Wie man ein digitales Geländemodell und ein Orthofoto mit Hilfe von Drohnenvermessung erhält

IAGV und Sofia Bösl, M. Sc., erklären mit einer Fallstudie: Bestandsvermessung einer Deponie in der Stilllegungsphase, ca. 10ha groß

Die ehemalige Mülldeponie Posthof ist seit Juli 2009 geschlossen. Da in den letzten Betriebsjahren kein Hausmüll, sondern nur noch mineralische Abfälle wie Bauschutt abgelagert wurden, sind die Vergärungsprozesse weitgehend abgeschlossen.

Die Deponie befindet sich somit im Stadium der Stilllegung und ist mit einer vorläufigen Kunststoffdichtungsbahn vollkommen abgedeckt. Die endgültige Oberflächenabdeckung soll 2023 aufgebracht werden (Quelle: Landkreis Regensburg). 

Wir als Ingenieurbüro für Vermessung liefern zur weiteren Deponieplanung ein digitales Geländemodell (DGM) und ein Orthophoto.

Mit diesen Daten wird die endgültige Oberflächenabdichtung geplant und mögliche Nachnutzungen der Deponie zum Beispiel durch Errichtung einer Photovoltaikanlage auf der Deponie erörtert. 

Gewählt wurde eine Kombination aus Drohnenvermessung und Ergänzung mit terrestrischer Vermessung, um Detailinformationen wie die Höhen der Gasschächte oder Anschlusshöhen zu den Überflächenwassergraben zu erhalten, aber auch vom Vorteil der Zeitersparnis durch die Drohne zu profitieren. 

Mit der Pix4D Capture App wird vorab der Flug digital geplant und später auch gesteuert. Die Flughöhe wird anhand der benötigten Bodenauflösung  und der Dauer der Akkulaufzeit auf 75m über dem Startpunkt festgelegt. Weitere Parameter wie Kamerawinkel 70°, Bildüberlappung vorne 80% und seitlich 70% sowie Fluggeschwindigkeit 4m/s werden eingestellt.

Die Bodenauflösung von 3cm pro Pixel wird von der Flughöhe und der verwendeten Kamera automatisch bestmöglich festgelegt. 

Die Drohne fliegt dann automatisch entsprechend ihres festgelegten Flugplans in einem doppelten Raster. So werden alle Objekte bestmöglich erfasst, da die Kamera aus verschiedenen Perspektiven Bilder aufnimmt.

In 80 Minuten Flugzeit werden so 841 Bilder generiert. 

Parallel dazu werden neun schwarz-weiße Zielmarken (40x40cm) gleichmäßig im Untersuchungsgebiet und über alle Höhenlagen verteilt angebracht. Diese heben sich durch ihre Größe und Farbgebung von ihrer Umgebung ab, sodass sie in den Drohnenbildern klar zu erkennen sind. 

Sie werden dann mittels GPS eingemessen und in der weiteren Bearbeitung in der Software Pix4D als Ground Control Points verwendet, um das Gesamtprojekt zu georeferenzieren und Bildrauschen zu reduzieren. 

Ergebnisse

Nach einer Gesamtrechenzeit von ca. 10 Stunden erhält man eine Punktwolke in verschiedenen Formaten, ein georeferenziertes Orthophoto und ein digitales Geländemodell mit einem frei gewählten Punktabstand von 5m.

Das DGM wird anschließend zusammen mit den terrestrisch aufgenommenen Punkten in einem CAD-System zusammengeführt und eine Vermaschung über alle Punkte unter Berücksichtigung der Bruchkanten erstellt. 

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