Was bedeutet Genauigkeit bei Luftbildvermessungen?
Seit den ersten Luftaufnahmen hat sich viel getan. Mittlerweile erfassen Drohnenaufnahmen und sogar mit dem Handy gemachte Bilder genug Details, um digitale Zwillinge zu erstellen.
Genauigkeit ist besonders wichtig, um bei Kartierungsprojekten anhand von Luftaufnahmen professionelle Ergebnisse zu erzielen. In diesem Artikel sehen wir uns an, was denn mit Genauigkeit gemeint ist, was man unter der Bodenauflösung bzw. GSD versteht, und wie die Pix4D rayCloud verwendet werden kann, um die Präzision Ihrer Luftbildvermessung zu erhöhen.
Relative vs absolute Genauigkeit bei der Luftbildvermessung
Wenn es um Genauigkeit geht, muss zwischen relativ und absolut unterschieden werden.
Relative Genauigkeit basiert auf dem Vergleich von Merkmalen innerhalb einer Rekonstruktion. Wenn zum Beispiel am Modell eines Gebäudes die Fenster zwei Meter auseinander liegen und dies in der Realität auch so ist, verfügt das Modell über eine hohe relative Genauigkeit.
Absolute Genauigkeit ist die Genauigkeit der Rekonstruktion in Bezug auf ihren Standort auf dem Planeten. Befindet sich dieses Gebäudemodell nicht an der richtigen Stelle auf der Basiskarte, so hat es eine niedrige absolute Genauigkeit, auch wenn die relative Genauigkeit hoch ist.
Dieser Artikel befasst sich eingehender mit dem Unterschied zwischen absoluter und relativer Genauigkeit.
Ist die Genauigkeit Ihres Modells wichtig? Das hängt vom jeweiligen Fall ab.
Mit einer relativ genauen Rekonstruktion können Sie Entfernungen, Volumen und Höhe messen. Vielleicht ist das für Ihr Projekt mehr als ausreichend. Wenn Sie es mit GIS-Daten verbinden möchten, ist die absolute Genauigkeit aber enorm wichtig.
Erwartete (Un)Genauigkeit
Sind Ihre Rekonstruktionen so genau wie möglich? Die Genauigkeit hängt von der Qualität des Projekts und diese wiederum von verschiedenen Faktoren ab – zum Beispiel von der Überlappung zwischen Bildern oder dem visuellen Inhalt der Aufnahmen.
Im Allgemeinen können Sie bei einem korrekt rekonstruierten Projekt von einer relativen Genauigkeit in Höhe von 1-3 x GSD ausgehen. Die absolute Genauigkeit eines korrekt rekonstruierten Projekts beträgt ein bis zwei GSD horizontal (X und Y) und ein bis drei GSD vertikal (Z).
Was bedeutet GSD?
Die Bodenauflösung bzw. Ground Sampling Distance (GSD) ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden, auf dem Boden gemessenen Pixeln.
Projekte mit hoher Bodenauflösung enthalten weniger sichtbare Details. Im Extremfall sieht Ihr Projekt so pixelig aus wie ein altes Videospiel.
Die Bodenauflösung wird von der Flughöhe und der verwendetet Kamera beeinflusst. Dieselbe Kamera bei geringerer Flughöhe bedeutet eine niedrigere Bodenauflösung und detailliertere Ergebnisse.
Dabei wird allerdings mehr Zeit und mehr Batterieleistung in Anspruch genommen.
Änderungen von Gelände oder Kamerawinkel können verschiedene GSD für Bilder in ein und demselben Projekt bedeuten.
Die richtige Flughöhe für die richtige Bodenauflösung
Die richtige Bodenauflösung hängt von Ihrem Projekt ab.
Wenn Sie
ein Modell für komplexe Strukturen kreieren, muss die Bodenauflösung niedrig sein, damit so viele Details wie möglich erfasst werden.Entscheiden Sie sich also anhand des benötigten GSD-Werts für die passende Flughöhe, bevor Sie loslegen.
Die für spezifische GSD erforderliche Flughöhe hängt von Brennweite, Sensorgröße und Bildbreite ab.
H [m] = (Bildbreite * GSD * Brennweite) / (Sensorgröße * 100)
Zum Glück haben wir für die Berechnung ein Tool entwickelt.
Sie können den Pix4D GSD-Rechner für Excel oder Open Office herunterladen.
Tragen Sie einfach Variablen wie die Sensorgröße und die Brennweite ein, der GSD-Wert wird dann automatisch berechnet.
Mit
mobilen Flugplanungs-Apps wie Pix4Dcapture können Sie Flüge für viele verschiedene Drohnen planen und durchführen. Die Bodenauflösung wird dabei automatisch berechnet.Bewertung und Verbesserung der Genauigkeit mit der Pix4D rayCloud
Über die 3D-Oberfläche der Pix4D rayCloud können Sie die 2D-Originalaufnahmen und die rekonstruierte 3D-Szene bearbeiten.
Sie klicken einfach auf einen 3D-Punkt, um alle Bilder zu sehen, die zur Rekonstruktion dieses Punkts verwendet wurden.
Die rayCloud eignet sich hervorragend für die virtuelle Überprüfung von Projekten und ermöglicht Ihnen die einfache Bewertung und Verbesserung der Genauigkeit.
Mit dem Fehlerellipsoiden können Sie einen theoretischen Fehler für jeden einzelnen Punkt der Rekonstruktion visualisieren, indem Sie darauf klicken. In unserem Supportartikel erfahren Sie mehr.
Durch das Hinzufügen manueller Verknüpfungspunkte (MTP) erhöht sich die relative Genauigkeit des Projekts. Auf diese Weise fügen Sie Informationen hinzu, die für die Rekonstruktion des Projekts verwendet werden.
Das Hinzufügen von Bodenkontrollpunkten (GCP) verbessert die relative und die absolute Genauigkeit des Projekts. Zusätzlich zu den manuellen Verknüpfungspunkten umfassen Bodenkontrollpunkte auch die Weltkoordinaten, die der Georeferenzierung des Projekts dienen.
Kontrollpunkte funktionieren ähnlich wie Bodenkontrollpunkte. Während diese die Rekonstruktion aufbauen, überprüfen Kontrollpunkte, dass alles stimmt. Die Kontrollpunkte können Sie im Qualitätsbericht überprüfen.
Was Sie nicht können, ist Daten kreieren, die nicht in Ihren Originalaufnahmen enthalten sind. Die weiteren Artikel dieser Serie helfen Ihnen bei der Planung der bestmöglichen Flüge für Ihre Projekte.
