Fachliche Umsetzung des Projektes DGM-W Niederrhein. Herzlich Willkommen. Dipl.-Ing. Andreas Haase. BfG Koblenz,

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1 Fachliche Umsetzung des Projektes DGM-W Niederrhein Herzlich Willkommen Dipl.-Ing. Andreas Haase BfG Koblenz, Breite Straße Celle Fon (05141) Fax (05141)

2 Gliederung Ausgangssituation Datenerfassung Datenauswertung Datenlieferung + Datenabnahme Kaum Daten in Wasserwechselzone DBWK2 veraltet Buhnenbestand und -zustand unklar Bildflug Niedrigwasser Bildflug vegetationsfrei ALS-LIDAR-Flug vegetationsfrei Peilungen bei Hochwasser (Vortrag) Aerotriangulationen DBWK2 Stereoauswertung LIDAR Georeferenzierung + Klassifizierung DGM-W Modellierung Produkte Datenabnahme 2

3 Ausgangssituation Projektgruppe Niederrhein: Nutzeranforderungen Vorhandene Daten und Unterlagen Definition von Anforderungen Produkt -Beschreibungen Leistungsbeschreibung mit Anlagen Ausschreibung Vergabe an Auftragnehmer/ARGE: 1. Bildflug NW+MW 2. ALS-LIDAR Befliegung 3. LIDAR Datenprozessierung 4. AT, DBWK2-Auswertung + DOP 5. DGM-W Modellierung Projektsteuerung und Abnahme Daten, Ergebnisse und Berichte 3

4 Datenerfassung (Erster) Bildflug bei NW am September 2009 Flugplanung Fläche G3: 83 Flugstreifen UltraCam XP, GSD=8cm Passpunktsignalisierung natürliche Passpunkte Freigabeszenario bzgl. Wetter + Wasserstand 1324 Bilder, ~ 770 GB TIFF, 5,5 Std. Flugzeit Flug bei optimalen Bedingungen Geoinformation Vermessungsverwaltungen der Bundesländer und BKG ( 4

5 Datenerfassung Ausschnitte aus dem NW-Flug Block aus ca. 25 Bildern: Georeferenziert mit DGPS/INS- Werten Fähreanleger und passende Orientierung Buhnenfelder 5

6 Datenerfassung (Zweiter) Bildflug bei MW am April 2010 Flugplanung G2: 70 Flugstreifen, UltraCam XP, GSD=8cm natürliche Passpunkte (bereits vorhandene + neue Punkte) Freigabeszenario bzgl. Wetter + Wasserstand Teilblock bei Düsseldorf: keine Freigabe durch Flugsicherung neue Planung notwendig, Teilblock-Streifen mit GSD=6cm beflogen 80 (!) Flugstreifen und einige zusätzliche Bilder 2224 Bilder; ~ 1,3 TB TIFF; 7,5 Std. Flugzeit Stellenweise starke Wolkenbildung und Wolkenschatten in einigen Bildern Keine 100% optimalen Ergebnisse Kompromisse bzgl. Flug-Wetterlage, Wasserstand (höher als MW), Wettervorhersagen und zunehmender Vegetation 6

7 Datenerfassung Bildflug bei MW am April 2010 Ausschnitte Optimales Ergebnis vom 02. April Wolkenschatten vom 10. April ABZ Neuss Autoverladung 7

8 Datenerfassung (Dritter) Flug LIDAR geplant ca. 20 Flugtage mind. 4 Punkte/m² max. 60 cm Punktabstand 300 m Streifenabstand 4 Gebietsblöcke Wettersituation beim Flug: - langer Winter: Schneereste + Hochwasserreste : 8 Flugtage, 21 Sessions, 419 Flugstreifen, 1772 km², Ø > 6 Punkte/m², fast 12 Mrd. Punkte erfasst 8

9 Datenerfassung LIDAR-Flug Flugweg / Trajektorien 1 Sekunde G Geoinformation Vermessungsverwaltungen der Bundesländer und BKG ( 9

10 Datenerfassung Passflächen und Passpunkte Passflächen im ALS-Flug Passpunkte im Bildflug 10

11 Datenverarbeitung Aerotriangulationen NW-Flug : 1324 Bilder in 83 Streifen, + DGPS/INS-Daten für alle Bilder, Passpunkte (217 VPP, 2 LPP, 9 HPP) Verknüpfungspunkte Sigma naught 0.7 [µm] Restklaffen an den Passpunkten Ø < 4cm (Lage + Höhe) MW-Flug: 2224 Bilder in 80 Streifen (8 und 6cm GSD), + DGPS/INS-Daten, Passpunkte Verknüpfungspunkte Sigma naught 0.8 [µm] Restklaffen an den Passpunkte Ø < 4cm (Lage + Höhe) beide Blöcke 1 PP alle 6 Bilder 11

12 Datenverarbeitung LIDAR-Daten - Vorgeoreferenzierung (Zielspuren beim Flug sehr gut bis optimal) - Feingeoreferenzierung (simultanen Streifenanpassung mit Kalibrierung) Standardabweichung < 10cm - Klassifizierung LIDAR-Daten (Standard-Filter und manuelle Kontrolle) 1. Bodenpunkte (mit Wasseroberflächen) 2. Vegetation + Gebäude (Oberflächenpunkte) 3. Bauwerke (Buhnen, Widerlager, Schleusenanlagen, ) 4. Brücken DBWK Neuherstellung - DBWK2 Stereomessung und DBWKA Bruchkanten (DGM-W) - Feldvergleich + CAD-Bearbeitung Bauwerkskataster - Buhnenachsen, Buhnencharakteristika - 3D- Bauwerksgeometrien 12

13 Datenverarbeitung DGM-W Modellierung Photogrammetrisch erfasste Bruchkanten (Gräben, Buhnen, Böschungen, ) + LIDAR-Punkte (nur Bodenpunkte, ohne Wasseroberflächen) + Gewässerpeilungen (Hauptstrom + Buhnenfelder) + Gebäudequader (aktualisiert, sofern vorhanden) DGM-W (1m-Raster, ggf. Kanten) 13

14 Datenverarbeitung DOP-Herstellung 8 cm Bodenauflösung, gekachelt, nur für HQ100/200-Fläche, Verwendung aller Bilder, manuelle Schnittkantenanpassung, genäherte True-DOP-Qualität im nahen Gewässerbereich NW-Flug mit voller Belaubung (Buhnenfelder und Buhnen) wird kombiniert mit MW-Flug aus der Frühjahrsbefliegung (vegetationsfrei im Vorland) Entzerrung auf DGM aus LIDAR-Punkten und Bruchkanten Weiteres Produkt: DOP 20 cm (DBWK2 Blattschnitt) Beispiel 14

15 Datenverarbeitung DOP-Herstellung 15

16 Datenlieferung + Datenabnahme ALS LIDAR-Daten: - Originaldaten in GK2 und ETRS89/UTM (Produktname LILPOgeo) - Streifenweise und gekachelt - ASCII- und LAS1.1- Format - Klassifizierte Daten gekachelte ASCII- und LAS1.1-Dateien (LILPKbod) - Abnahme durch GeoBasis NRW Luftbilder der Befliegungen: - Originale 24bit-Tiff-Bilder (>1 GB) - DGPS/INS-Daten - Passpunkte (Fotos + Koordinaten) Ergebnisse Aerotriangulation: - Bildorientierungen (GK+UTM; für verschiedene Systeme) Orthophotos: - Gekachelt (Produkt DOP08rgb) - Blattschnittweise (DOP20rgb) - GeoTiff - Abnahme durch WSD West 16

17 Datenlieferung + Datenabnahme DBWK2: - Microstation DGN in 10km-Abschnitten - Feldvergleich durchgeführt - CAD bearbeitet - Buhnengeometrien eingearbeitet - Mittelwasserlinie wird berechnet und eingearbeitet - Abnahme durch WSD West Bauwerkskataster: - Achsen und Geometrien (DGN) - Charakteristika (xls-tabellen) - WADABA, GEOBAS - Abnahme durch WSA Duisburg DGM-W: - Modelle A, B und C - Bruchkanten und Querprofile - Abnahme durch BAW + BfG 17

18 Datenlieferung + Datenabnahme DGM-W-Modelle Modell A: 1m Raster (gekachelt, HQ100/200) Modell B: TIN, Dreiecksvermaschung - B1 mit Gebäudequadern - B2 ausgedünnt, ohne Gebäude (HQ500-Fläche) - B3 ausgedünnt mit Gebäuden (Produkt DGMWB3TN) - C nur Gebäudequader 18

19 Datenlieferung + Datenabnahme Dokumentation und Abnahme umfangreiche Erfassungen, Bearbeitungen und Lieferungen des AN 1. QS-Nachweise 1. Flugprotokolle (Datum, Uhrzeit, Wetter, Wasserstand, ) 2. Bildmittenübersichten (Luftbild) 3. LIDAR: Vollständigkeitsnachweis Schummerung Parametervorgaben Punktdichtekarte / Kontrolle durch Stichproben Geoinformation Vermessungsverwaltungen der Bundesländer und BKG ( 19

20 Datenlieferung + Datenabnahme Dokumentation und Abnahme umfangreiche Erfassungen, Bearbeitungen und Lieferungen des AN 1. QS-Nachweise 2. Berichte AN 20

21 Datenlieferung + Datenabnahme Dokumentation und Abnahme umfangreiche Erfassungen, Bearbeitungen und Lieferungen des AN 1. QS-Nachweise AN 2. Berichte AN 3. Liefer- u. Abnahmetabellen 21

22 Datenlieferung + Datenabnahme Abnahme der Daten erstes Fazit - Erfahrungen: - Aufwand: Erstlieferungen sind selten fehlerfrei! Die Vollständigkeit von Einzellieferungen ist meist gegeben. Geprüfte automatische Verfahren sind fehlerfreier. Der von den AN eingesetzte Prüfungsaufwand ist zu gering! Full-time Job von Anfang bis Ende: ca. 2 Jahre. Qualifiziertes Personal erforderlich. Andere DGM-W Projekte: vergleichbare Fehler und Häufigkeiten, teils andere Fehlerquellen. LP1 -Phase hat sich bewährt! Der Qualitätssicherungsaufwand beim AN wird noch nicht ausreichend durchgeführt. Ohne den hohen Prüfungsaufwand sind die Produkte nicht mängelfrei! Aktueller Stand: Lieferung der DBWK2-DGN s, DOP s und DGM-W-Modelle Vermutliche Fertigstellung: Oktober

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Andreas Haase RMK Breite Str Celle im Auftrag der Bundesanstalt für Gewässerkunde Am Mainzer Tor Koblenz Tel.: 0261/ Fax: 0261/ haase.fa-rmk@bafg.de 23