Copter – Software

Zur Planung von Copterflügen wird eine Software eingesetzt, die auf der Grundlage von GoogleEarth Bildern Koordinaten der Eckpunkte des zu befliegenden Gebietes ermittelt.

Zunächst wird die Auflösung des Bildes am Grund festgelegt, daraus ergibt sich die Flughöhe. Im nächsten Schritt wird die Überlappung der einzelnen Flugstreifen geplant. Diese muss mindestens 60 % betragen, damit jeder Bodenpunkt in mindestens drei Streifen enthalten ist. Daraus ergibt sich der Abstand der Flugstreifen.

Zuletzt muss die Läge der Flüge auf die maximal mögliche Flugdauer abgestimmt werden und somit eine Aufteilung in verschiedene Flüge erfolgen.

Die Flugplanung wird gespeichert und vor dem Flug auf den Copter übertragen. Mit Hilfe einer Vielzahl von Steuerungsbefehlen wird während des Fluges eingestellt, in welche Richtung der Copter fliegt, in welche Richtung die Kamera zeigt, welche Neigung die Kamera haben soll, wie oft und an welchen Koordinaten die Fotos aufgenommen werden sollen, wie der An- und Abflug zu erfolgen hat usw.

Zunächst müssen die Bilder von der Speicherkarte des Copters übertragen werden. Mit bis zu 4 GB Daten sind pro Flug zu rechnen.

Passpunktkoordinaten aus GPS- oder Tachymetermessungen müssen berechnet, in das vorgegebene Koordinatensystem transformiert und in die photogrammetrische Auswertesoftware Pix4D bzw. Agisoft Metashape importiert werden.

Im ersten Schritt werden nun die sogenannten Orientierungsunbekannten der Bilder berechnet. Das heißt für jedes Bild wird die tatsächliche Lage im Raum und seine räumliche Verkippung und Verdrehung ermittelt.

In einem weiteren Schritt wird die Kalibrierung der Kamera berechnet.

Nun werden in jedem Bild identische Punkte aus den Nachbarbildern gesucht. Im nebenstehenden Foto sind sechs Bilder dargestellt. Die Verbindungslinien vom Kamerazentrum “durch” das Bild bis zum Kanaldeckel sind in allen Bildern mit gelben Linien dargestellt. Der räumliche Schnitt dieser Linien (hier sechs, in Realität durch hohe Überlappung weit mehr) bildet eine 3D-Koordinate eines jeden Bildpunktes.

Es entsteht eine Wolke aus 3D-Koordinaten. Jedem 3D-Punkt wird die Farbe aus den Bildern zugeordnet, so dass die Wolke aus der Entfernung einem Foto gleicht.

Sie erkennen im nebenstehenden Bild die gelben Linien, die durch die Kanaldeckel im echten Foto bis auf den Kanaldeckel in der 3D-Punktwolke reichen. Ebenfalls gut erkennbar ist die hohe Auflösung z.B. bei der Struktur der S-Pflastersteine auf dem Hof.

Bei Verwendung desselben Koordinatensystems können die 3D-Punktwolken des Copters mit 3D-Punktwolken des Laserscanners oder aus Mobile Mapping Verfahren kombiniert werden. So lassen sich komplexe 3D-Modelle von Gebäuden mit Dachlandschaften, Fassaden und ihrer Umgebung erzeugen.