ATKIS-Bildflugprogramm Sachstand und Entwicklungen. Folkmar Bethmann - FG 242 Photogrammetrie und Geländemodelle

Transkript

1 ATKIS-Bildflugprogramm Sachstand und Entwicklungen Folkmar Bethmann - FG 242 Photogrammetrie und Geländemodelle

2 Inhalt Einleitung ATKIS Bildflugprogramm Produkte Aktuelles: Pilot-Projekt True-Orthophoto Zusammenfassung

3 Einleitung Landesvermessung Photogrammetrie, Geländemodelle (FG 242) Luftbildbeschaffung 3D-Gebäudemodelle Orthophotoproduktion (DOP) 3D-Messdaten Gelände- und Oberflächenmodelle Laserscanning

4 ATKIS Bildflugprogramm Bildflugparameter Aktualisierungsturnus 3 Jahre (seit 2011) Aufnahmefläche ca km²/jahr Längsüberdeckung >80 % (seit 2011, für DGM und LOD1) Querüberdeckung >30 % O h f O = Projektionszentrum (Objektiv) f = Brennweite (Kammerkonstante) h = Flughöhe über Grund (Bezugshorizont) 30% b 80% b = Basislänge Abstand der Auslösungen

5 ATKIS Bildflugprogramm Bildflugparameter Aktualisierungsturnus 3 Jahre (seit 2011) Aufnahmefläche ca km²/jahr Längsüberdeckung >80 % (seit 2011, für DGM und LOD1) Querüberdeckung >30 % Bodenauflösung (GSD) 20 cm Befliegungszeitraum März bis Mai (möglichst keine Belaubung) Bildflüge 2015 Befliegungsdaten 2015

6 ATKIS Bildflugprogramm Bildflugparameter Aktualisierungsturnus 3 Jahre (seit 2011) Aufnahmefläche ca km²/jahr Längsüberdeckung >80 % (seit 2011, für DGM und LOD1) Querüberdeckung >30 % Bodenauflösung (GSD) 20 cm Befliegungszeitraum März bis Mai (möglichst keine Belaubung) Farb-/Spektralkanäle R, G, B, NIR (NIR seit 2008)

7 ATKIS Bildflugprogramm Erfassungsgrenzen 2012 Turnus

8 ATKIS Bildflugprogramm Erfassungsgrenzen 2015 Turnus

9 ATKIS Bildflugprogramm Erfassungsgrenzen Turnus

10 ATKIS Bildflugprogramm Befliegung / Unterteilung des Gebietes in 6 Lose (Auftragseinheiten), vergeben an 3 Firmen 14 Bildflüge (Bearbeitungseinheiten) Fläche insgesamt: km Auftragsvolumen insgesamt ca.: ¼ Mio (Brutto) Europaweites Vergabeverfahren Stand:

11 Produkte Übersicht Digitale Luftbilder Orientierte digitale Luftbilder Digitale Orthophotos

12 Produkte Digitale Luftbilder Luftbilder + genäherte Bildmittenkoordinate abgebildete Geländefläche mind. ca. 2200m x 3400m (kameraabhängig) verfügbare Spektralkanäle R, G, B, NIR mit 8 Bit / Kanal jährliches Datenvolumen: ca Luftbilder (RGBI + PAN), ca. 38 TB

13 Produkte Orientierte Digitale Luftbilder Luftbilder + Orientierungsdaten nach Aerotriangulation + Kalibrierprotokoll Genauigkeit der Orientierungsdaten gemäß AdV-Standard: mindestens : LB3 (2-fache Bodenpixelgröße) üblich : LB4 (1-fache Bodenpixelgröße)

14 Produkte Digitale Orthophotos (DOP) Orthophoto = auf DGM entzerrtes Luftbild, georeferenziert Bodenauflösung : 20cm Berechnung bildflugweise

15 Produkte Digitale Orthophotos (DOP) Bezugshorizont: DGM5 + Strukturlinien (Geländestrukturen, Brücken) Vermeidung schlingernder Brücken durch Erfassung von Brücken als Sondertopographie

16 Produkte Digitale Orthophotos (DOP) automatische Seamline-Generierung (unter Berücksichtigung der ALKIS-Umringe) für die Verschneidung der Einzelbilder DOP, Seamline durch Gebäude

17 Bildflug Produkte Digitale Orthophotos (DOP) Bearbeitungszyklus: DOP-Verfügbarkeit üblicherweise spätestens 1 Jahr nach Befliegung März Mai Juli Sept Nov Jan März Mai Lieferung der Daten + Abnahme... Los 3 Los 7 Los 1... ATKIS-DOP

18 Produkte Digitale Orthophotos (DOP) Abgabeformate: RGB oder CIR R Kanal =R G Kanal =G B Kanal =B R Kanal =NIR G Kanal =G B Kanal =B

19 Produkte Digitale Orthophotos (DOP) interaktive DOP-Auswahl über den LGLN-Internetshop: Bereitstellung auf Fotopapier (analog) auf Datenträger über Geodatendienste (WMS) Link:

20 Aktuelles True-DOP-Pilotprojekt Pilotprojekt: Kooperation mit Stadt Göttingen Frühjahrsbefliegung in 2016 Längs- und Querüberdeckung 80/60% Bodenauflösung GSD 10cm Gebietsgröße ca. 300 qkm True-DOP-Berechnung (Software SURE Areal der Firma nframes) Bereitstellung für (interne) Kunden / Anwender und anschließender Austausch

21 Aktuelles True-DOP-Pilotprojekt Gegenüberstellung DOP True-DOP einige Beispiele Innenstadtbereich, St. Jacobi-Kirche Göttingen DOP20 - Verkippung von Gebäuden tdop20 - Lagerichtige Abbildung von Dachflächen Überlagerung ALKIS-Grundrisse

22 Aktuelles True-DOP-Pilotprojekt Gegenüberstellung DOP True-DOP einige Beispiele Qualitätsstufe Ortho_Refined Ortho DOP20 - Sichttote Räume in schmalen Gassen durch Verkippung von Gebäuden tdop20 - Fehlende Informationen in schmalen Gassen - Fragmente durch Interpolation

23 Überlagerung ALKIS-Grundrisse Aktuelles True-DOP-Pilotprojekt Gegenüberstellung DOP True-DOP einige Beispiele Gebäude der Stadtverwaltung Göttingen / Rathaus DOP20 - Sichttote Räume in der Nähe hoher Gebäude (durch Verkippung von Gebäuden) tdop20 - Vermeidung sichttoter Räume durch Nutzung der Farbwerte benachbarter Bilder

24 Aktuelles True-DOP-Pilotprojekt Gegenüberstellung DOP True-DOP DOP20 tdop20 - bewegte Objekte erscheinen transparent - Ursache: gewichtete Mittelung der Farbwerte mehrerer Bilder bei tdop- Berechnung (keine klassischen Seamlines mehr)

25 Aktuelles True-DOP-Pilotprojekt Gegenüberstellung DOP True-DOP einige Beispiele DOP20 - Gebäudeverkippung in unterschiedliche Richtungen an Seamlines tdop20 - Vermeidung dieses Effektes, da keine Gebäudeverkippung

26 Aktuelles True-DOP-Pilotprojekt Ziele des Pilotprojektes: Fachliche Vorbereitung auf True-DOP Produktion Erster Austausch mit Kunden / Anwendern (Praxistauglichkeit, Akzeptanz)

27 Zusammenfassung ATKIS-Bildflugprogramm: jährliche Erfassung 1/3 der nds. Landesfläche (ca qkm) Produkte Luftbilder Orientierte Luftbilder Digitale Orthophotos Pilot-Projekt True-DOP-Produktion

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Folkmar Bethmann Telefon Fax

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30 Produkte Digitale Orthophotos (DOP) Bereitstellung

31 Produkte Kosten DOPs per WMS ve.php?navigation_id=11020&article_id= 51744&_psmand=35

32 Produkte Kosten DOPs auf Datenträger ive.php?navigation_id=11076&article_id =51732&_psmand=35

33 Produkte Kosten DOPs und Luftbilder auf Fotopapier ive.php?navigation_id=11076&article_id =51732&_psmand=35

34 Produkte Kosten gescannte Luftbilder und orientierte Luftbilder auf Datenträger portal/live.php?navigation_id=110 77&article_id=106242&_psmand= 35

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36 Rechenzeiten Rechner (GLL-H3-W7P914): Desktop-PC, Win7 64 Intel Core i7-4790, 3.6GHz, 4 Kerne, 8 Threads RAM 32GB Standard-HD (SSD oder RAID empfohlen) Hochrechnung*: 748 Tage * für GSD 10, 80/30, 1 Lizenz, Standard -Hardware Rechenzeit steigt linear zur Flächengröße Hochrechnung_Rechenzeiten 62 Tage 12 Tage km 2 300km km 2

37 Datenmenge [GB] Datenmenge Zusammenhang: Flächengröße / Datenmenge Datensatz: Göttingen 2013, 80/30, GSD10 (Test_6 auf gll-h3-w7p914) Format tdops: 4-Kanal Bild (RGB+NIR) mit 8 Bit / Kanal Format Cloud_Refined: *.las (X Y Z + RGB [+NIR??]) Flächengröße zu Datenmenge (gesamt) Flächengröße zu Datenmenge (Ortho_Refined) Flächengröße zu Datenmenge (Ortho_Refined + Cloud_Refined) Gebietsgröße [km 2 ]

38 Aktuelles True-DOP-Pilotprojekt Gegenüberstellung DOP True-DOP einige Beispiele DOP20 tdop20 Beispiel: kleine Objektstrukturen, hier: Baukran

39 Produkte Orientierte Digitale Luftbilder Anwendungspotenziale orientierter digitaler Luftbilder 3D-Auswertungen (manuell, Digitalisierung von Strukturen, Einzelpunkten) Bildkoordinaten spezielle Auswertehardware und/oder Software nötig Objektkoordinate

40 Produkte Orientierte Digitale Luftbilder Anwendungspotenziale orientierter digitaler Luftbilder 3D-Auswertungen (manuell, Digitalisierung von Strukturen, Einzelpunkten) Planar-System (StereoMirror SD2020) DTMaster (Trimble/Inpho) Anwendungen beim LGLN: DGM-Fortführung Brückenauswertung für DOP- Produktion

41 Produkte Orientierte Digitale Luftbilder Anwendungspotenziale orientierter digitaler Luftbilder 3D-Auswertungen (manuell, Digitalisierung von Strukturen, Einzelpunkten) Ableitung von Oberflächenmodellen durch (Matching/Bildkorrelation) bdom (abgeleitet aus 3D- Punktwolke) TIN, abgeleitet aus bdom)

42 Produkte Digitale Orthophotos (DOP) auf landesweite radiometrische Anpassung wird verzichtet DOPs Niedersachsen, Stand

43 Aktuelles True-DOP-Pilotprojekt Orthophoto : differenzielle Entzerrung der Luftbilder auf DGM True-Orthoph. : differenzielle Entzerrung der Luftbilder auf bdom Punkt 1 Punkt 2 DOP Geländepunkt im DOP sichtbar Gebäudefassade im DOP sichtbar True-DOP Geländepunkt im tdop sichtbar Gebäudedach im tdop sichtbar Luftbild Gebäude bdom DGM True-Orthophoto Orthophoto

44 Produkte Digitale Orthophotos (DOP) Abgabeeinheit: 2 km x 2 km Kacheln á x Pixel

45 Produkte Digitale Orthophotos (DOP) Orthophoto = differenziell auf Geländemodell entzerrtes Luftbild DGM jedes Pixel hat Koordinate im Landesbezugssystem lagerichtige Abbildung aller Objekte auf Gelände

46 Produkte Digitale Orthophotos (DOP) Genauigkeit der Georeferenzierung Standardabweichung von georeferenzierten Lagekoordinaten < 0,5m Prüfung / Nachweis durch Messung von Kontrollpunkten Ergebnis Soll-Ist-Vergleich für Bildflug Wilhelmshaven 90 Kontrollpunkte dx [m] Überhöhung Differenzvektoren um Faktor dy [m] MIN -0,09-0,14 MAX 0,10 0,16