Luftbilder der DJI Inspire 2 aus Pix4Dcapture App

01.09.2017 - 07:44:21

Vegetationsindizes

Die lose Punktwolke zeigt Punkte, welche auf mehreren Bildern erkannt wurden. Ausreißer und Löcher lassen sich sehr gut erkennen.
(c) Screenshot PhotoScan/Agisoft

Im letzten Beitrag wurde die Pix4Dcapture App vorgestellt. Mit Hilfe dieser App fliegt die DJI Inspire 2 automatisch einen vorgegebenen Flugplan ab. Aus den Luftbildern der beflogen Fläche soll nun eine Übersicht erstellt werden.

Eine detailreiche Übersicht großer Flächen kann durch die Berechnung eines Orthomosaic erreicht werden. Hierzu werden die vielen Einzelbilder einer Fläche zu einem Bild zusammengesetzt (Orthomosaic). Identische Pixel auf den erstellten Luftbildern werden in einer Photogrametriesoftware automatisch gesucht und in korrekter Reihenfolge zusammengesetzt wie ein Puzzle. Um dies zu ermöglichen, ist es notwendig eine gewisse Überlappung der Einzelbilder zu gewährleisten. In der Regel werden die Aufnahmen mit mindestens 60 % Überlappung aufgenommen. Generell gilt, je größer die Überlappung, desto besser das Alignment.

Im ersten Schritt werden die Einzelbilder in die Photogrametriesoftware geladen und zusammengesetzt. Pix4D bietet hier die Möglichkeit die Bilder in die Cloud zu laden und dort bearbeiten zu lassen. Somit ist der Arbeitsaufwand für den Nutzer sehr gering. Möchte man jedoch seine Daten nicht aus der Hand geben oder Einfluss auf die verschiedenen Verarbeitungsschritte nehmen, empfiehlt es sich hierfür eine Desktopversion zu verwenden. Hier gibt es vom Opensourceprojekt wie z.B. OpenDroneMap [https://opendronemap.github.io/], bis hin zur Profisoftware z.B. Agisoft Photoscan [http://www.agisoft.com/] verschiedenste Produkte.

Ist das Alignment der Bilder abgeschlossen, können falls vorhanden, georeferenzierte Punkte in einzelnen Bildern markiert werden. Dies hilft die „Punktwolke“ der übereinstimmenden Punkte der Einzelbilder zu verbessern.

Im nächsten Schritt werden sämtliche Punkte zwischen den bereits vorhandenen Punkten gesucht und eine sehr engmaschige Punktwolke oder bereits ein 3D Modell erstellt.

Von hier aus ist außer der Kontrolle kein Eingreifen des Users mehr notwendig. Sind noch größere Löcher in der Punktwolke zu schließen kann dies erkannt werden. Im nächsten Schritt wird nun das DEM (depth / digital elevation model) berechnet. Es stellt die Topografie der Fläche dar.

Zu erkennen sind auf dem DEM entsprechend der Skala auf der linken Seite die Erhebungen oder Senken. Wurde das Bild zuvor georeferenziert können Positionen und Höhenunterschiede absolut angeben werden und entsprechen der „realen Welt“ oder auch „Bodenwahrheit“. Andernfalls sind die Werte relativ zu Positionen im Modell gesetzt. Da die Bilder der DJI Inspire 2 bereits georeferenziert von der Drohne übermittelt werden, ist hier zumindest eine grobe Georeferenzierung vorhanden.

Das Orthomosaic ist das zusammengesetzte Bild der vielen Einzelbilder aus der DJI Inspire 2. Wobei dessen Auflösung (Pixel pro cm²) abhängig von der verwendeten Kamera und deren Flughöhe ist. Es gilt zu beachten, dass die Bodenauflösung des Orthomosaic quadratisch mit steigender Flughöhe sinkt. Bei einer Flughöhe von ca. 50 m erreicht die Zenmuse X5S an der DJI Inspire 2 eine Bodenauflösung von ca. 2,51 cm/pix. Dieses Othomosaic kann nun zur Berechnung verschiedener Vegetationsindizes verwendet werden, um z.B. Aussagen über den Deckungsgrad oder Bestandeshomogenität treffen zu können.
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In der dichten Punktwolke oder dem 3D Modell scheint die einzeln abgelichtete Fläche bereits vollständig zusammengesetzt zu sein.
In der dichten Punktwolke oder dem 3D Modell scheint die einzeln abgelichtete Fläche bereits vollständig zusammengesetzt zu sein.
(c) Screenshot PhotoScan/Agisoft
Das DEM zeigt die Topografie der aufgenommen Fläche und des Bewuchses.
Das DEM zeigt die Topografie der aufgenommen Fläche und des Bewuchses.
(c) Screenshot PhotoScan/Agisoft
Das Orthomosaic ist das zusammengesetzte Bild der vielen Einzelbilder aus der DJI Inspire 2.
Das Orthomosaic ist das zusammengesetzte Bild der vielen Einzelbilder aus der DJI Inspire 2.
(c) Screenshot PhotoScan/Agisoft