LiDAR Sensoren in der Drohnenvermessung
Allgemeines zur Verwendung von LiDAR Sensoren in der Drohnenvermessung
Im letzten Blogbeitrag haben wir uns mit der Verwendung von photogrammetrischen Sensoren beschäftigt und darauf hingewiesen, dass seit einigen Jahren eine weitere Aufnahmemethode mit Drohnen im Trend ist.
In diesem Beitrag geht es um LiDAR = Light Detection and Ranging.
LiDAR steht für die Aufnahme von einzelnen Punkten durch die Verwendung von Laser Strahlen. Vereinfacht gesagt wird ein Lichtimpuls gesendet und die Zeit berechnet, die er benötigt, um wieder auf den Sensor zu treffen. Dadurch wird die Entfernung eines Gegenstandes/ Erdbodens sehr genau ermittelt. Darüber hinaus bieten viele LiDAR Sensoren die Option, pro Impuls mehrere sogenannte "Returns" zu empfangen und zu unterscheiden. Je nach Reflektionsgrad des Untergrundes kann dann Rückschlüsse auf das Material getroffen werden. Zum Beispiel hat Asphalt eine etwa 20 prozentige Reflektion während frischer Schnee etwa eine 70 prozentige Reflektion aufweist.
Gegenüber zu photogrammetrischen Aufnahmen, bei der aus mehreren Bildern einzelne Punkte bestimmt werden, werden bei LiDAR Aufnahmen sehr viele einzelne Punkte gemessen und schließlich als Punktwolke dargestellt. Das bietet den Vorteil, dass auch Bereiche aufgenommen und verarbeitet werden können, die schlecht sichtbar sind. Darüber hinaus lassen die einzelnen Messungen auch das Aufnehmen von kleineren Strukturen wie zum Beispiel Hochspannungskabel zu, während in photogrammetrisch aufgenommenen Daten, so gut wie keine Hochspannungsleitungen sichtbar.
Ein weitere Unterschied ergibt sich zum Beispiel auch, wenn man den Boden unterhalb von Vegetation aufnehmen möchte also die Vegetation herausfiltern. In der Photogrammetrie müsste der gleiche Bereich aus mehreren Bilder gesehen werden, damit daraus ein Punkt bestimmt werden kann, was bei Vegetation oftmals nicht der Fall ist.
Daher unterscheiden sich die Daten in bewachsenen Bereichen deutlich. Hier dazu ein Vergleich -s.Foto-. Allerdings erhält man bei der Verwendung von LiDAR Sensoren nur dann Daten, wenn der Sensor den aufzunehmenden Bereich auch sehen kann. Entgegen mancher Annahme, kann der LiDAR nicht durch Blätter etc. hindurchsehen.
Genauigkeiten
Wird ein LiDAR Sensor verwendet ist es wichtig, das die Positionierung der Drohne exakt bestimmt wird, was durch ein Doppelfrequenz GNSS ermöglicht wird, da ein 1 Phasen GPS Signal eine Positionierung von etwa 5 Meter zulässt. Durch das 2 Phasen GPS in Verbindung mit einerm Korrekturdienst oder einer eigenen Basis Station wird die Genauigkeit extrem gesteigert und liegt in der Regel bei etwa <5 cm.
Darüber hinaus ist es wichtig, dass ein LiDAR Sensor mit einer IMU (Inertial Measurement Unit) ausgestattet ist, die gegen den Sensor kalibriert wird. Das ermöglicht, dass nicht nur die Positionierung der Drohne sehr genau ist, sondern die Kombination aus Positionierung und LiDAR Sensor eine hochgenaue Einheit darstellen da auch genau gemessen wird, wohin der LiDAR Sensor während der Aufnahem schaut. Ist der LiDAR Sensor sehr gut in die Drohne integriert, kann unter Verwendung von hochwertigen Sensoren, eine Genauigkeit von 3 cm und <3 cm erreicht werden.
Mehr zum Thema LiDAR folgt in einem weiteren Beitrag.
Sollten Sie Fragen zur Verwendung von LiDAR Sensoren in der Drohnenvermessung haben oder benötigen einen Drohnenflug, dann würden wir uns über Ihre Kontaktaufnahme freuen.
Für weitere Informationen zum Thema Drohnen und zur Klärung spezifischer Fragen im Zusammenhang mit der Verwendung von Drohnen empfehlen wir Ihnen dringend, sich bei den zuständigen Genehmigungsbehörden wie dem Luftfahrt-Bundesamt (LBA) zu informieren. Besuchen Sie dazu bitte die offizielle Website des LBA unter https://www.lba.de/DE/Drohnen/Drohnen_node.html
Disclaimer:
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