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15. Juli 2022
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Natur und Landschaft

Hochwertige Orthophotos und Geländemodelle mit der Drohne

Mithilfe der Luftbild-Photogrammetrie kann das Gelände mit Luftbildern in 2D oder 3D genau abgebildet werden. Sie ermöglicht auch die Bestimmung der Größe und des Volumens von Objekten. In der Vergangenheit wurden solche Aufnahmen mit Flugzeugen oder Hubschraubern realisiert. Mit dem Aufkommen von Drohnen und der Entwicklung der Software wurde diese Technik einem breiten Publikum zugänglich gemacht. An einem Beispiel zeigen wir, wie wir die Photogrammetrie anwenden.

Wie funktioniert Photogrammmetrie und welche Ausrüstung wird gebraucht?

Die Photogrammmetrie umfasst die Technik und Ausrüstung für die 2D/3D-Darstellung eines Gebiets oder eines Objekts mittels Luftaufnahmen. Die Photogrammmetrie-Ausrüstung beinhaltet eine Drohne, eine entsprechende Software (z. B. Pix4D), einen Computer und ein geografisches Informationssystem GIS (Qgis, Arc View). Die Drohne fertigt zahlreiche Luftaufnahmen welche anschliessend mithilfe einer leistungsstarken Software zu 2D/3D-Orthofotos und digitalen Geländemodellen DTM verarbeitet werden. Geländemodelle können in ein GIS integriert werden, um Karten zu erstellen. Die Detailgenauigkeit ist ziemlich verblüffend!

Mettmoos
Orthofoto des Mettmoos nach einer Regenperiode

Fotogrammmetrie – eine Technik in den Diensten der Umwelt

Anwendungsbereiche

Die Photogrammmetrie wird in vielen Bereichen eingesetzt, wie zum Beispiel in der Umwelt, der Raumplanung, der Industrie und der Land- und Forstwirtschaft. Die Berechnung von Volumen ist von besonderem Interesse für Baustellen, bei denen große Mengen an Materialien ausgehoben/bewegt werden (Steinbrüche, Kiesgruben). Auf diese Weise erhält man eine gute Schätzung des Volumens des abzubauenden oder aufzufüllenden Materials.

Mit der Photogrammetrie kann zum Beispeil auch die Entwicklung einer Baustelle dokumentiert werden, insbesondere im Rahmen einer Umweltbaubegleitung UBB. Dabei werden Bilder vor Baubeginn und beim Abschluss und nach der Wiederherstellung gemacht und miteinander verglichen. In Kürze: die Anwendungsbereiche sind zahlreich!

Mettmoos mit Teich
Orthophoto mit den identifizierten und markierten Wasserflächen im Mettmoos

Angewandte Ökologie – Beispiel Mettmoos in Biel

Das Mettmoos in Biel ist ein Amphibienlaichgebiet von nationaler Bedeutung (IANB-Standort). Es umfasst zahlreiche temporäre Wasserflächen und beherbergt bedrohte Amphibienarten wie die Kreuzkröte (Epidalea calamita) und die Gelbbauchunke (Bombina variegata). Das Ziel unserer Arbeit im Auftrag des Amtes für Naturförderung des Kantons Bern ANF ist die Erstellung von neuen Teichen in Bereichen, wo sich nach Niederschlägen bereits Wasser sammelt.

Um den Ausgangszustand mit all diesen temporären Tümpeln zu lokalisieren machten wir anfangs April, nach einem starken Niederschlag, die notwendigen Aufnahmen mit der Drohne. Auf diese Weise erstellten wir ein präzises Orthofoto von den Tümpeln (Abbildungen 1 und 2) und erstellten ein digitales Geländemodell DTM (Abbildung 3). Die Aufnahmen dienen als Grundlage um die Amphibienmassnahmen, also Teiche, sinnvoll zu positionieren. Die Teiche werden so ausgebaut, damit das Niederschlagswasser für die Fortpflanzung der Amphibien lange genug zurückgehalten wird.

DSM
Digitales Geländemodell des Mettmoos, erstellt mit der Software Pix4D
Berechnung
Berechnung des Wasservolumens von zwei Teichen im Mettmoos

Projektspezifische Details aus der Luft abbilden

Aktuelle Orthophotos sind auf https://map.geo.admin.ch (SWISSIMAGE 2021) öffentlich zugänglich. Oft sind aber Details, wie die temporären Tümpel im Mettmoos, darauf aber nicht auszumachen. Die Aufnahmen mit der Drohne ermöglichten die rasche Erstellung eines aktuellen Orthofotos und damit die Dokumentation der Dynamik der Wasserflächen nach den Niederschlagsperioden im Mettmoos.

lauper_gilles_farbig

Sie möchten sich mit einem Luftbild einen Überblick über Ihren Projektperimeter verschaffen oder benötigen ein 2D/3D-Darstellung und/oder ein digitales Geländemodell DTM? Sie möchten eine Situation nach einem bestimmten Ereignis (Gewitter, Brand, Überschwemmung usw.) dokumentieren? Unsere Ingenieurinnen und Ingenieure stehen Ihnen gerne für weitere Informationen zur Verfügung.

Gilles Lauper
Dipl. Ingenieur FH (Natur)