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Volumenberechnung mit dem 3D-Modell

Praxisaufgabe für das Survey-Kit (also H520 plus Weitwinkelkamera E90) soll die Volumenberechnung eines Erdaushubs sein. Solche Berechnungen werden im Bauwesen gemacht, sie helfen zum Beispiel beim Ermitteln von Abfuhr- und Deponiekosten.

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Grundlage für die Volumenberechnung ist ein 3D-Modell, das hier mit dem H520 und entsprechender Software erstellt wird. Im Prinzip werden dabei Fotos eines Objekts (in unserem Fall ein Erdhügel) gemacht und auf den Fotos gemeinsame Punkte (Verknüpfungspunkte) gesucht. Mit deren Hilfe lässt sich die räumliche Lage der Kamera zum Zeitpunkt der Aufnahme berechnen und daraus schließlich ein 3D-Modell rekonstruieren.

Datapilot hat für Vermessungsaufgaben einen speziellen Survey-Modus, mit dem sich ein Raster auf die zu vermessende Fläche legen lässt. Nach der Auswahl der Kamera und der Eingabe weiterer Optionen (Überlappung, kreuzweises Befliegen und so weiter) berechnet die App Wegpunkte und Fotopositionen automatisch. Aus der Anzahl der Wegpunkte ergibt sich die Flugdauer. Bei großen Projekten muss womöglich zwischendurch der Akku gewechselt werden, was von der App aber eingeplant wird.

  • Der Survey-Modus in Datapilot (Screenshot: Dirk Koller)
  • Punktwolke (Screenshot: Dirk Koller)
  • Berechnung des Aushubvolumens (Screenshot: Dirk Koller)
Der Survey-Modus in Datapilot (Screenshot: Dirk Koller)

Die Flugroute, die man übrigens auch komfortabler (mit der Maus auf einem größeren Display) mit der Windows- oder Mac-Version von Datapilot erstellen kann, wird auf den H520 übertragen und dann autonom abgeflogen. Dank der inzwischen zahlreichen verfügbaren Satellitennavigationssysteme (der H520 empfängt GPS, Glonass und Galileo) ist das in offenem Gelände kein Problem.

Alternativ lassen sich die Fotos mit der App Pix4DCapture erfassen. Pix4D arbeitet mit Yuneec zusammen und bietet eine angepasste Version der App an, die auf der ST16S installiert werden kann. Pix4DCapture unterscheidet sich nicht wesentlich von der Datapilot-App, ist allerdings für viele Drohnen unterschiedlicher Hersteller verfügbar. Wer sich also bereits mit Pix4DCapture auskennt, kann es weiter nutzen und von der engeren Anbindung an Pix4D (zum Beispiel durch das Cloud-Upload) profitieren.

Die Fotos kann man durch über das WLAN der Kamera auf den Rechner laden, es ist nicht unbedingt notwendig, die SD-Karte aus der Kamera herauszufummeln. Weiter verarbeitet werden die Bilder mit Photogrammetrie-Programmen wie Pix4Dmapper oder PhotoScan von Agisoft. Diese leistungsfähigen, aber auch recht kostspieligen Softwarepakete machen aus den Fotos mit den enthaltenen Bildpositionen und eventuell vorhandenen eingemessenen Pass- oder Kontrollpunkten ein Orthofoto oder 3D-Modell.

Die Fotos müssen dafür übrigens nicht von einem Kopter kommen. Wer selbst mal ein 3D-Modell berechnen möchte, kann einfach mit der Handykamera und der freien Software VisualSFM loslegen.

  • Der Survey-Modus in Datapilot (Screenshot: Dirk Koller)
  • Punktwolke (Screenshot: Dirk Koller)
  • Berechnung des Aushubvolumens (Screenshot: Dirk Koller)
Punktwolke (Screenshot: Dirk Koller)

Aus dem digitalen Geländemodell lässt sich dann durch Markieren des Hügels beziehungsweise der Eckpunkte der zugrundeliegenden Basisfläche das Volumen berechnen. Der bei einer archäologischen Ausgrabung angefallene Aushub im Beispiel hat ein Volumen von 605 Kubikmetern. Das ließe sich durch Ausmessen der Grube natürlich auch einfacher berechnen. In anderen Fällen, zum Beispiel, um den Kiesvorrat in einem Kieswerk abzuschätzen, ist die Volumenabschätzung mit Hilfe des 3D-Modells aber eine praktikable Lösung.

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  • Der Survey-Modus in Datapilot (Screenshot: Dirk Koller)
  • Punktwolke (Screenshot: Dirk Koller)
  • Berechnung des Aushubvolumens (Screenshot: Dirk Koller)
Berechnung des Aushubvolumens (Screenshot: Dirk Koller)
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LinuxMcBook 05. Dez 2018

Mir scheint, als fürchteten in diesem Thread die Vermessungsunternehmen um ihren Job, wo...

johannes... 04. Dez 2018

Danke für den Hinweis. Colmap kenne ich noch nicht. Werde ich mal ausprobieren. Meshroom...


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