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19.02.2016 148. DVW- Seminar – UAV 2016 – Vermessung mit unbemannten Flugsystemen 1

Photo-based-scanning als Erweiterung des ingenieurgeodätischen Leistungsspektrums Ulrich Völter

Photo-Based-Scanning als Erweiterung des ingenieurgeodätischen

Leistungsspektrums

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Ulrich Völter intermetric GmbH

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Formeln

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Definition: Seien A die Aufnahmefähigkeit β das Hausbier Φ die Formeln

Satz: A(Φ) ~ 1

A(β)

In Worten: Die Aufnahmefähigkeit von Formeln ist reziprok proportional zur Aufnahmefähigkeit von Hausbier am Vorabend.

Beweis: Per Akklamation ;-)

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Messablauf Photo-Based-Scanning

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3D-Vermessung

Freie Bildverbände

Photo-based-scanning

Laserscanning - UAV-Vermessung

- Befliegung

- Drohnenvermessung

- Nahbereichsphotogrammetrie

- terrestrische Photogrammetrie

Punktwolke, Orthophoto, Vermaschung

DGM, Planwerk, Modell

Begrifflichkeiten

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Spiegelreflexkamera, Vollformat, 24mm Festbrennweite

Quelle: Nikon

Merkmalsidentifikation, Innere und Äußere Orientierung

Quelle: IfP Uni Stuttgart 19.02.2016 Ulrich Völter - intermetric GmbH 9

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Aufnahmekonfiguration

Quelle: IfP Uni Stuttgart

Aufnahmekonfiguration

Quelle: IfP Uni Stuttgart, intermetric GmbH

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Bedingungen an Umgebung und Objekt

• Lichtverhältnisse – keine

Schlagschatten

• Wetterbedingungen

• Sichtbarkeit – kein Bewuchs

• Zugänglichkeit

• Sichtbare Struktur – nicht einfarbig

– nicht richtungsabhängig

• Matte Oberfläche

• Kontrast

• Erkundung und Vermarkung von Standpunkten – Klebemarke, Farbmarkierung, Coded Targets

• photogrammetrische Erfassung

• tachymetrische Netzmessung / Passpunktmessung

• UAV-Vermessung

• GPS-gestützte Passpunktmessung

Messablauf – Außendienst

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• Zusammenstellen der Bildverbände – Rechenleistung, Speicherbedarf

• Netzausgleichung / Passpunktberechnung

• Relative Zuordnung der Bilder

• Dense Image Matching

• Export in entsprechende Formate

• Zwischenergebnisse – Orthophoto, Punktwolke, Vermaschung

• Ausarbeitung als Plan / Modell

Datenverarbeitung – Innendienst

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• Felshangsicherung

• Gleisanlagen (Bahnübergänge)

• Damm- und Deichbereiche

• Strommasten

• Fassadenaufnahme / Bestandsdokumentation

• Deformationsvermessung

• Massenermittlung

• Industrie: Reverse Engineering / Qualitätssicherung

• Architektur (Modellierung)

• Flächenmanagement

• Landwirtschaft (Agrarfläche, Rebflächen…)

• Tagebau (Bruchkanten)

Anwendungsgebiete

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Helsa

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Projekt BAB A44 – Verlängerung Kassel – Herleshausen

Quellen: Wikipedia, hessen.mobil.de

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Projekt BAB A44 – Verlängerung Kassel – Herleshausen Kosten

Quelle: Wikipedia

Kammmolchmännchen – Umfangreiche Umweltschutzmaßnahmen

Quelle: Wikipedia

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Beteiligung der intermetric GmbH

• Tunnel Hirschhagen – ca. 4.200 m, 2 Röhren – Bauvermessung

• Durchschlag am 10.02.16 • Durschlags“fehler“: 1,5cm

– Monitoring der querenden Bahnstrecke

• Tunnel Küchen – ca. 1350 m, 2 Röhren – Bauvermessung

• Durchschlag am 13.08.14

• Abschnitt bei Helsa – Urgeländeaufnahme

Urgeländeaufnahme

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UAV auf Startrampe

• Bilder von der UAV-Aufnahme

UAV Startet

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UAV fliegt hoch

Einfangen des UAV

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Bildverband und Punktwolke

• Bild von der Bildanordnung

Ground Control Points

• Ground Control Points

– gut verteilt über das Aufnahmegebiet

– nicht zu nah am Rand

– Mittlere Genauigkeit ca. 4cm

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Vergleich GPS- / UAV-Aufnahme

• Hohe durchschnittliche Übereinstimmung

• Abweichungen bis 0,2m auf Grund höherer Auflösung der UAV-Aufnahme

• Rote Abweichungen > 0,5m auf Grund im GPS-Modell nicht berücksichtigter Aufschüttungen.

Sessel H57

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Sessel H57

Fotogrammetrische Aufnahme des Sessels H57 mit coded Targets

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Punktwolke aus Fotoscan

Vermaschung des Sessels H57

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Vermaschung, .STEP-Datei, Differenzen

Felshänge

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Felssicherung, Zollernalbbahn

Tachymetrische Aufnahme der Ankerpunkte

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Tachymetrische Aufnahme der Ankerpunkte

Fotogrammetrische Aufnahme – Aufnahmegeometrie

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Aufnahmegeometrie, Passpunkte, Orthofoto

Punktwolke an einem Tunnelportal

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Grabkapelle

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Die Liebe höret nimmer auf

Die Grabkapelle auf dem Württemberg ist die Ruhestätte des Württembergischen Königspaars Kathatina Pawlowa und Wilhelm I, der den Stammsitz seiner Familie schleifen ließ um seiner beim Volk beliebten und segensreichen Gemahlin den schönsten Platz im Reich als Ruhestätte erbauen zu können.

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Details

3D Erfassung und Modellierung der Büsten

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Netzmessung und Laserscanning im Inneren

Scans mit Rerenzpunkten

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Die Ausrüstung

• Oktokopter • Canon EOS 5D Mark II, 24mm • separate Steuerungen

– Flugsteuerung – Fotoauslösung

• Flugzeit ca. 9 Min • 5 Batteriesätze

UAV-Befliegung

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Flug

Berechnen der Punktwolke

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Punktwolke aus Photo-Based-Scan und Laserscanning

Die Punktwolke der Grabkapelle

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Grabkapelle auf dem Württemberg, Stuttgart – 3D-Modellierung

Grabkapelle auf dem Württemberg, Stuttgart – 3D-Modellierung

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Film

Rittersturz

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Felshang Rittersturz bei Koblenz

• 100 m hoch 300 m breit • Neigung 45° bis 90° • 4 Flüge • 27 Bodenpunkte • 300 Bilder, 4,8GB Daten • 65 Mio Punkte, • 1,48 cm Bodenauflösung • 3h Aufnahmedauer • 3 Tage Projektdauer

Danke für Ihre Aufmerksamkeit

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