der flugzeuggestützten Erstellung von Orthophotos besteht in der geringen Flexibilität im Hinblick auf die Wahl des Befliegungszeitpunktes. Das liegt zum einen am relativ hohen Rüstaufwand für die eingesetzten Flugzeuge, zum anderen an den limitierenden äußeren Bedingungen.

So bevorzugen viele Gemeinden Orthophotos, die den laubfreien Zustand zeigen. So können beispielsweise versiegelte Flächen deutlich einfacher erkannt werden als im belaubten Zustand. Das schränkt jedoch das Zeitfenster auf Anfang Dezember bis etwa Mitte April ein. Für eine Befliegung mit dem Flugzeug muss jedoch aufgrund der erforderlichen Flughöhe von mehreren Hundert bis zu mehreren Tausend Metern Wolkenfreiheit herrschen. Somit bleiben nur noch wenige Tage im Jahr, an denen überhaupt eine Befliegung sinnvoll möglich ist. Bei ungünstigen Wetterlagen kann die Befliegung erst wieder nach Austreiben der Vegetation durchgeführt werden.

Zudem lassen sich unterschiedliche Auflösungen für Teilgebiete, wie von der Gemeindeverwaltung gewünscht, nur mit erheblichem Mehraufwand realisieren. Das wiederum spiegelt sich in einer weiteren Erhöhung der durch die Rüst- und Betriebskosten ohnehin schon hohen Preise bei flugzeuggestützten Befliegungen wider.

Befliegung mit Vermessungsdrohnen als konkurrenzfähige Alternative

Die Befliegung wurde daher an die Drohnenprofis der svGeosolutions GmbH vergeben, da Sie bereits umfassende Erfahrung mit der Erfassung großer Flächen mittels Drohnen vorweisen können. Durch den Einsatz von Drohnen lassen sich die genannten Nachteile der flugzeuggestützten Befliegung vermeiden.

Die Geräte sind extrem flexibel einsetzbar und haben nur einen relativ geringen Rüstaufwand. Die Flughöhe der Geräte ist dabei deutlich geringer als beim Flugzeug, sodass die Durchführung auch dann möglich ist, wenn es eine tief hängende Wolkenschicht gibt – ein klarer Vorteil gegenüber dem Flugzeug. Dadurch konnte trotz einiger Phasen schlechten Wetters die Durchführung noch vor dem Austreiben der Belaubung sichergestellt werden. Die große Fläche stellt durch den koordinierten Paralleleinsatz mehrerer Fluggeräte keine Herausforderung dar.

In der Vorbereitung wurden die Fluglinien an das teilweise stark bewegte Gelände angepasst, um einheitliche Abstände zwischen Sensor (Kamera) und Objekt (Geländeoberfläche) zu gewährleisten.
Durch den Einsatz eines zentimetergenauen Positionierungssystems liegen die Orthophotos mit einer entsprechend hohen Lagegenauigkeit vor. Die Daten zeichnen sich zudem dadurch aus, dass es sich um sogenannte „True Orthophotos“ handelt. Im Gegensatz zu den häufig aus flugzeuggestützen Befliegungen abgeleiteten Orthophotos enthalten diese keine störenden Verzerrungseffekte (z.B. abkippende
Fassaden).

Nahtlose Integration in bestehende GIS-Systeme

Die aus der Drohnenbefliegung abgeleiteten Daten wurden für den weiteren Einsatz in das GIS-System der Gemeinde eingepflegt. Die technische Abstimmung erfolgte dabei direkt zwischen der svGeosolutions GmbH und der für die Wartung des kommunalen GIS zuständigen Firma rohrtec consult GmbH.

Aus Anwendersicht ist somit ein Höchstmaß an Komfort sichergestellt. Der Gemeinde liegen nun qualitativ hervorragende Orthophotos vor, die noch dazu preislich deutlich günstiger zu haben sind als über eine klassische Befliegung.

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