FPV: First Person View. Eine am Multicopter montierte Kamera ermöglicht einen Flugmodus in dem der Blickwinkel vom fliegenden Multicopter auf das Steuergerät übertragen wird – dies kann auch eine FPV Brille sein. Die Verwendung dieser Steuerung unterliegt rechtlichen Einschränkungen, vgl. LOS (Line of Sight).
Funksmog: Die Steuerung des Multicopters kann durch eine hohe Funklast auf den zugewiesenen Frequenzbändern stark erschwert oder sogar unmöglich werden. Auch eine hohe Anzahl von Eisenbauteilen in der Nähe des Flugbereiches kann zu starken Beeinträchtigung der Steuerung führen. Solche Rahmenbedingungen sind z.B. in Hafen- und Industriegebieten häufig zu finden. Hier ist eine besonders sorgfältige Flugvorbereitung und Überprüfung der Manövrierfähigkeit zwingend erforderlich.
Funksteuerung / RC (Radiocontrol): Die Steuerung des Multicopters erfolgt über eine Funkverbindung zur Steuerungseinheit des Piloten. Für die Öffentlichkeit sind nur fest definierte Frequenzbänder freigegeben, die lizenzfrei benutzt werden könnten (§ 55 Telekommunikationsgesetzes (TKG). Die freigegebenen Frequenzbänder (27 MHz, 35 MHz, 40 MHz, 433 MHz, 2,4 GHz) sind von einem gerastert, bzw. in Kanäle unterteilt und erlauben so eine Multiusernutzung. Initiativen zur Einführung eigener Frequenzbänder für die Steuerung von Drohnen waren bislang nicht erfolgreich.
Wieder mal was neues – ein ganz neues Nutzungfeld für die Daten der Vermessung aus der Luft mit Drohne hat sich eröffnet.
Gaussian Splatting ist ein modernes Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung realer Objekte und Räume auf Basis von Fotos. Aus einer Vielzahl überlappender Aufnahmen wird eine räumliche Repräsentation erzeugt, die aus sehr vielen dreidimensional positionierten, unterschiedlich großen und ausgerichteten „Gaussians“ besteht. Diese speichern neben ihrer Position unter anderem Farbe, Transparenz und räumliche Ausdehnung. Dadurch lassen sich komplexe Szenen sehr realitätsnah und in Echtzeit darstellen.
Für 3D-Aufmaße und die digitale Bestandsaufnahme ist Gaussian Splatting besonders interessant, weil sich Gebäude, Fassaden, Innenräume oder technische Anlagen schnell fotografisch erfassen und anschließend als anschauliches 3D-Modell dokumentieren lassen.
Im Unterschied zu klassischen Punktwolken oder photogrammetrisch erzeugten 3D-Meshes liegt die besondere Stärke von Gaussian Splattings in der fotorealistischen Visualisierung. Für präzise geometrische Messungen sollte das Verfahren derzeit jedoch mit klassischen Methoden wie Photogrammetrie, Laserscanning oder vermessungstechnischen Kontrollpunkten kombiniert werden. So entsteht ein georeferenzierter digitaler Bestand, der sowohl messbare Geometrie als auch eine realitätsnahe visuelle Dokumentation bietet.
Gaussian Splatting eignet sich insbesondere für Bestandsaufnahmen von Gebäuden und Anlagen, Architektur und Denkmaldokumentation, Baufortschrittsdokumentation, Immobilien und Facility Management, virtuelle Begehungen sowie Digital-Twin-Anwendungen. Auch schwer zugängliche Bereiche können durch Drohnen- oder Kameraufnahmen erfasst und anschließend räumlich dokumentiert werden.
Für das 3D-Aufmaß liegt das große Potenzial damit weniger darin, klassische Vermessungsverfahren vollständig zu ersetzen, sondern darin, Vermessung, räumliche Dokumentation und fotorealistische Visualisierung in einem digitalen 3D-Bestand miteinander zu verbinden.
Typische Anwendungen sind auch Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR), virtuelle Rundgänge, Gaming und interaktive 3D-Welten, Film/VFX und virtuelle Produktionen, Immobilien- und Architekturvisualisierung, E-Commerce und Produktdarstellung sowie digitale Rekonstruktionen realer Orte.
Wie genau ist eine Drohnenvermessung? Diese Frage lässt sich nicht mit einem einzigen Wert beantworten. Die erreichbare Genauigkeit hängt von Aufnahmeverfahren, Flughöhe, Sensor, Bodenauflösung, GNSS-Positionierung, Passpunkten und der anschließenden Datenverarbeitung ab.
Bei professionell geplanten Vermessungsflügen können – je nach Verfahren und Rahmenbedingungen – Genauigkeiten im Zentimeterbereich erreicht werden. Wobei die Lagegenauigkeit ( x- und y-Achse) auch darunter liegen kann – die Höhengenauigkeit (z-Achse) aber eher nicht.
Eine niedrige Flughöhe führt beispielsweise zu einer höheren Bodenauflösung, ist allein jedoch noch kein Garant für ein genaues Vermessungsergebnis. Ebenso wichtig sind ausreichende Bildüberdeckung, geeignete Aufnahmewinkel, eine stabile Georeferenzierung und eine sorgfältige Qualitätskontrolle.
Bei hohen Genauigkeitsanforderungen sollten Ergebnisse deshalb anhand unabhängig vermessener Kontrollpunkte überprüft werden.
Georeferenzierte Luftbilder aus Drohnenbefliegungen: Die Außenanlagen werden sehr kosten- und zeiteffizient aus der Luft mit der Drohne erfasst. Aus den georeferenzierten Einzelbildern und Passpunkten am Boden werden verzerrungsfreie Orthofotos berechnet. Diese True-Orthofotos bilden die Grundlage für die Digitalisierung der Raumelemente. Die Bildauflösung aus einer Drohnenbefliegung übersteigt die Auflösung aus amtlichen Befliegungen (z.B. DOP20 = 20cm/Pixel) um ein Vielfaches, so können auch kleinteilige Elemente erfasst werden.
Unter Georeferenzierung versteht man die Zuordnung digitaler Daten zu ihrer tatsächlichen geografischen Position.
Bei einer Drohnenvermessung betrifft dies beispielsweise Luftbilder, Orthofotos, Punktwolken und 3D-Modelle. Durch die Georeferenzierung können diese Daten mit vorhandenen Karten, Vermessungsdaten, GIS-Daten oder CAD-Planungen kombiniert werden.
Grundlage sind Koordinaten in einem definierten Koordinatenreferenzsystem (KBS/CRS). Die Genauigkeit der Georeferenzierung hängt unter anderem von der Positionsbestimmung der Drohne sowie von RTK-, Pass- und Kontrollpunktmessungen ab.
Erst eine korrekte Georeferenzierung macht aus einem rein räumlichen 3D-Modell einen Datensatz, der an seiner tatsächlichen Position in der realen Welt liegt.
Gieren, Hochachse: Die Hochachse verläuft senkrecht durch den Schwerpunkt des Fluggeräts. Die Bewegung entlang der Achse heißt steigen und sinken. Das Drehen um die Hochachse heißt Gieren (yaw). Beim Gieren verändert der Multicopter seine Flug- und Vorwärtsrichtung. Bei Flächenflieger hingegen kann mit dem Gieren nur ein Schieben eingeleitet oder korrigiert werden. Beim Schieben fliegt das Flächenflugzeug nicht in Richtung der Längsachse, ein Flügel schiebt sich vor, der andere fällt zurück. Der Auftrieb verringert sich durch die geringer wirksame Auftriebsfläche der Flügel und die benötigte Energie für den Vorwärtsflug erhöht sich. Gierbewegungen werden durch das Seitenruder ausgelöst und bei der Landung, bei Seitenwind und zum Einleiten und korrigieren von Kurven verwendet.
Gleitflieger / Flächen UAV: Für die Befliegung größerer Areale bietet sich der Einsatz von Flächenfliegern an. Im Gegensatz zum Multicopter kann der Flächenflieger aerodynamische Kräfte für den Flug nutzen und damit die Akkuleistung effizienter einsetzen. Ein Senkrechtstart dieser Flugmodelle ist ebenfalls möglich, hierfür sind bereits mehrere Technologien erfolgreich im Einsatz.
GPS / Glonass / Beidou: Unterschiedliche Satellitensystem (USA, Russland, China) für die Ortung der Geokoordinaten. Für die Steuerung können diese Systeme additiv genutzt werden, um die Genauigkeit zu erhöhen. Die Abweichung von GPS Koordinaten kann ansonsten mehrere Meter betragen. Auch die Koppelung mit RTK (Real Time Kinematik = Echtzeitnavigation) ist möglich und erhöht die Genauigkeit der Positionsbestimmung erheblich.
