Optimale Methoden zur Erhebung kommunaler Geodaten

1. Befahrung vs. Befliegung?
Optimale Methoden zur Erhebung
kommunaler Geodaten
Jürgen Schulz, Hansa Luftbild AG (Berlin)
© 2014 Hansa Luftbild Gruppe Potsdam, 12.06.2014

2. ▸ Technische Erfassungsmethoden
▸ Klassische Luftbildvermessung:
Bestandsdaten aus Luftbildern mit
photogrammetrischer (= dreidimensionaler) Auswertung
▸ Kooperation:
Hansa Luftbild mit iNovitas
Akzente
Bestands- und Zustandsdaten u.a. aus Bild-Messbefahrungen
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Hansa Luftbild mit iNovitas
▸ Bild-Messbefahrung:
3D-Datenerfassung mit infra3D und HLMap3D
▸ Vergleich:
Möglichkeiten und Besonderheiten

3. 3D-Modellierung
Geländemodelle, Stadtmodelle, Solarpotenzial,
Informations-gewinnung
Bild- und Sachdaten, Liegenschaften, Fachkataster,
Straßenkataster,
Grün- und Baumkataster, Beweissicherung &
Gutachten
Sensorik-Kompetenzzentrum
Hochgenaue Sensoren,
eigener Flugbetrieb
Branchenlösungen
Verwaltung, Transport & Verkehr,
Energie,
Rohstoffe & Bergbau, Immobilien
Internationales Consulting
Landmanagement, Kataster,
Hansa Luftbild Gruppe
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Geländemodelle, Stadtmodelle, Solarpotenzial,
3D-Video
Geoinformationssysteme
Beratung, Datenmanagement, Entwicklung,
Fachinformationsmanagement
Web-Lösungen
Web-Mapping,
WebGIS-Hosting
Softwareentwicklung
GIS, NIS, CAD, DMS,
RDBMS, OpenSource
Landmanagement, Kataster,
Grenzvermessung,
Schulung & Beratung

4. Helikopter
► Aufgrund der hohen Wendigkeit ideal für Korridore, wie Verkehrswege,
Energietrassen
Flugzeuge
► Ideal zur Erfassung großflächiger Gebiete
► Kosteneffizient bei der Erfassung von
Flächen ab ca. 400 ha
Technik: Luftfahrzeug-gestützte Sensortechnik - Fluggeräte
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Energietrassen
► Kosteneffizient ab Objektgrößen von ca. 4 ha
Unmanned Aerial Vehicles
► Flexible Inspektionen durch kontrollierte, autonome Fluggeräte
► Kosteneffizient für kleinste Flächen oder
in schwer zugänglichen Gebieten
4

5. 3 digitale Kamerasysteme
Technik: Luftfahrzeug-gestützte Sensortechnik - Kameras
► Bodenauflösung
bis 3 cm
► Je Bild bis zu
220 Megapixel
Technik
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Z/I Imaging DMC I
und DMC II
Vexcel UltraCam Eagle
5
► Photogrammetrische Messung x, y, z
► Orthofotos
► Visualisierung, Überblick
Zweck

6. Technik: Luftfahrzeug-gestützte Sensortechnik - Laserscanner
Airborne Laserscanning-System
► Lasersystem: RIEGL Litemapper 5600
► Digitale Hasselblad H39-Mittelformatkamera
► Lage- und Höhengenauigkeit < 5 cm
(mit Nachbearbeitung)
► > 25 Laserpunkte je m² (1 Punkt je 20 cm)
► Helikopter-gestützt
Technik
Zweck
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► Helikopter-gestützt
CCNS (Navigationssystem)
mit GPS
Laserscanner
ComputerCCNS-Display
IMU (Messung von
Beschleunigungen und Drehraten)
Kontrolldisplay
Laserscanner
Datenspeicher
► 3D-Gelände- und Oberflächenmodelle
► Grundlage für Gebäudetexturierung (speziell oberer
Gebäudebereich)

7. Mobile Mapping Solution, infra3D-Service
Technik: Straßengebundene Sensortechnik - Bild-Messbefahrungen
Technik
Zweck
► Kooperation mit iNovitas:
Datenvorhaltung, Cloud, …
► Photogrammetrisches System:
Stereobild-basiertes Mobile Mapping
► Alle Infrastrukturen auf einem „3D-Video“
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► Ad hoc-Messung im cm-Bereich
► Webbasierte Nutzung:
Ihre Stadtstraßen
auf dem Desktop und unterwegs
► Digitalisierung von
Be- und Zustandsdaten
► Virtuelle Feldbegehungen
► Hoch auflösende intelligente Bilddaten (Intelligenz durch
Lage-/Höhenwert, Farbwert, mögliche Realwelt-Messung)
► 3D-Digitizer:
Hansa Luftbild-Eigenentwicklung HLMap3D

8. Bestandsdaten aus hoch auflösenden Luftbildern
► Bildflug:
Bodenauflösung 5 cm - 20 cm, unbelaubt, farbig
► Bildprozessierung und Erzeugung von Orthofotos
► Photogrammetrische 3D-Luftbildauswertung
► Vor-Ort-Kontrollen (u.a. für verdeckte Elemente)
► Nachbearbeitung, Datenveredelung mit GIS
Klassische Luftbildvermessung
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► Straßenkataster mit Be- und Zustandsdaten
► Daten für gängige Straßendatenbanken

9. Pro und Kontra Luftbild
► Sichere Flächentypen-Erfassung (Fahrbahn,
Radweg, Nebenanlage, Begleitgrün, …)
► Erkennbarkeit des Oberflächenmaterials: abhängig von
Bodenauflösung
► Präzise Geometrien durch
photogrammetrische Vermessung
► Bei Bedarf genaue Lage- und Höhenkoordinaten (Kanaldeckel,
Klassische Luftbildvermessung
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Bei Bedarf genaue Lage- und Höhenkoordinaten (Kanaldeckel,
Beleuchtung, …)
► In Abhängigkeit von der Anforderung ggf. Luftbildauswertung
ausreichend
► Bei hohen Anforderungen:
Feldvergleich erforderlich

10. ► Photogrammetrische 3D-Messung aus Luftbildern
► Saubere Anpassung an Katastergrenzen
► Nachbearbeitung der Luftbildvermessung mit ArcGIS; Objekt- und
Abschnittsbildung
► Widmung: Eigentumsverhältnisse werden durch Abgleich mit Kataster
überprüft
► Privatnutzung auf städtischen Flurstücken, öffentliche Nutzung ragt auf
Photogrammetrische Messung
Klassische Luftbildvermessung
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► Privatnutzung auf städtischen Flurstücken, öffentliche Nutzung ragt auf
privates Flurstück …

11. ► Entwurfsvermessung für Autobahnen, Bundesstraßen bis zu Radwegen
► Bestandsdatenerfassung für Kommunen, Landkreise, Landesämter
► Bundesweit Straßenkataster,
aktuell für Detmold (550 km),
Waiblingen (330 km), Starnberg (220 km), …
► Widmungskataster, Baumkataster, Grünflächen- und Friedhofskataster
► Kataster für rund 450 deutsche Kommunen
Beispiele, Referenzen
Klassische Luftbildvermessung
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► Kataster für rund 450 deutsche Kommunen
► Weltweit …

12. Besonderheit der Technologie für Datenerfassung
► „3D-Videos“ = Abfolge aus 3D-Einzelbildern
► Zugang: infra3D Webapplikation oder eigener Server
► Präzise verortete Stereobilder für 2D- und 3D-Auswertung
► Photogrammetrische Auswertung von Luftbildern und
„3D-Video“ basiert auf identischem Prinzip
► Jeder Bildpunkt besitzt x-, y-, z-Koordinate
Bild-Messbefahrungen
Abbildung: © iNovitas
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► Webbasierter Viewer ermöglicht
- intuitives Navigieren im Straßenraum
- Messfunktionen
- Überlagerung mit vorhandenen Geodaten
► Stereovision-Client für dreidimensionale Betrachtung
und Auswertung der „Videos“ mit 3D-Brille
► Eigener 3D-Digitizer HLMap3D
► Genaue räumliche Lage-/Höhenmessung und
Formbestimmung
► > 2 Perspektiven/Objekt: räumlich sehen, weniger verdeckte
Bereiche
► Mehr Details, mehr Realität, höhere Genauigkeit
Exkurs: warum photogrammetrisch?

13. HLMap3D: leistungsfähiger 3D-Digitizer
► Photogrammetrische Messung
aller relevanten Infrastrukturen
► Digitalisieren von
Flächen-, Punkt- und Linienelementen
► Einbindung anderer Geodaten:
Kataster, Mittelachsen, KK-Modell, Kanaldaten, …;
anklicken (Snap-Funktion) möglich
►
Bild-Messbefahrungen
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► Erzeugung
sauberer, flächendeckender Geodatenbestände
► Online-Integration des infra3D cloud-Service
auch für mobile Erfassung und Messung
Zweck
► Effiziente Erfassungsumgebung für
Erhebung von Be- und Zustandsdaten
direkt aus den „3D-Videos“
im CAD-/GIS-Format

14. Demo HLMap3D
► Video der Funktionen des Webclients infra3D
► Navigieren, Messen im Video
► Layer Be- und Zustandsdaten
Bild-Messbefahrungen
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► Digitalisieren im „3D-Video“ mit HLMap3D
PIF_Video.mp4

15. Optional: Texturierung von Gebäuden
Bild-Messbefahrungen
► Daten aus „3D-Video“ oder aus Luftbild oder kombiniert
► Abbild der Gebäudegeometrien rechnen,
Gebäudemodell erstellen, Fassadenteile aufrastern
► Fotoinformation pixelweise auf Fassadenteil übertragen
► Manuelle Nacharbeitung abnehmend
mit zunehmender Güte der Georeferenzierung
Technik
Fassa-
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mit zunehmender Güte der Georeferenzierung
► Fazit: hochgenaue Position (x, y, z) aus 3D-Bildern
-> weitgehende Automatisierung
-> kostengünstig
► „Fassadenfotos auf Gebäude kleben“
► Visualisierung
► 3D-Stadtmodelle
Zweck
Fassa-
denteil

16. Luftbilder
… beides geht
► Luftbildauswertung mit Projektion von “oben” entspricht
vertrauter Sicht auf Karten bzw. auf GIS-/CAD-Daten
► Fachnutzer meist mit Verwendung von Luftbildern vertraut
► Bessere Übersicht über großräumige, vernetzte Strukturen im Luftbild
► Orthofotos ist wesentliche Zusatzinformation im GIS/CAD
Luftbildmessung oder „3D-Video“ …
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Befahrung
► Perspektive der Bild-Messbefahrung wie in Realität
► Bildinformation für viele Nutzergruppen gewohnter
► Aufgrund sehr hoher Auflösung deutlich mehr Detailinformation
► Virtueller Straßenraum auf Desktop für
Zeitersparnis, Arbeitssicherheit

17. ► Problem bei Luftbildauswertung: Verkippung, Verschattung, Baumkronen;
nachrangig: parkende Fahrzeuge
► Problem bei Befahrung: parkende Autos verdecken Straßenrand-Strukturen;
Teilausgleich durch mehrere Kamerasysteme
► Höhere Befahrungsgrundkosten machen sich durch Nutzung in täglicher Arbeit bezahlt
► Luftbilder oft schon vorhanden (Vermessungsämter, Landkreise, …)
► Detailerkennung z.B. von Oberflächenmaterial im „3D-Video“ deutlich besser
… beides hat Vor- und Nachteile
Luftbildmessung oder „3D-Video“ …
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► Detailerkennung z.B. von Oberflächenmaterial im „3D-Video“ deutlich besser
► Luftbildauswertung für preiswerte Modelle der Ersterfassung (Doppik) bei
guter Auflösung und reduziertem Feldvergleich
► Anonymisierung von Gesichtern und Kennzeichen in „3D-Videos“ ggf.
notwendig (halbautomatische Option)
► Verfahren kombinierbar

18. ….. beides geht (mit Hansa Luftbild)
▸ 3 eigene Flugzeuge, Helikopter und UAVs zur Befliegung.
3 hochauflösende digitale Luftbildkameras und weitere eigene Sensoren (Hansa Luftbild)
▸ 3 eigene Fahrzeuge mit konfigurierbaren Stereo-Messbildsystemen, Panoramakamera, Laserscanner. Cloud-basiertes System für
Datenhosting / verteilte Nutzung (iNovitas)
▸ Flächendeckende Erfassung von Be- und Zustandsdaten. Aufbau vollständiger Straßenkataster und Umsetzung in Ihr GIS/Ihre
Straßendatenbank
Zusammenfassung
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Straßendatenbank
▸ Straßenraum georeferenziert, hochauflösend, in 3D auf Ihrem Desktop. Virtuelle Feldbegehungen durch jederzeit verfügbares
Abbild des Straßennetzes. Flexible Arbeitsprozesse, Zeitersparnis, Kostenreduktion, verbesserte Arbeitssicherheit
▸ Vielfältige Datennutzung: Erzeugung von 3D-Punktwolken und abgeleitetem Höhenmodell. Aufnahme von Gebäudefassaden,
Umsetzung in detailreiche 3D-City-Modelle
… und das alles AUS EINER HAND.

19. Mehr Information
► In unserem Flyer
► Auf unserer Homepage
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► Auf dem Firmenstand

20. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
© 2014 Hansa Luftbild Gruppe Potsdam, 12.06.2014
Hansa Luftbild AG
Kekule Str. 2-4
12489 Berlin (Adlershof)
Tel.: +49 . 30 . 6392 3520
schulz@hansaluftbild.de
www.hansaluftbild.de
Dr. Jürgen Schulz
Hansa Luftbild AG
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