Jürgen Schulz - „Befahrung vs. Befliegung?“

Befahrung vs. Befliegung?

Optimale Methoden zur Erhebung

kommunaler Geodaten

Jürgen Schulz, Hansa Luftbild AG (Berlin)

© 2014 Hansa Luftbild Gruppe Potsdam, 12.06.2014

▸ Technische Erfassungsmethoden

▸ Klassische Luftbildvermessung:

Bestandsdaten aus Luftbildern mit

photogrammetrischer (= dreidimensionaler) Auswertung

▸ Kooperation:

Hansa Luftbild mit iNovitas

Akzente

Bestands- und Zustandsdaten u.a. aus Bild-Messbefahrungen


Hansa Luftbild mit iNovitas

▸ Bild-Messbefahrung:

3D-Datenerfassung mit infra3D und HLMap3D

▸ Vergleich:

Möglichkeiten und Besonderheiten

3D-Modellierung

Geländemodelle, Stadtmodelle, Solarpotenzial,

Informations-gewinnung

Bild- und Sachdaten, Liegenschaften, Fachkataster,

Straßenkataster,

Grün- und Baumkataster, Beweissicherung &

Gutachten

Sensorik-Kompetenzzentrum

Hochgenaue Sensoren,

eigener Flugbetrieb

Branchenlösungen

Verwaltung, Transport & Verkehr,

Energie,

Rohstoffe & Bergbau, Immobilien

Internationales Consulting

Landmanagement, Kataster,

Hansa Luftbild Gruppe


Geländemodelle, Stadtmodelle, Solarpotenzial,

3D-Video

Geoinformationssysteme

Beratung, Datenmanagement, Entwicklung,

Fachinformationsmanagement

Web-Lösungen

Web-Mapping,

WebGIS-Hosting

Softwareentwicklung

GIS, NIS, CAD, DMS,

RDBMS, OpenSource

Landmanagement, Kataster,

Grenzvermessung,

Schulung & Beratung

Helikopter

► Aufgrund der hohen Wendigkeit ideal für Korridore, wie Verkehrswege,

Energietrassen

Flugzeuge

► Ideal zur Erfassung großflächiger Gebiete

► Kosteneffizient bei der Erfassung von

Flächen ab ca. 400 ha

Technik: Luftfahrzeug-gestützte Sensortechnik - Fluggeräte


Energietrassen

► Kosteneffizient ab Objektgrößen von ca. 4 ha

Unmanned Aerial Vehicles

► Flexible Inspektionen durch kontrollierte, autonome Fluggeräte

► Kosteneffizient für kleinste Flächen oder

in schwer zugänglichen Gebieten

4

3 digitale Kamerasysteme

Technik: Luftfahrzeug-gestützte Sensortechnik - Kameras

► Bodenauflösung

bis 3 cm

► Je Bild bis zu

220 Megapixel

Technik


Z/I Imaging DMC I

und DMC II

Vexcel UltraCam Eagle

5

► Photogrammetrische Messung x, y, z

► Orthofotos

► Visualisierung, Überblick

Zweck

Technik: Luftfahrzeug-gestützte Sensortechnik - Laserscanner

Airborne Laserscanning-System

► Lasersystem: RIEGL Litemapper 5600

► Digitale Hasselblad H39-Mittelformatkamera

► Lage- und Höhengenauigkeit < 5 cm

(mit Nachbearbeitung)

► > 25 Laserpunkte je m² (1 Punkt je 20 cm)

► Helikopter-gestützt

Technik

Zweck


► Helikopter-gestützt

CCNS (Navigationssystem)

mit GPS

Laserscanner

ComputerCCNS-DisplayIMU (Messung von

Beschleunigungen und Drehraten)

Kontrolldisplay

Laserscanner

Datenspeicher

► 3D-Gelände- und Oberflächenmodelle

► Grundlage für Gebäudetexturierung (speziell oberer

Gebäudebereich)

Mobile Mapping Solution, infra3D-Service

Technik: Straßengebundene Sensortechnik - Bild-Messbefahrungen

Technik

Zweck

► Kooperation mit iNovitas:

Datenvorhaltung, Cloud, …

► Photogrammetrisches System:

Stereobild-basiertes Mobile Mapping

► Alle Infrastrukturen auf einem „3D-Video“


► Ad hoc-Messung im cm-Bereich

► Webbasierte Nutzung:

Ihre Stadtstraßen

auf dem Desktop und unterwegs

► Digitalisierung von

Be- und Zustandsdaten

► Virtuelle Feldbegehungen

► Hoch auflösende intelligente Bilddaten (Intelligenz durch

Lage-/Höhenwert, Farbwert, mögliche Realwelt-Messung)

► 3D-Digitizer:

Hansa Luftbild-Eigenentwicklung HLMap3D

Bestandsdaten aus hoch auflösenden Luftbildern

► Bildflug:

Bodenauflösung 5 cm - 20 cm, unbelaubt, farbig

► Bildprozessierung und Erzeugung von Orthofotos

► Photogrammetrische 3D-Luftbildauswertung

► Vor-Ort-Kontrollen (u.a. für verdeckte Elemente)

► Nachbearbeitung, Datenveredelung mit GIS

Klassische Luftbildvermessung


► Straßenkataster mit Be- und Zustandsdaten

► Daten für gängige Straßendatenbanken

Pro und Kontra Luftbild

► Sichere Flächentypen-Erfassung (Fahrbahn,

Radweg, Nebenanlage, Begleitgrün, …)

► Erkennbarkeit des Oberflächenmaterials: abhängig von

Bodenauflösung

► Präzise Geometrien durch

photogrammetrische Vermessung

► Bei Bedarf genaue Lage- und Höhenkoordinaten (Kanaldeckel,



Bei Bedarf genaue Lage- und Höhenkoordinaten (Kanaldeckel,

Beleuchtung, …)

► In Abhängigkeit von der Anforderung ggf. Luftbildauswertung

ausreichend

► Bei hohen Anforderungen:

Feldvergleich erforderlich

► Photogrammetrische 3D-Messung aus Luftbildern

► Saubere Anpassung an Katastergrenzen

► Nachbearbeitung der Luftbildvermessung mit ArcGIS; Objekt- und

Abschnittsbildung

► Widmung: Eigentumsverhältnisse werden durch Abgleich mit Kataster

überprüft

► Privatnutzung auf städtischen Flurstücken, öffentliche Nutzung ragt auf

Photogrammetrische Messung



► Privatnutzung auf städtischen Flurstücken, öffentliche Nutzung ragt auf

privates Flurstück …

► Entwurfsvermessung für Autobahnen, Bundesstraßen bis zu Radwegen

► Bestandsdatenerfassung für Kommunen, Landkreise, Landesämter

► Bundesweit Straßenkataster,

aktuell für Detmold (550 km),

Waiblingen (330 km), Starnberg (220 km), …

► Widmungskataster, Baumkataster, Grünflächen- und Friedhofskataster

► Kataster für rund 450 deutsche Kommunen

Beispiele, Referenzen



► Kataster für rund 450 deutsche Kommunen

► Weltweit …

Besonderheit der Technologie für Datenerfassung

► „3D-Videos“ = Abfolge aus 3D-Einzelbildern

► Zugang: infra3D Webapplikation oder eigener Server

► Präzise verortete Stereobilder für 2D- und 3D-Auswertung

► Photogrammetrische Auswertung von Luftbildern und

„3D-Video“ basiert auf identischem Prinzip

► Jeder Bildpunkt besitzt x-, y-, z-Koordinate

Bild-Messbefahrungen

Abbildung: © iNovitas


► Webbasierter Viewer ermöglicht

- intuitives Navigieren im Straßenraum

- Messfunktionen

- Überlagerung mit vorhandenen Geodaten

► Stereovision-Client für dreidimensionale Betrachtung

und Auswertung der „Videos“ mit 3D-Brille

► Eigener 3D-Digitizer HLMap3D

► Genaue räumliche Lage-/Höhenmessung und

Formbestimmung

► > 2 Perspektiven/Objekt: räumlich sehen, weniger verdeckte

Bereiche

► Mehr Details, mehr Realität, höhere Genauigkeit

Exkurs: warum photogrammetrisch?

HLMap3D: leistungsfähiger 3D-Digitizer

► Photogrammetrische Messung

aller relevanten Infrastrukturen

► Digitalisieren von

Flächen-, Punkt- und Linienelementen

► Einbindung anderer Geodaten:

Kataster, Mittelachsen, KK-Modell, Kanaldaten, …;

anklicken (Snap-Funktion) möglich

►



► Erzeugung

sauberer, flächendeckender Geodatenbestände

► Online-Integration des infra3D cloud-Service

auch für mobile Erfassung und Messung

Zweck

► Effiziente Erfassungsumgebung für

Erhebung von Be- und Zustandsdaten

direkt aus den „3D-Videos“

im CAD-/GIS-Format

Demo HLMap3D

► Video der Funktionen des Webclients infra3D

► Navigieren, Messen im Video

► Layer Be- und Zustandsdaten



► Digitalisieren im „3D-Video“ mit HLMap3D

PIF_Video.mp4

Optional: Texturierung von Gebäuden


► Daten aus „3D-Video“ oder aus Luftbild oder kombiniert

► Abbild der Gebäudegeometrien rechnen,

Gebäudemodell erstellen, Fassadenteile aufrastern

► Fotoinformation pixelweise auf Fassadenteil übertragen

► Manuelle Nacharbeitung abnehmend

mit zunehmender Güte der Georeferenzierung

Technik

Fassa-


mit zunehmender Güte der Georeferenzierung

► Fazit: hochgenaue Position (x, y, z) aus 3D-Bildern

-> weitgehende Automatisierung

-> kostengünstig

► „Fassadenfotos auf Gebäude kleben“

► Visualisierung

► 3D-Stadtmodelle

Zweck

Fassa-

denteil

Luftbilder

… beides geht

► Luftbildauswertung mit Projektion von “oben” entspricht

vertrauter Sicht auf Karten bzw. auf GIS-/CAD-Daten

► Fachnutzer meist mit Verwendung von Luftbildern vertraut

► Bessere Übersicht über großräumige, vernetzte Strukturen im Luftbild

► Orthofotos ist wesentliche Zusatzinformation im GIS/CAD

Luftbildmessung oder „3D-Video“ …


Befahrung

► Perspektive der Bild-Messbefahrung wie in Realität

► Bildinformation für viele Nutzergruppen gewohnter

► Aufgrund sehr hoher Auflösung deutlich mehr Detailinformation

► Virtueller Straßenraum auf Desktop für

Zeitersparnis, Arbeitssicherheit

► Problem bei Luftbildauswertung: Verkippung, Verschattung, Baumkronen;

nachrangig: parkende Fahrzeuge

► Problem bei Befahrung: parkende Autos verdecken Straßenrand-Strukturen;

Teilausgleich durch mehrere Kamerasysteme

► Höhere Befahrungsgrundkosten machen sich durch Nutzung in täglicher Arbeit bezahlt

► Luftbilder oft schon vorhanden (Vermessungsämter, Landkreise, …)

► Detailerkennung z.B. von Oberflächenmaterial im „3D-Video“ deutlich besser

… beides hat Vor- und Nachteile

Luftbildmessung oder „3D-Video“ …


► Detailerkennung z.B. von Oberflächenmaterial im „3D-Video“ deutlich besser

► Luftbildauswertung für preiswerte Modelle der Ersterfassung (Doppik) bei

guter Auflösung und reduziertem Feldvergleich

► Anonymisierung von Gesichtern und Kennzeichen in „3D-Videos“ ggf.

notwendig (halbautomatische Option)

► Verfahren kombinierbar

….. beides geht (mit Hansa Luftbild)

▸ 3 eigene Flugzeuge, Helikopter und UAVs zur Befliegung.

3 hochauflösende digitale Luftbildkameras und weitere eigene Sensoren (Hansa Luftbild)

▸ 3 eigene Fahrzeuge mit konfigurierbaren Stereo-Messbildsystemen, Panoramakamera, Laserscanner. Cloud-basiertes System für

Datenhosting / verteilte Nutzung (iNovitas)

▸ Flächendeckende Erfassung von Be- und Zustandsdaten. Aufbau vollständiger Straßenkataster und Umsetzung in Ihr GIS/Ihre

Straßendatenbank

Zusammenfassung


Straßendatenbank

▸ Straßenraum georeferenziert, hochauflösend, in 3D auf Ihrem Desktop. Virtuelle Feldbegehungen durch jederzeit verfügbares

Abbild des Straßennetzes. Flexible Arbeitsprozesse, Zeitersparnis, Kostenreduktion, verbesserte Arbeitssicherheit

▸ Vielfältige Datennutzung: Erzeugung von 3D-Punktwolken und abgeleitetem Höhenmodell. Aufnahme von Gebäudefassaden,

Umsetzung in detailreiche 3D-City-Modelle

… und das alles AUS EINER HAND.

Mehr Information

► In unserem Flyer

► Auf unserer Homepage


► Auf dem Firmenstand

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit


Hansa Luftbild AG

Kekule Str. 2-4

12489 Berlin (Adlershof)

Tel.: +49 . 30 . 6392 3520

[email protected]

www.hansaluftbild.de

Dr. Jürgen Schulz

Hansa Luftbild AG

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Jürgen Schulz - „Befahrung vs. Befliegung?“

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