Erstellung und Auswertung eines 3D-Geländemodells aus Drohnendaten mittels PointCab

In diesem Anwenderbericht erklären wir Ihnen übersichtlich die Arbeitsschritte von der Flugplanung mit der UAV (Drohne), den Arbeiten vor Ort, der Berechnung der Punktwolke im Nachgang und die Auswertung der Geländedaten in der Software PointCab. Ziel des Projektes war es einen Steinbruch mittels Drohne zu vermessen und die erforderlichen Bergbautechnogologischen Auswertungen vorzunehmen. Hierbei ging es vorrangig um das Grubenbild, die Grubengeometrie und um Volumenberechnungen.

Planungsphase (Flugvorbereitung)

In Vorbereitung der Befliegung durch die UAV (Drohne) wurden Passpunkte mit einer Signalfarbe auf den Boden gesprüht. Daraufhin wurden die Passpunkte mit einem GPS-Empfänger bestimmt und die Positionen abgespeichert.

Für einen sicheren und reibungslosen Flug, wurde das Gelände, in Abstimmung mit den auf dem Gelände arbeitenden Personen, inspiziert und auf seine topologischen Begebenheiten untersucht. Aus diesen Daten wurde ein Flugplan erstellt. In diesen Flugplan wurden Metadaten der Kamera, sowie die gewünschte Flughöhe in die Software eingegeben, um später die größtmögliche Genauigkeit zu erhalten. Danach folgte die Übertragung des Flugplanes auf die UAV.

Flugphase

Die UAV flog die Koordinaten selbstständig ab und löste zum richtigen Zeitpunkt die Kamera aus und erstellte die nötigen Bilder. Ein Pilot war nicht notwendig, er überwachte lediglich den Prozess und kontrollierte den reibungslosen Ablauf des Fluges. Sobald die UAV Ihren Flug abgeschlossen hatte, landete der Pilot die Drohne. Anschließend wurde ein neuer Flugplan erstellt, der an den vorherigen anschloss.

Erstellung der Punktwolke im Programm Agisoft Photoplan

Im Ersten Schritt wurden die Bilder zueinander ausgerichtet. Daraus entstand eine grobe Punktwolke. Die im Vorlauf gemessenen GPS-Punkte wurden mit den farbigen Passpunkten auf dem Boden verknüpft. Danach wurde die grob berechnete Punktwolke nach den GPS-Passpunkten ausgerichtet und es entstand eine hochauflösende Punktwolke mit genauen Koordinaten im Landesnetz. Um im späteren Verlauf besser mit den Daten arbeiten zu können, wurde die Oberfläche vermesht – Durch Berechnung wurde ein „Mesh-Gitter“ über die Punktwolke gelegt. Danach gibt es die Möglichkeit die Punktwolke in verschiedene Dateiformate auszugeben.

Auswertung der Daten in PointCab

Die Daten wurden in PointCab eingespielt und verarbeitet. PointCab verwendete die Punktwolkendaten der Drohne im gängigen *.las Format. Bei diesem Projekt haben wir die Punktwolke aus Agisoft nochmal auf die Passpunkte referenziert. Unserer Erfahrung nach kann dadurch eine Steigerung der Genauigkeit erzielt werden. Mittels PointCab wurde im weiteren Verlauf ein Oberflächenmodell erzeugt. Dieses Modell verwendeten wir später in Autodesk. Zusätzlich war es möglich, mit PointCab einfach Strecken, Linien, Flächen, Schnitte, Volumen, 3D-Höhenpunkte und weitere Informationen zu ermitteln. Der große Vorteil von Pointcab ist, dass die sehr einfach zu bedienende Software von vielen Nutzern, ohne große Vorkenntnisse verwendet werden kann.

Im folgenden Tutorial zeigen Ihnen die Drohnen-Spezialisten von anvitech die einfache Bedienung der Software.