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Deutsch

Fallstudien

Allgemeine Info

Zur Kanalvermessung benötigen wir vom Kunden einige vermessene Passpunkte an mehreren Schächten. Wir erstellen gemeinsam mit den Kommunalmitarbeitern und einem dafür entwickelten Aufnahmegerät in der Regel mehrere tausend Fotos und können aus deren Überlappung die 3D-Information zum Verlauf des Kanals errechnen. Die Mindestgrösse des Kanals ist 900 x 600 mm.

 

Eine typische Auftragsabwicklung für die Luftbildfotogrammetrie mit Mikrodrohnen:

  • Ermittlung der zu befliegenden Fläche und der vom Kunden zur Weiterverarbeitung der Daten verwendeten Software (CAD, GIS, spezialisierte Geologie-SW etc.)
  • Vermessung von Bodenkontrollpunkten mittels D-GPS oder Tachymeter durch den Kunden selbst oder einen externen Vermesser, den wir wenn gewünscht auch selbst beauftragen.
  • Durchführung der Befliegung vor Ort
  • Verarbeitung der Daten zu 3D-Modellen durch Fotogrammetrie und Aufbereitung in den gewünschten Datenformaten. Durch die Vermessung zusätzlicher, nicht in die Modellberechnung einfliessender Kontrollpunkte kann die Messgenauigkeit des 3D-Modells geprüft und mittels Protokoll nachgewiesen werden.
  • Nach Ermittlung der Rohdaten können eine Reihe von Ausarbeitungen wie Gelände-ErsterhebungHöhenmodelle in verschiedenen Darstellungen, Entfernung der Vegetation, Querprofile, Volumina, Bruchkanten u.vm. angeboten werden.
  • Bereitstellung der Daten über unseren FTP-Server oder Kundenzugang auf der GeoSpy-Homepage. Die Datenmenge liegt üblicherweise im Bereich mehrerer 10-100 MB.

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Kanalvermessung

Für den Kanalbetrieb einer österreichischen Landeshauptstadt haben wir die fotogrammetrische Vermessung einer Reihe von Haltungen durchgeführt. Anlass war die Vermutung, dass die fast 100jährigen Pläne nicht mehr den heutigen Erwartungen an die Genauigkeit der Vermessung entsprechen. Bei Bauarbeiten mit beengten Bedingungen im dicht besiedelten Gebiet treten dadurch immer wieder Probleme auf.

Tatsächlich ergab die Anwendung unseres Verfahrens, das sich besonders gut für gebogene Kanalabschnitte eignet eine Abweichung zum Plan von 2,5 m. Die weitere Überprüfung zeigte, dass unsere Vermessung mit einer Genauigkeit im niedrigen Zentimeterbereich stimmte.

Bauüberwachung im Strassenbau

Beim Bau einer Schnellstrasse durch ein namhaftes Infrastrukturunternehmen war unsere Aufgabe, die Planungsgrundlagen des Geländeverlaufs zu verifizieren und im Anschluss durch regelmässige Befliegungen zur Kontrolle der Baukostenentwicklung beizutragen. Im Strassenbau werden erhebliche Volumina bewegt, weshalb die Erstellung präziser 3D-Modelle mittels Fotogrammetrie und Mikrodrohnen ein perfektes und kostengünstiges Werkzeug darstellt. Geländemodelle können damit nicht wie bisher mit Maschenweiten von Dutzenden Metern sondern mit nur noch 2 cm erstellt werden. Die Genauigkeit der Volumensberechnung ist dadurch unerreicht, zumal das Volumen direkt aus dem 3D-Modell und nicht über den Umweg von Querprofilen errechnet werden kann. Für die Kontrolle mittels klassischer Instrumente zur Erfüllung bestehender Normen wurden auch 13 Querprofile in engem Abstand ausgearbeitet und laufende Vergleiche zwischen dem Baubeginn und dem Zwischenstand während der Bauarbeiten durchgeführt.

Verbindung terrestrischer Vermessungsdaten mit dem 3D-Modell aus Luftbildern

Unser Kunde wollte für die Sanierung einer Zollabfertigungsstelle geodätische Daten aus Luftbildern. Gleichzeitig sollten verfügbare und neu zu vermessende terrestrische Daten von Gewässerschutzanlagen einbezogen werden. Dies war notwendig, weil Zu-  und Abflüsse und einige Schächte dieser Anlagen zum Teil aus der Luft nicht sichtbar waren oder unter Wasser lagen. 

Wir haben gemeinsam mit einem Vermesser diese terrestrischen Vermessungen durchgeführt und die Ergebnisse  mittels ArcGIS mit den 3D-Modelldaten aus der Luftbildvermessung unserer UAV-Mikrodrohnen (UAV, Unmanned Aerial Vehicles) zusammengeführt. Das Ergebnis sind sehr präzise und texturierte Pläne, mit denen z.B. die bestehenden und neu festzulegenden Bodenmarkierungen ebenso wie die erneuerte Entwässerung geplant werden können. Die Volumsberechnungen der Rückhaltebecken konnten direkt aus unserem 3D-Modell durchgeführt werden.

Vermessung einer Baustoffdeponie

Vermessung einer Baustoffdeponie

Vermessung einer Baustoffdeponie

Ein grosses österreichisches Bauunternehmen will die Volumina der Mieten auf einer ihrer Baustoffdeponien durch Luftbildvermessung mit Mikrodrohnen ermitteln. Wir sollten dazu ein 3D-Modell im Format .dxf-AutoCAD erstellen, Orthofotos mittlerer Auflösung generieren und ein Höhenmodell in einer Darstellung mit 1m-Höhenschichtlinien berechnen. Zur Veranschaulichung haben wir dazu auch eine PDF-Datei und ein Querprofil erstellt.

Die Genauigkeit des Modells liegt bei rund 3cm in der Lage und durchschnittlich 4cm in der Höhe und genügte den Anforderungen.

 

BezeichnungDateitypDateigröße
Nachweis der MessgenauigkeitJPG61 KB
3D-Modell im AutoCAD-.dxf Format (komprimiert als ZIP-Datei)zip11.0 MB
Orthofoto mittlerer Auflösungjpg11.2 MB
Höhenliniendarstellung in AutoCAD .dxf (ZIP-Datei)zip11.0 MB
Querprofiljpg337 KB
Alternative Darstellung des Höhenmodellsjpeg150 KB

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Gebäudefassade als Orthofoto

Gebäudefassade als Orthofoto

Für die Einreichung zur Parifizierung eines Gebäudes war die Bereitstellung eines Orthofotos erwünscht. Wie wirksam die Bildvermessung bei einer durchdachten Kombination anspruchsvoller Fototechnik, einem weiterentwickelten Aufnahmeverfahren und Erfahrung mit der Anwendung fotogrammetrischer Algorithmen sein kann, zeigt dieses Beispiel.

In einem ersten Versuch hatte der Kunde mit Bildern einer niedrig auflösenden Kamera und - nennen wir es experimenteller Softwareanwendung keinen Erfolg. Die Unterstützung von GeoSpy-Know How in der Fotogrammetrie brachte mit dem gleichen Fotomaterial bereits eine wesentliche Verbesserung, sodass ein brauchbares Orthofoto entstand. Dennoch wollten wir zeigen, was noch möglich ist und haben mit einer hochwertigen Spiegelreflexkamera, einem verzerrungsarmen Weitwinkelobjektiv, dem Wissen über verbesserte Aufnahmetechnik und einigen Optimierungen der Softwareanwendung dieses Orthofoto erzeugt. Die Leistung liegt dabei in dem, was es nicht zeigt.

Trotz der Sichtbehinderung durch Bäume und Fahrzeuge unmittelbar vor dem Gebäude konnte die gesamte Gebäudefront bis zum Dachfirst verzerrungsfrei und vermessungsfähig dargestellt werden. Nach Auskunft des Kunden, einem namhaften österreichischen Vermessungsunternehmen, wäre dieses Ergebnis auch mit dem hauseigenen Laserscanner nicht erzielbar gewesen, weil grosse Teile des Daches durch den spitzen Winkel und die Schneebedeckung des Daches keine Echos geliefert hätten.

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Ersterfassung eines grossen Geländes im Bergbau

Ersterfassung eines grossen Geländes im Bergbau

Ersterfassung eines grossen Geländes im Bergbau

Von einem grossen slowakischen Bergbauunternehmen wurden wir beauftragt, die Ersterfassung seines gesamten, rund 7 km2 grossen Geländes durchzuführen auf dem sich mehrere Abbaugebiete für verschiedene Rohstoffe, ein grosses Zementwerk und weitere Anlagen befinden. Bis zu unserer Beauftragung lagen lediglich veraltete Karten des Geländes vor und eine genaue Bestandserhebung sowie laufende Kontrolle über Volumen, Lage und Zustand der bergbaulichen Aktivitäten oder auch eine Unternehmensbewertung waren daher nicht möglich.

Die Alternative einer klassischen Erfassung des Geländes mittels Tachymeter schied wegen der Grösse und Unübersichtlichkeit des Geländes und der zu erwartenden Kosten aus. Eine Befliegung mit Grossflugzeugen wäre schon allein aufgrund der grossen Entfernung zum nächsten Anbieter und den Aufwand für An- und Abflug ebenfalls mit sehr hohen Kosten verbunden gewesen. Darüber hinaus ermöglichte die Verwendung unserer Mikrodrohne durch ihre niedrige Flughöhe eine bisher nicht gekannte Bildauflösung.

Über die klassische Erstellung des 3D-Modells, die Anfertigung zahlreicher (Detail)Orthofotos und eines Höhenmodells hinaus war auch die Berechnung von Bruchkanten in den Abbaugebieten gewünscht, die wir mittels spezialisierter Software durchgeführt haben.

Der Kunde hat zukünftig die Möglichkeit, durch eine regelmässige und wirtschaftlich tragbare Befliegung mit unserer Mikrodrohne die laufende Volumsänderung des Rohstoffabbaus sowie die Einhaltung der behördlichen Abbaubestimmungen zu dokumentieren.

Der Screenshot zeigt die grossen Ausmasse des Geländes anhand einer Punktwolke.

Die Darstellung "Flight Path" zeigt die Präzision der Flugpfadverfolgung, die nur mit einer autonom fliegenden Drohne erreichbar und für eine gleichmässige Bildüberlappung erforderlich ist. Die blauen Rechtecke geben die Position der Kameraauslösung wieder. Die Befliegung erfolgte bei rund 40 km/h Wind und teilweise Starkregen.

Eine besondere Herausforderung ist die Entfernung von Vegetation, die wir durch eigens entwickelte Algorithmen mit einer GIS-Software entwickelt und in der PDF-Datei beispielhaft dargestellt haben.

BezeichnungDateitypDateigröße
Screenshot Shaded Meshjpg380 KB
Screenshot Abbaugebietejpg841 KB
Flight pathjpg708 KB
Beispiel zur automatisierten Entfernung der Vegetationpdf3.4 MB

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Schlackenhalde

Schlackenhalde

Schlackenhalde

Wir hatten die Aufgabe, 3D-Modelle für die Volumsermittlung einer ca. 50 Hektar grossen Schlackenhalde zu berechnen. Mit 160 Bildern und 15 Bodenkontrollpunkten konnte die mehrwöchige Arbeit eines Vermessungsteams, das mit dem Tachymeter eine erwartete Abweichung von 5-10 % vom tatsächlichen Volumen ermittelt, in 2 Tagen mit einer Ungenauigkeit von nur 1-2 Volumsprozent zu einem Bruchteil bisheriger Kosten erledigt werden.

BezeichnungDateitypDateigröße
Seitliche Darstellungjpg346 KB
Höhenmodelljpg811 KB
Ein Original-Luftbild (stark komprimiert)jpg1.2 MB
3D-Modell als AutoCAD .dxf-Datei, 100 000 Dreieckedxf19.5 MB
Orthofoto (Ausschnitt)jpg4.4 MB

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Mapping

Für ein grosses Unternehmen der Geodäsie hatten wir die Aufgabe, für die Erstellung von Karten präzise Orthofotos von Wohngebieten geringer Besiedelungsdichte zu erstellen, wobei insbesondere kleinere Objekte wie Kanaldeckel, Schächte, Leitungen u.ä. für die Vermassung und Kartenerfassung deutlich sichtbar sein mussten. Auch die Sichtbarkeit von aufgehendem Mauerwerk spielte eine besondere Rolle. Diese wurde durch eine besonders grosse Überlappungsdichte der Bilder sichergestellt.

Der Screenshot zeigt die Positionen der Bildauslösungen der Mikrodrohne (blaue Rechtecke) und die Lage einiger Bodenkontrollpunkte.

Die Beispielbilder zeigen das gleiche Orthofoto in verschiedenen Zoomstufen. An einigen Dächern sind Verzerrungen (Distortions) erkennbar, die besonders durch eng aneinanderliegende, gleichförmige Strukturen entstehen und bei fotogrammetrisch errechneten Bildern nicht auszuschliessen sind. Diese Verzerrungen der Textur wirken sich nicht auf die Qualität des 3D-Modells aus.

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