Drohnen-UAV-Kartierung zur Messung von Erdarbeitsvolumen

Dies ist die Drohnen-UAV-Vermessung zur Bestimmung der Volumina von Erdarbeits-Aufschüttungen.

Die Drohne fliegt gemäß den Umgebungs- und Bedingungsanforderungen des Projekts auf eine bestimmte Höhe, wobei sowohl die Auflösung der Luftaufnahmen als auch die Effizienz des Kartierungsbereichs berücksichtigt werden. Die Drohne fliegt automatisch entlang einer vordefinierten Route und stellt dabei eine festgelegte Überlappungsrate der Luftaufnahmen ein. Nach Start der Drohne erfolgen das Fliegen und Fotografieren gemäß den voreingestellten Parametern. Die Genauigkeitsanforderung für die UAV-Vermessung beträgt 1:500. Durch die Drohnenfotos wird das Gelände vollständig abgedeckt.

Nach Abschluss der Luftaufnahmen des Projekts (Erdarbeiten) werden die auf der Drohne gespeicherten Fotos exportiert. Jedes Foto enthält Positionsdaten (POS), wie z. B. Längen- und Breitengrad, Höhe über NN sowie Aufnahmewinkel (Haltung), was die ursprünglichen Schlüsselinformationen darstellt.

Die Anfangsdaten werden in ein BIM-Modell konvertiert.

Die Anfangsdaten werden in ein BIM-Modell konvertiert. Die Software REVIT kann Fotos mit Positionsdaten (z. B. Breiten- und Längengrad, Höhe sowie Aufnahmewinkel) nicht direkt verarbeiten. Daher müssen die Fotos über eine “Zwischenstation” verarbeitet werden. Professionelle 3D-Modellierungssoftware wie PhotoScan, Pix4D oder ContextCapture ermöglicht die Umwandlung der Fotos in Punktwolken-Daten.

1. Ausrichtung der Fotos: PhotoScan rekonstruiert die Position jedes Bildes anhand von Breiten- und Längengrad, Höhe und Winkel jedes Fotos.
2. Erstellung einer dichten Punktwolke: PhotoScan berechnet die Beziehungen zwischen den einzelnen Punkten und integriert jeden identifizierten Punkt in die detaillierte Berechnung.
3. Erstellung eines Gitters: Unter Nutzung der vektoriellen Beziehungen zwischen den Punkten verbindet PhotoScan diese entsprechend den realen Gegebenheiten und erstellt so ein 3D-Modell in Form einer gestrichelten Linienstruktur.
4. Texturierung: PhotoScan weist dem 3D-Modell basierend auf den Daten aus der Erstellung der dichten Punktwolke ein zweidimensionales Bild zu. Zu diesem Zeitpunkt besitzt das Modell sowohl eine interne Struktur als auch eine externe Oberfläche, wodurch ein vorläufiges 3D-Modell entstanden ist.

Zu diesem Zeitpunkt ist in PhotoScan ein 3D-Modell in Form einer gestrichelten Oberfläche mit Materialüberlagerung sichtbar. Die Software unterstützt den Export in mehreren Formaten; insbesondere können Punktwolken-Dateien exportiert und in AutoCAD geladen werden, um dort in eine 3D-CAD-Darstellung umgewandelt zu werden – ein Höhenlinienmodell, also ein dreidimensionales CAD-Modell mit Höhenpunkten.

BIM-Modell zur Ermittlung des Erdmassenvolumens. Der Import eines 3D-CAD-Modells in die Revit-Software erzeugt ein Modell in der 3D-Ansicht, das sogenannte “ursprüngliche Geländemodell”.

Vorteile der BIM-Erd- und Steinschätzungstechnologie

In Zukunft wird durch den Einsatz von Drohnen-Mapping-Technologie – von der Geländevermessung bis zur Berechnung der Erdmassenergebnisse – sowohl der Arbeitsaufwand als auch der Zeitbedarf erheblich reduziert. Gleichzeitig liegt die Messgenauigkeit deutlich über der traditionellen Messmethode.

Arbeit Effizienz – UAV-gestützte Volumenbestimmung von Erdmassenlagerstätten

Hinsichtlich der Arbeitseffizienz: Für die Genauigkeitsüberprüfung einer Erdmassenvermessung auf einer Fläche von 800.000 Quadratmetern benötigt eine Drohne 90 Minuten Flugzeit, die GNSS-RTK-Basisstation mit Fotokontrollpunkten arbeitet 2 Stunden, die Fotoverarbeitung (mit 3D-Software) dauert 1 Tag. Im Vergleich zur traditionellen Vermessung belaufen sich die Kosten für die UAV-gestützte Erdmassenlagerstättenvermessung auf lediglich 1/20.

Automatisierte Datenerfassung und -analyse können menschliche Fehler reduzieren und eine mehrfache Wiederverwendung innerhalb kurzer Zeit ermöglichen. Wenn die UAV-gestützte Erdmassenvermessung bei der Überprüfung von Erdarbeiten eingesetzt wird, lässt sich diese so weit wie möglich beschleunigen und dadurch Entscheidungszeiten sowie der gesamte Projektentwicklungszyklus wirksam verkürzen. Bei Anwendung auf Konzern- oder Großprojekte steigen die damit verbundenen wirtschaftlichen Vorteile noch weiter an.
Mit der UAV-Lösung zur Erdmassenvermessung können Unternehmen effiziente, kostengünstige und wiederholbare Erdmassenvermessungen bei gleichbleibend hoher Genauigkeit durchführen.

Arbeitsablauf der UAV-gestützten Volumenbestimmung von Lagerstätten