Die Rolle von Drohnen in der modernen Kartographie
Drohnen haben sich zu einem unverzichtbaren Werkzeug in zahlreichen Bereichen entwickelt und sind aus unserem Alltag kaum noch wegzudenken.
Insbesondere auf Baustellen, in Bergbauunternehmen und in der Forst- und Landwirtschaft wird die Drohnenkartierung immer beliebter, da sie die Effizienz, Genauigkeit und Geschwindigkeit der Arbeitsabläufe deutlich verbessert.
Die Technologie der Drohnenkartierung ist für viele dieser Branchen jedoch relativ neu, was die Auswahl der geeigneten Software besonders wichtig macht, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Unter Drohnenkartierung versteht man die Erfassung von Luftbilddaten mittels unbemannter Luftfahrzeuge (UAVs) oder Drohnen, die mit nach unten gerichteten Sensoren wie LIDAR, Multispektralkameras oder RGB-Kameras ausgestattet sind.
Dabei wird das Gelände aus verschiedenen Perspektiven fotografiert und jedes Bild mit präzisen Koordinaten versehen. Durch die anschließende Nutzung von Photogrammetrie-Software entsteht dann eine 3D-Karte mit genauen Messungen und GPS-Daten.
Vorteile von Drohnen-Mapping-Software
- Reduzierung der Feldzeit und Vermessungskosten: Der Einsatz von Drohnen zur Erstellung topografischer Bilder ist bis zu fünfmal effizienter als herkömmliche, bodengebundene Methoden. Durch die Geotagging-Funktion der Drohnen ist die Platzierung zahlreicher Bodenkontrollpunkte (GCPs) nicht mehr zwingend erforderlich, was die Gesamtkosten erheblich senkt.
- Kartierung unzugänglicher Gebiete: Gerade in schwer zugänglichen Gebieten kann die Vermessung sehr aufwendig sein. Drohnen sind hier ideal, da sie auch in schwierigem Gelände problemlos manövrieren und hochwertige Aufnahmen erstellen können.
- Bereitstellung umfassender und präziser Daten: Im Gegensatz zu Totalstationen, die nur Einzelpunkte messen, erzeugen Drohnenaufnahmen Tausende von Messdaten, die in verschiedenen Formaten wie Orthomosaiken, Höhenlinien, Punktwolken, DTMs und DSMs dargestellt werden können.
Wichtige Aspekte bei der Auswahl einer Drohnen-Mapping-Software
Kompatible Dateiformate
Für Dienstleister im Bereich Drohnenkartierung ist die Kompatibilität mit verschiedenen Dateiformaten von entscheidender Bedeutung. Kunden benötigen oft Daten in speziellen Formaten, die in gängiger Software wie AutoCAD, Google Earth oder ArcGIS weiterverarbeitet werden können. Daher sollte die ausgewählte Software eine breite Palette von Exportformaten unterstützen.
End-to-End-Dienste
Eine ideale Drohnen-Mapping-Software sollte eine Komplettlösung bieten, die alle Aspekte einer Vermessungsaufgabe abdeckt. Dazu gehören die Flugplanung, die Kommunikation mit der Drohne während des Flugs, die Datenerfassung, die Speicherung in der Cloud oder lokal, die Datenverarbeitung und der Export in das gewünschte Format.
Benutzerfreundlichkeit
Insbesondere für Einsteiger in die Drohnenkartierung ist eine intuitive und leicht verständliche Software von Vorteil. Durch gründliche Recherche kann man eine Anwendung finden, die sich durch eine einfache Bedienung auszeichnet.
Kollaboratives Arbeiten
Viele Projekte erfordern die Zusammenarbeit mehrerer Benutzer und den Austausch verschiedener Datenquellen. Eine ideale Software sollte daher Teamarbeit unterstützen und die Planung, Terminierung und Durchführung von Drohnenmissionen gemeinsam ermöglichen.
Im Folgenden werden einige der führenden Drohnen-Mapping-Softwareanwendungen vorgestellt, die derzeit auf dem Markt verfügbar sind:
Pix4D
Laut der offiziellen Website ist Pix4D „die führende Photogrammetrie-Software für professionelles Drohnen-Mapping“. Dieses Tool ist besonders für fortgeschrittene Anwender geeignet. Es bietet eine kostenlose Testversion, während die kostenpflichtige Version für Pix4DMapper ab 291 $/Monat erhältlich ist.
Hauptmerkmale
- Verschiedene Versionen für unterschiedliche Anforderungen: Pix4D bietet verschiedene Softwarepakete an, darunter Pix4DMapper für die Kartierung, Pix4Dbim für den Bau, Pix4Dag für die Landwirtschaft und Pix4Dmodel für die 3D-Modellierung.
- Mehrsprachigkeit: Die Software unterstützt zahlreiche Sprachen, darunter Englisch, Russisch, Deutsch, Französisch, Japanisch, Spanisch, Mandarin, Italienisch und Koreanisch.
- Automatisierte Verarbeitung: Pix4D kann Standbilder automatisch aus Videos extrahieren, um neue Projekte zu erstellen. Die Software verarbeitet auch Bilder mit oder ohne bekannte Ausrichtungsparameter der Kamera.
Maps Made Easy
Maps Made Easy ermöglicht es den Benutzern, durch eine einfache Steuerung des Flugmusters, der Geschwindigkeit und der Bildrate eine optimale Abdeckung und Überlappung der Aufnahmen zu erreichen.
Das Unternehmen bietet einen Pay-as-you-go-Plan an, bei dem die Preise bei 0,016 $ pro Bild beginnen. Alternativ gibt es auch ein abonnementbasiertes Modell mit einer kostenlosen Stufe und einem kostenpflichtigen Abonnement ab 5 $/Monat.
Hauptmerkmale
- 3D-Modellbasierte Naht: Maps Made Easy setzt moderne Methoden zur Erstellung von Karten ein. Die Software kombiniert mehrere Bildansichten und exportiert nach der Verarbeitung beeindruckend genaue Orthofotokarten.
- Haldenvolumenmessung: Die Messung und Überwachung von Lagerbeständen wird durch die webbasierten Volumenmessungen von Maps Made Easy schnell und einfach. Die Notwendigkeit teurer externer Software entfällt, da die Messungen direkt im Webbrowser erfolgen können.
- Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)-Verarbeitung: NDVI ist ein grafischer Indikator, der zur Analyse von Fernerkundungsdaten dient und den Zustand der Vegetation bewertet.
- Map Pilot-App für iOS und Android: Mit der Smartphone-App lassen sich Flugrouten einfach planen und steuern. Nach Angabe des Vermessungsgebiets und des Detailgrads übernimmt die App den Rest.
AgiSoft
Agisoft Metashape ist speziell für die Verarbeitung von Photogrammetriedaten entwickelt worden. Die Software ermöglicht eine einfache Bildverarbeitung und die schnelle und präzise Erstellung von 3D-Geodaten. Nach einer kostenlosen 30-Tage-Testphase beginnen die Preise bei 155,90 $/Monat.
Hauptmerkmale
- Vielfältige Ausgabeoptionen: Agisoft Metashape bietet je nach Bedarf verschiedene Ausgabeoptionen.
- Umfangreiche Modellbearbeitung: Die Software ermöglicht eine weiterführende Rekonstruktion durch eine automatische Multi-Klassen-Punkteklassifizierung.
- DSM/DTM-Generierung: Je nach Projekt können entweder digitale Oberflächenmodelle (DSM) oder digitale Geländemodelle (DTM) erstellt werden.
Schwächen
- Agisoft Metashape ist keine umfassende End-to-End-Lösung für die Drohnenkartierung, da sie primär als Verarbeitungslösung konzipiert ist.
Simactive
Die Correlator3D-Software von Simactive ist ideal für die Bearbeitung großer Kartierungsprojekte und liefert hochwertige Ergebnisse aus Satellitenbildern, Drohnenaufnahmen oder Flugzeugdaten. Es gibt eine kostenlose Testversion und flexible Zahlungspläne ab 295 $ pro Monat.
Hauptmerkmale
- Flexible, modulare Architektur: Correlator3D bietet eine Vielzahl von Funktionen, darunter Aerotriangulation, DTM-Extraktion, DSM- und Punktwolkengenerierung, 3D-Modellgenerierung, Mosaikbildung und Orthorektifizierung.
- Verteilte Verarbeitung: Die Stapelverarbeitung beschleunigt die Verarbeitungsgeschwindigkeit und ermöglicht die schnelle Bearbeitung großer Projekte.
- Leistungsstarke Bearbeitungswerkzeuge: Es stehen zahlreiche Optionen zur Verfügung, wie z.B. GCP-Erstellung, Passpunktbearbeitung, DEM-Bearbeitung, Mosaikbearbeitung und 3D-Feature-Extraktion.
Virtual Surveyor
Virtual Surveyor ist eine Software, die sich besonders für topografische Vermessungen, Erdbauarbeiten, Bergbau, Steinbrüche und die Inventur von Lagerbeständen eignet. Die Anwendung bietet verschiedene Tools zur präzisen Optimierung von Projekten. Nach einer kostenlosen Testphase beginnen die kostenpflichtigen Pläne bei 125 $ pro Benutzer und Monat.
Hauptmerkmale
- Zusammenarbeit: Die Anbindung an Dropbox ermöglicht den Zugriff auf Dateien von überall. Aufnahmen können extern geteilt und Zugriffsrechte verwaltet werden.
- Kombination von Daten aus Feldarbeit, Drohnen und CAD: Daten von GPS oder Totalstationen können in Virtual Surveyor integriert werden, um noch genauere Ergebnisse zu erzielen.
- Verschiedene Ansichten: Für die Kartierung linearer Merkmale oder die Erstellung von Berichten ist eine 2D-Kartenansicht ideal. Die 3D-Ansicht ermöglicht die Analyse der Topographie und den Vergleich mit Entwürfen.
3DF Zephyr
3DF Zephyr von 3DFlow ermöglicht die automatische Rekonstruktion von 3D-Modellen aus Fotos. Diese Photogrammetrie-Software kann auch anspruchsvolle 3D-Scan- oder Rekonstruktionsprojekte bewältigen. Neben einer kostenlosen Version beginnen die kostenpflichtigen Versionen bei 149,00 € zzgl. MwSt.
Hauptmerkmale
- Multi-GPU-Unterstützung: Die Multi-GPU-Unterstützung von Zephyr gibt dem Benutzer volle Kontrolle über die 3D-Rekonstruktionsschritte.
- Vielseitigkeit für zahlreiche Anwendungen: 3DF Zephyr kann für eine Vielzahl von Projekten, Szenarien und Anwendungen eingesetzt werden. Die Software übernimmt die Arbeit, sobald die Ziele definiert sind.
- Vielfältige Modelle: Neben 3D-Modellen liefert 3DF Zephyr auch digitale Gelände- und Oberflächenmodelle (DTM, DSM), echte Orthofotos, Projektberichte und Statistiken.
Open Drone Map
Open Drone Map ist eine Softwareanwendung, die aus Luftbildern Karten, DEMs, Punktwolken und 3D-Modelle erstellt. Es gibt Pay-as-you-go- und abonnementbasierte Modelle ab 29 $/Monat.
Hauptmerkmale
- Orthomosaike: Die Software verarbeitet georeferenzierte, orthorektifizierte Karten.
- Bodenkontrollpunkte: Für eine höhere Genauigkeit können GCPs erstellt und verwendet werden.
- Vielfältige Exportformate: Dateien können in den Formaten GeoTIFF, LAS/LAZ, PNG, OBJ und OGC 3D Tiles exportiert werden.
- Verschiedene Modelle: Open Drone Map erzeugt texturierte 3D-Modelle im OBJ- und OGC-3D-Kachelformat. Es werden auch georeferenzierte digitale Höhenmodelle (DSMs und DTMs) erstellt.
Branchen, die von Drohnen-Mapping-Software profitieren
Bau und Infrastruktur
Drohnen-Mapping-Software ermöglicht es Baufachleuten, große oder schwer zugängliche Gebiete für eine detaillierte Auswertung zu kartieren. Weitere Anwendungen in der Bauindustrie sind die Überwachung des Baufortschritts und die Erstellung von 3D-Modellen von Baustellen.
Landwirtschaft
Multispektrale Bilder aus Drohnen können nützlich sein, um Probleme mit Pflanzen zu erkennen und genaue Pflanzenzählungen vorzunehmen. Die gesammelten Daten helfen bei der Prävention der Ausbreitung invasiver Arten oder Krankheiten.
Bergbau und Zuschlagstoffe
Drohnen-Mapping-Software verbessert die Effizienz der Verwaltung großer Steinbrüche und Bergbaustandorte. Einige der Anwendungen dieser Software im Bergbau sind:
- Gefahrenerkennung
- Überwachung von Hängen
- Bewertung vor Sprengungen oder Bohrungen
- Bestandsaufnahme und Verwaltung von Lagerbeständen
Naturmanagement
Moderne Forscher und Naturschützer nutzen Drohnen, um Landnutzungsänderungen zu überwachen und Wildtierbewegungen zu verfolgen.
Anmerkung des Verfassers
Um das volle Potenzial der Drohnen-Mapping-Software auszuschöpfen, sollte sie von erfahrenen Fachleuten bedient werden. Die Wahl der richtigen Drohne hat ebenfalls großen Einfluss auf das Endergebnis, daher sollte hier eine sorgfältige Auswahl getroffen werden.
Fazit
Drohnenkartierung ist ein zunehmend attraktives Feld für professionelle Drohnenpiloten weltweit. Die Wahl der geeigneten Drohnen-Mapping-Software hängt von den individuellen Bedürfnissen, der Benutzerfreundlichkeit und der Vertrautheit mit den Softwarefunktionen ab. Um in diesem Bereich erfolgreich zu sein und perfekte Karten zu erstellen, sollten die Grundlagen der Kartenprojektion, der Fernerkundung und der 3D-Modellierung beherrscht werden.
Zusätzlich können auch weitere Geodaten-Tools für die Kartierung und Datenvisualisierung erkundet werden.