Drohnen haben die Art und Weise, wie Teams im Bauwesen und Bergbau ihre Standorte vermessen, grundlegend verändert. Denn aktuelle und präzise Vermessungsdaten sind die Grundlage für viele wichtige Entscheidungen. Sie zeigen, wie sich ein Gelände entwickelt, welche Mengen bereits bewegt wurden und ob die Arbeiten wie geplant voranschreiten. Gleichzeitig helfen sie dabei, Abweichungen und Probleme frühzeitig zu erkennen, bevor daraus kostspielige Nacharbeiten oder Verzögerungen entstehen.
Je größer oder komplexer ein Standort ist, desto aufwendiger ist es jedoch, diese Daten regelmäßig zu erfassen und allen Projektbeteiligten zur Verfügung zu stellen.
Genau hier bietet die Drohnenvermessung neue Möglichkeiten: Sie ermöglicht die schnelle und effiziente Erfassung großer Flächen und liefert regelmäßig aktuelle Daten über den Zustand eines Standorts. Diese Daten unterstützen nicht nur eine präzisere Planung und Budgetierung, sondern verbessern auch die Kommunikation und Zusammenarbeit im Team.
In diesem Beitrag geben wir Ihnen detaillierte Einblicke in die Drohnenvermessung und erklären, wie sie funktioniert. Außerdem erfahren Sie, welche Technologien dahinterstecken und wie Unternehmen im Bauwesen und Bergbau davon profitieren können.
Was ist Drohnenvermessung?
Bei der Drohnenvermessung werden Gelände, Baustellen oder andere Standorte mithilfe unbemannter Luftfahrzeuge (UAV) erfasst und vermessen. Statt einzelne Messpunkte ausschließlich vom Boden aus zu erfassen, überfliegt eine mit einer Kamera ausgestattete Drohne das gewünschte Gebiet und nimmt es aus der Luft auf. Aus den dabei gewonnenen Daten lassen sich anschließend präzise, georeferenzierte Karten und 3D-Modelle erstellen.
Im Gegensatz zu den reinen Luftaufnahmen der Drohnenbildgebung dienen diese Modelle nicht nur der visuellen Dokumentation. Eine 3D-Drohnenvermessung bildet den Standort räumlich und maßstabsgetreu ab und ermöglicht es Teams, direkt im Modell unter anderem Entfernungen, Flächen, Höhen und Volumen zu berechnen. Darüber hinaus können sie den aktuellen Zustand mit früheren Vermessungen oder Entwürfen vergleichen und so Veränderungen sowie Fortschritte nachvollziehen.
Ein wesentlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Vermessungsmethoden besteht darin, dass sich auch große Flächen innerhalb kurzer Zeit erfassen lassen. Dadurch können Vermessungen häufiger durchgeführt werden und Teams erhalten regelmäßig aktuelle Daten über ihren Standort. Gleichzeitig müssen Vermessungsteams deutlich weniger Zeit direkt auf dem Gelände verbringen und können schwer zugängliche oder potenziell gefährliche Bereiche aus sicherer Entfernung vermessen.
Wichtig: Drohnen ersetzen die klassische Vermessung nicht. Vielmehr können sie bestehende Vermessungsmethoden ergänzen und Unternehmen dabei helfen, schneller und häufiger aktuelle Daten zu erhalten.
Wie funktioniert Drohnenvermessung?
Bei der Drohnenvermessung fliegt eine mit einer Kamera ausgestattete Drohne das zuvor festgelegte Gebiet entlang einer geplanten Route ab. Während des Flugs nimmt sie Hunderte oder sogar Tausende überlappende Bilder aus unterschiedlichen Positionen auf. Ein an der Drohne installierter GNSS-Sensor (Global Navigation Satellite System) zeichnet gleichzeitig die Position jeder Aufnahme auf und versieht die Bilder mit entsprechenden Geokoordinaten. Diese Koordinaten geben exakt an, wo sich das jeweilige Bild im Raum befindet.
Um aus diesen Aufnahmen zuverlässige Vermessungsdaten zu erhalten, müssen die Positionsinformationen überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Hierzu werden unter anderem Bodenpasspunkte sowie hochpräzise Korrekturverfahren wie RTK (Real-Time Kinematic) oder PPK (Post-Processed Kinematic) eingesetzt.
Anschließend werden die aufgenommenen Bilder mithilfe einer Photogrammetrie-Software verarbeitet. Die Software erkennt übereinstimmende Punkte und Strukturen auf den überlappenden Aufnahmen und fügt die einzelnen Bilder zu einer georeferenzierten Darstellung des Standorts zusammen. So entstehen beispielsweise Orthofotos, Punktwolken oder präzise 3D-Modelle, die analysiert und für verschiedene Messungen verwendet werden können.
Zum Vergleich: Bei der klassischen Vermessung werden einzelne Messpunkte auf dem Gelände erfasst. Dafür können beispielsweise zwei GNSS-Empfänger verwendet werden. Eine fest positionierte Basisstation befindet sich an einem Punkt mit bekannten Koordinaten, während ein weiterer Empfänger – der sogenannte Rover – manuell über das Gelände bewegt wird. Die Basisstation empfängt dabei kontinuierlich Positionsdaten von Satelliten und sendet sie über ein Netzwerk (Funk, Mobilfunk oder Satellit) an den Rover. Der Rover erfasst seine eigenen Satellitensignale und kommuniziert währenddessen mit der Basisstation, um Ungenauigkeiten zu korrigieren. Dadurch lassen sich Positionen mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern bestimmen.
Welche Rolle spielt die Bodenkontrolle bei der Drohnenvermessung?
Damit die bei einer Drohnenvermessung aufgenommenen Bilder nicht nur optisch korrekt zusammengesetzt, sondern auch präzise im Koordinatensystem verortet werden, sind zuverlässige Referenzinformationen erforderlich. Eine wichtige Rolle spielen dabei die sogenannten Bodenpasspunkte. Dabei handelt es sich um Punkte am Boden, deren genaue Koordinaten bekannt sind und die auf den Luftaufnahmen eindeutig erkannt werden können.
Bei der klassischen Bodenkontrolle müssen Vermessungsteams diese Punkte vor dem Drohnenflug auf dem Gelände markieren und ihre exakte Position beispielsweise mit einem GNSS-Rover bestimmen. Gerade bei großen Standorten kann das sehr zeitaufwendig sein. Zudem müssen die Vermesser das Gelände betreten, was besonders in schwer zugänglichen oder potenziell gefährlichen Bereichen zusätzliche Sicherheitsrisiken mit sich bringen kann.
Die Bodenpasspunkte dienen bei der anschließenden Verarbeitung als Referenz, um die Drohnenaufnahmen präzise zu georeferenzieren und ihre Position zu verifizieren. Damit tragen sie wesentlich dazu bei, dass aus den einzelnen Bildern zuverlässige Vermessungsdaten entstehen.
Was ist eine intelligente Bodenkontrolle?
Eine Alternative zur herkömmlichen Bodenkontrolle sind intelligente Bodenpasspunkte, wie etwa die AeroPoints von Propeller. Sie verfügen über einen integrierten GPS-Empfänger und erfassen während der Drohnenvermessung selbstständig präzise Positionsdaten.
Dazu werden die AeroPoints vor dem Flug über das zu vermessende Gebiet verteilt und per Knopfdruck aktiviert. Während des Flugs zeichnen sie kontinuierlich Positionsdaten auf. Nach Abschluss der Vermessung werden sie erneut per Knopfdruck deaktiviert und können ihre Daten anschließend über ein WLAN-Signal direkt in die Propeller Plattform übertragen.
Für eine zuverlässige Bodenkontrolle ist dabei nicht allein die Anzahl der eingesetzten Bodenpasspunkte entscheidend, sondern vor allem deren Verteilung über das gesamte Vermessungsgebiet. Die Bodenpasspunkte sollten den Standort möglichst gut abdecken und unterschiedliche Höhenlagen berücksichtigen – insbesondere die tiefsten und höchsten Punkte.
Photogrammetrie: Wie aus Drohnenbildern eine 3D-Vermessung entsteht
Bei der Photogrammetrie werden mithilfe von Fotos Informationen über Objekte, Oberflächen und Gelände gewonnen. Dabei werden Hunderte oder Tausende überlappende Drohnenaufnahmen analysiert und verarbeitet, um eine 3D-Darstellung des vermessenen Gebiets zu erstellen.
Dieses Verfahren ähnelt dem räumlichen Sehen des Menschen: Richten Sie Ihren Blick auf ein Objekt vor Ihrem Gesicht und betrachten Sie es nacheinander mit jedem Auge, so verschiebt sich die Position des Objekts in Ihrem Sichtfeld. Betrachten Sie das Objekt dagegen mit beiden Augen gleichzeitig, fügt Ihr Gehirn beide Ansichten zu einer einzigen dreidimensionalen Perspektive zusammen und erzeugt so den Eindruck von Tiefe. Bei der Photogrammetrie übernimmt diese Aufgabe eine Software. Da die Drohne während ihres Flugs dieselben Bereiche aus unterschiedlichen Positionen fotografiert, sind einzelne Merkmale (z. B. Kanten, Strukturen oder markante Punkte) auf mehreren Bildern zu erkennen.
Die Photogrammetrie-Software identifiziert und vergleicht diese übereinstimmenden Merkmale. Anhand ihrer Position auf den verschiedenen Aufnahmen kann sie berechnen, wo sich die jeweiligen Punkte im dreidimensionalen Raum befinden. Je mehr übereinstimmende Merkmale erkannt werden, desto detaillierter lässt sich die Oberfläche rekonstruieren.
Aus Millionen dieser berechneten Punkte entsteht schließlich eine sogenannte Punktwolke. Jeder Punkt besitzt dabei eine bestimmte Position im Raum und bildet einen kleinen Teil des erfassten Standorts ab. Diese Punktwolke bildet die Grundlage für verschiedene georeferenzierte Ergebnisse, die für weitere Messungen und Analysen genutzt werden können (z. B. 3D-Modelle, digitale Höhenmodelle oder Orthofotos).
Kurz gesagt: Die Drohne liefert die Bilder – die Photogrammetrie macht daraus messbare 3D-Daten.
RTK oder PPK bei der Drohnenvermessung – was ist der Unterschied?
Die von der Drohne erfassten Positionsdaten können durch verschiedene Faktoren wie atmosphärische Einflüsse, Abweichungen der Satellitenumlaufbahnen oder Zeitfehler beeinträchtigt werden. Um dennoch eine hohe Positionsgenauigkeit zu erreichen, müssen diese Daten überprüft und korrigiert werden.
In der Drohnenvermessung kommen dafür vor allem zwei Verfahren zum Einsatz: Real-Time Kinematic (RTK) und Post-Processed Kinematic (PPK). Bei beiden Verfahren werden die von der Drohne erfassten GPS-Daten mit präzisen Referenzdaten abgeglichen.
Der wesentliche Unterschied liegt darin, wann diese Korrektur erfolgt:
- RTK (Real-Time Kinematic): Bei der RTK-Verarbeitung werden die Positionsdaten bereits während des Drohnenflugs in Echtzeit korrigiert. Dafür steht die Drohne kontinuierlich mit einer Basisstation in Verbindung. Allerdings ist RTK auf eine stabile Verbindung zwischen Drohne und Basisstation angewiesen. Gelände, Gebäude, große Entfernungen oder andere Hindernisse können das Signal beeinträchtigen oder unterbrechen, was zu Datenverlusten oder unzuverlässigen Daten führen kann.
- PPK (Post-Processed Kinematic): Bei PPK erfolgt die Korrektur erst nach dem Drohnenflug. Dafür werden die GPS-Datensätze von Drohne und Bodenpasspunkt anhand ihrer Zeitstempel miteinander abgeglichen und die Positionsinformationen der einzelnen Drohnenaufnahmen nachträglich korrigiert. Da während des Flugs keine permanente Verbindung zur Basisstation erforderlich ist, können Signalunterbrechungen die Daten nicht beeinflussen.
Beide Verfahren ermöglichen eine hohe Positionsgenauigkeit und können für präzise Drohnenvermessungen eingesetzt werden. Propeller empfiehlt für die Drohnenvermessung jedoch einen PPK-Workflow, da die Korrekturdaten erst nach dem Flug verarbeitet werden und das Verfahren somit nicht von einer konstanten Verbindung zwischen Drohne und Basisstation abhängig ist.
Kurz gesagt: RTK korrigiert die Positionsdaten während des Flugs, PPK nach dem Flug.
Welche Vorteile bietet die Drohnenvermessung im Bauwesen?
Im Bauwesen müssen regelmäßig große Mengen an Vermessungsdaten erfasst und ausgewertet werden. Die Drohnenvermessung beschleunigt diese Prozesse und ermöglicht es, häufiger aktuelle Daten über den Zustand einer Baustelle zu erhalten.
Daraus ergeben sich insbesondere drei Vorteile:
- Gesteigerte Effizienz
- Besseres Projektmanagement
- Höhere Sicherheitsstandards
Gesteigerte Effizienz
Die manuelle Vermessung von Baustellen kann mehrere Stunden oder sogar Tage dauern. In dieser Zeit gehen die Arbeiten weiter und der tatsächliche Zustand kann sich bereits wieder verändert haben, wodurch die erfassten Daten nach Abschluss der Vermessung schon veraltet sein können.
Mit einer Drohne lassen sich hingegen auch große Flächen innerhalb kurzer Zeit erfassen. Dadurch können Vermessungen häufiger durchgeführt und aktuelle Daten schneller für weitere Analysen bereitgestellt werden. So können Bauunternehmen fundierte Entscheidungen treffen und dazu beitragen, ihre Projekte termingerecht und im Rahmen des geplanten Budgets fertigzustellen.
Besseres Projektmanagement
Mit einer Vermessungslösung wie Propeller können aus einer einzigen Drohnenvermessung präzise 3D-Modelle erstellt werden, in denen Teams unter anderem Entfernungen, Flächen, Höhen und Volumen messen können.
Drohnenvermessungen können zudem so oft wie nötig durchgeführt werden und ermöglichen einen Vergleich des aktuellen Zustands mit früheren Vermessungen oder Entwürfen. So können alle Projektbeteiligten Fortschritte überwachen, Abweichungen frühzeitig erkennen und auf einer gemeinsamen, aktuellen Datengrundlage arbeiten.
Höhere Sicherheitsstandards
Bei klassischen Vermessungen müssen Vermessungsteams eine aktive Baustelle betreten. Dabei bewegen sie sich unter Umständen in der Nähe schwerer Maschinen, an steilen Böschungen oder in anderen schwer zugänglichen Bereichen. Ein Drohnenflug kann dagegen von einer sicheren Position aus durchgeführt werden. Dadurch müssen Vermesser potenziell gefährliche Bereiche seltener betreten.
Die Drohnenvermessung trägt aber nicht nur zur Sicherheit der Vermessungsteams bei. Die regelmäßig erfassten Daten können auch dabei helfen, Sicherheitsrisiken zu erkennen, bevor sie zu ernsthaften Problemen und Unfällen führen.
Welche Vorteile bietet die Drohnenvermessung im Bergbau?
Auch im Bergbau und in der Zuschlagstoffindustrie müssen große und teilweise schwer zugängliche Flächen regelmäßig vermessen werden. Die Drohnenvermessung ermöglicht eine schnelle und präzise Erfassung dieser weitläufigen und komplexen Standorte.
Daraus ergeben sich drei wesentliche Vorteile:
- Gesteigerte Effizienz
- Einfachere Erkundung und Inspektion
- Höhere Sicherheitsstandards
Gesteigerte Effizienz
Mithilfe der Drohnenvermessung können Bergbauunternehmen große Flächen schnell und präzise erfassen, ohne sie jedes Mal manuell vermessen zu müssen. Ein wichtiger Anwendungsbereich ist dabei die regelmäßige Bestimmung von Haufwerksvolumen. Da sich die Bestände teilweise täglich verändern, sind aktuelle Vermessungsdaten entscheidend, um Materialmengen und Bestände zuverlässig nachzuvollziehen.
Anstatt Vermessungsteams in gefährliche oder schwer zugängliche Bereiche des Standorts zu schicken, können Haufwerke aus der Luft erfasst und ihr Volumen anschließend anhand der Vermessungsdaten präzise berechnet werden. So lassen sich Bestände und Fortschritte schneller und effizienter überwachen.
Einfachere Erkundung und Inspektion
Im Bergbau können Drohnen auch zur Erkundung und Inspektion eingesetzt werden. Bereits vor Beginn des eigentlichen Abbaus können sie dabei helfen, das Bergwerk aus der Luft zu erfassen, und sammeln wertvolle Daten für die weitere Planung.
Auch in schwer oder gar nicht zugänglichen Bereichen können Drohnen wichtige Informationen liefern. Ein Beispiel hierfür sind die unterirdischen Hohlräume, die nach dem Abbau von Erz zurückbleiben. Sie können aufgrund herabfallender Gesteinsbrocken oder instabiler Wände sehr gefährlich sein und dürfen meist nicht betreten werden.
Mithilfe geeigneter Drohnen können diese Bereiche jedoch inspiziert und Daten erfasst werden, ohne dass Mitarbeiter den entsprechenden Gefahren ausgesetzt werden. So ist es etwa möglich, noch vorhandene Erzvorkommen zu identifizieren.
Höhere Sicherheitsstandards
Bei der klassischen Vermessung im Bergbau müssen Vermesser schwer zugängliche Bereiche betreten und sich zwischen schweren Maschinen, auf Haufwerken oder entlang stark befahrener Transportstraßen bewegen. Mit einer Drohne können viele dieser Bereiche hingegen aus sicherer Entfernung vermessen werden.
Regelmäßige Drohnenvermessungen können darüber hinaus dabei helfen, potenzielle Gefahren frühzeitig zu erkennen und die Einhaltung von Sicherheitsanforderungen zu überprüfen. So können Teams beispielsweise Bermenhöhen, Absetzbecken, Schutzwälle und Böschungswinkel anhand aktueller Daten kontrollieren und Veränderungen über einen längeren Zeitraum nachvollziehen.
FAQ
Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen:
Welche Software eignet sich für die Drohnenvermessung?
Bei der Auswahl einer Drohnenvermessungssoftware sollten Unternehmen insbesondere darauf achten, dass sie eine zuverlässige Datenverarbeitung und Genauigkeitskontrolle bietet, die benötigten Dateiformate und Koordinatensysteme unterstützt und sich in bestehende Arbeitsabläufe integrieren lässt. Eine cloudbasierte Lösung erleichtert zudem den Zugriff auf die Vermessungsdaten und ermöglicht es, aktuelle Informationen mit Projektbeteiligten im Büro und vor Ort zu teilen.
Die Propeller Plattform wurde speziell für Unternehmen im Bauwesen, Bergbau und in der Zuschlagstoffindustrie entwickelt. Unsere cloudbasierte Drohnenvermessungssoftware verarbeitet die erfassten Daten in Vermessungsgenauigkeit und stellt sie anschließend als präzise, interaktive 3D-Karte zur Verfügung. In dieser Karte können Teams unter anderem Entfernungen, Flächen, Höhen und Volumen messen, Mengen berechnen sowie aktuelle Vermessungen visuell mit früheren Daten oder Entwürfen vergleichen.
Wie funktioniert Drohnenvermessung?
Bei der Drohnenvermessung fliegt eine mit einer Kamera ausgestattete Drohne ein zuvor festgelegtes Gebiet entlang einer geplanten Route ab und nimmt dabei zahlreiche überlappende, georeferenzierte Bilder auf. Im nächsten Schritt werden die Aufnahmen mithilfe einer Photogrammetrie-Software zu präzisen 3D-Modellen, Punktwolken oder Orthofotos verarbeitet.
Mithilfe von Bodenpasspunkten sowie Korrekturverfahren wie RTK oder PPK wird eine hohe Positionsgenauigkeit der Vermessungsdaten sichergestellt. Die fertigen Daten können anschließend genutzt werden, um beispielsweise Entfernungen, Flächen, Höhen und Volumen zu messen.
Wie genau ist Drohnenvermessung?
Mit der richtigen Ausrüstung, Bodenkontrolle und Datenverarbeitung kann die Drohnenvermessung eine Genauigkeit im Zentimeterbereich erzielen. Wie genau die Ergebnisse tatsächlich sind, hängt unter anderem von der verwendeten Drohne und Kamera, der Qualität und Verteilung der Bodenpasspunkte, dem eingesetzten Korrekturverfahren und der Qualität der Aufnahmen ab.
Der Propeller PPK-Workflow in Kombination mit AeroPoints und einer hochpräzisen Drohne ermöglicht beispielsweise eine Vermessungsgenauigkeit von bis zu 3 cm. Dazu werden die Positionsdaten der Drohne nach dem Flug mithilfe präziser Referenzdaten korrigiert und die erzeugten Vermessungsdaten zusätzlich auf ihre Genauigkeit überprüft.
Lohnt sich eine Drohnenvermessung?
Eine Drohnenvermessung ist insbesondere für große, komplexe oder regelmäßig zu vermessende Standorte sinnvoll. Im Vergleich zur manuellen Vermessung können große Flächen innerhalb kurzer Zeit erfasst werden, sodass Vermessungen häufiger durchgeführt werden können.
Unternehmen erhalten dadurch regelmäßig aktuelle Daten und können Veränderungen und Fortschritte besser nachvollziehen sowie Abweichungen frühzeitig erkennen. Gleichzeitig müssen Vermesser weniger Zeit direkt auf dem Gelände verbringen und seltener potenziell gefährliche Bereiche betreten.
Was braucht man für die Drohnenvermessung?
Für die Drohnenvermessung benötigen Sie eine geeignete Drohne mit Kamera und GNSS-Sensor, zuverlässige Bodenpasspunkte und eine Software zur Verarbeitung und Auswertung der erfassten Daten.
Fazit
Wer weiß, was auf seinem Gelände tatsächlich passiert, kann schnellere und fundiertere Entscheidungen treffen. Genau hier liegt die Stärke der Drohnenvermessung: Sie vereinfacht die Erfassung aktueller Vermessungsdaten und schafft damit eine verlässliche Grundlage für die tägliche Arbeit – von der Fortschrittsüberwachung bis zur Planung der nächsten Schritte.
Es geht nicht darum, bewährte Vermessungsmethoden vollständig zu ersetzen. Vielmehr bietet die Drohnenvermessung Unternehmen die Möglichkeit, ihre bestehenden Prozesse sinnvoll zu ergänzen und Daten dort schneller und häufiger zu erfassen, wo sie benötigt werden.
Je aktueller das Bild Ihres Standorts ist, desto weniger müssen Sie sich auf Annahmen verlassen. Mit der richtigen Technologie werden aus regelmäßigen Drohnenflügen wertvolle Informationen, die Ihr Team dabei unterstützen, den Überblick zu behalten und Projekte sicher voranzubringen.
