Von der klassischen Luftbild Stereophotogrammetrie hin zu Multi‐Stereo Photogrammetrie

Der Weg zur Multi‐Stereo Photogrammetrie auf der Basis von UAV Luftbildern

Photogrammetrie ist eine alte Methode um Messungen auf Basis von 2D Fotografien durchzuführen. In der Geschichte wurde die Methode genutzt, um genaue Positionen von (Mess-)Punkten auf Oberflächen wiederherzustellen. Daran hat sich auch bis heute nichts geändert, doch heute wird in der Regel die Methode Multi-Stereo Erfassung der Stereophotogrammetrie vorgezogen. Speziell in unserem Fall bei der UAV Photogrammetrie, für die dreidimensionale Vermessung bzw. 3D Datenerfassung.

Ein kurzer Ausflug in die Geschichte der Luftbild Photogrammetrie

Die UAV Photogrammetrie ist in etwa so alt wie die moderne Fotografie selbst. Mitte des 19. Jahrhunderts konnte man bereits den Abstand zwischen zwei Punkten, die auf einer Ebene parallel zur fotografischen Bildebene liegen, durch Messung ihrer Entfernung auf dem Bild bestimmen. Voraussetzung war jedoch das der Maßstab des Bildes ist bekannt. Die Bildauswertung wurde Anhand von Bildpaaren durchgeführt. Bei einer Airborne bzw. Luftbild Photogrammetrie benötigte man bisher neben einer stabilen Kamera bzw. eines stabilen und kalibrierten Kamerasystems (bezogen auf die Kamerageometrie) auch noch äußere Parameter wie Geolokalisierung (x, y, z), die Orientierung der Kamera zum Zeitpunkt der Bilderfassung (Omega, Phi, Kappa) um die räumlichen Beziehungen des Bildpaares wiederherzustellen. Ohne die genauen Parameter können die dreidimensionalen Informationen aufgrund der falsch berechneten Parallaxe nicht berechnet werden. Bevor UAVs (Drohnen) in Kombination mit moderner Photogrammetrie Software zur Erfassung und Auswertung eingesetzt wurden, nutze man metrische und im Labor kalibrierte Kameras an Bord von Flugzeugen (Airborne), um im Anschluss Bildpaare mittels Triangulation gemeinsamer Bildpunkte (Stereo Matching) auszuwerten.

Für UAVs Luftbilder nutzt man ausschließlich Multi‐Stereo Photogrammetrie Software

Mit den von uns genutzten Software Programmen zur Bildauswertung wie Agisoft Photoscan Professional oder RealityCapture von Capturing Reality lassen sich sogar völlig ungeordnete Fotos aus terrestrischer wie auch UAV Photogrammetrie nutzten, vorausgesetzt die Bilder verfügen über eine ausreichende Überlappung in Längs- und Querrichtung. Die Bilder werden also nicht mehr ausschließlich paarweise verarbeitet, daher auch der Begriff Multi-Stereo Photogrammetrie. Beide Programme sind in der Lage die Bildregistrierung (Ausrichtung/Alignment) und automatische Kalibrierung mittels Bündelblockausgleichung durchzuführen. Selbstverständlich können bekannte Kameraparameter einer Laborkalibrierung oder Kalibrierung im Feld in der Berechnung mittels Import einbezogen werden. Auch die Georeferenzierung im gewünschten Koordinatensystem wird im Programm durchgeführt, bevor weitere Schritte erfolgen. Durch die Software werden im Anschluss Tiefeninformationen auf Basis der Bildverbände berechnet und eine dichte Punktwolke prozessiert. Danach erfolgt je nach Bedarf der Export der Punktwolke oder die Weiterverarbeitung z.B. Vermaschung der Punktwolke zu einem Polygonnetz (3D Modell) und vieles mehr.

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