Produktinformation. Erstes laubfreies Orthofoto für die Kantone SG, AR, AI. SWISSIMAGE der swisstopo. Kanton St.Gallen Baudepartement

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Maximilian Junge
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1 Kanton St.Gallen Baudepartement Amt für Raumentwicklung und Geoinformation Erstes laubfreies Orthofoto für die Kantone SG, AR, AI SWISSIMAGE der swisstopo Produktinformation Kontakt: Amt für Raumentwicklung und Geoinformation Abteilung Vermessung Lämmlisbrunnenstrasse St. Gallen Kontaktperson: Marcel Hugo, Tel ; Stand: August 2015

2 1 Einleitung 1.1 Orthofoto SWISSIMAGE Ein Orthofoto ist eine verzerrungsfreie und massstabsgetreue Abbildung der Erdoberfläche, die aus Luftbildern abgeleitet wird. (Definition wikipedia). Die bei Luftbildaufnahmen entstehenden Verzerrungen durch die Zentralprojektion der Fotos und durch die Höhenunterschiede des Geländes werden mit Hilfe von digitalen Geländemodellen rechnerisch entzerrt und anhand von Punkten mit bekannten Koordinaten georeferenziert. Dadurch eignen sie sich gut als Kartenhintergrund für weitere Karteninformationen in einem Geoinformationssystem. Nach zwei eigenständigen Bildflügen für den Kanton St. Gallen (2004, 2009) beziehen die drei Kantone St. Gallen, Appenzell Ausserrhoden und Appenzell Innerrhoden das Bildmaterial des digitalen Orthofotos seit diesem Jahr von der swisstopo. SWISSIMAGE 1 ist über die gesamte Fläche der Schweiz und Liechtensteins verfügbar. Es werden gleichzeitig Farbbilder und Infrarotbilder produziert. 1.2 Technologie Seit 2008 wird "SWISSIMAGE Level 2" produziert, welches auf einer vollständig digitalen Produktion beruht. Dazu wird die Digitalkamera Leica ADS40 eingesetzt, welche in Flugrichtung fortlaufend einen 12'000-Pixel-breiten Streifen scannt. Aufnahmen mit einer Auflösung von 50 cm werden aus einer Flughöhe von 5'000 m über Grund gemacht, die 25- cm-aufnahmen aus einer Flughöhe von rund 2'500 m über Grund. Generell erfolgen die Befliegungen in Ost-West-Richtung. Ergänzend werden Linien der Auflösung 25 cm aufgenommen, welche den wichtigsten Alpentälern folgen. 2 Produktbeschrieb 2.1 Aktualität - Nachführung Der aktuelle Nachführungszyklus der swisstopo beträgt drei Jahre, in denen die gesamte Schweiz mit neuen Luftbildern abgedeckt wird. Leider wird nicht der gesamte Perimeter in demselben Jahr erneuert: der Jahreswechsel befindet sich innerhalb des Kantons St. Gallen. Folgende versetzte Befliegungsjahre ergeben sich: ein kleiner Teil im Westen des Kantons wird jeweils ein Jahr früher beflogen als der Hauptteil des Kantons. Dabei wird alternierend ein belaubtes Sommerbild und ein laubfreies Frühlingsbild erstellt. Für die Landeskarten-Flüge/TLM-Nachführung soll die Befliegung möglichst laubfrei (2013/14, alle 6 Jahre; Flüge je nach Höhen-/Schneelage im Frühjahr gestaffelt) bleiben, damit man eine gute Einsicht in die Wälder erhält. Die "Zwischen"-Flüge sind belaubt, um "schöne" grüne Orthofotos zu produzieren, was Analysen für Wald und Vegetation erlaubt /8

3 Befliegungsrhythmus: Gelbe Kacheln = 2013 (laubfrei), 2016 (belaubt), etc. Rote Linie = Jahreswechsel Grüne Kacheln = 2014 (laubfrei), 2017 (belaubt), etc. 3/8

4 2.2 Auflösung - Lagegenauigkeit Die Bildauflösung ist im Flachland sowie in den meisten Alpentälern 25 cm (Bodenauflösung pro Pixel). In den Berggebieten wurde die Bodenauflösung von 50 cm aufgrund der schwierigen Flugbedingungen und der dünn besiedelten Gebiete beibehalten. Bodenauflösung Etappe 2013: Der in der Etappe 2013 figurierende westliche Teil des Kantons St. Gallen ist komplett mit einer 25 cm Auflösung abgedeckt Bodenauflösung Etappe 2014: Gegenüber dem Fluglinienplan 2011 sind in Absprache mit swisstopo neu das Kantonsgebiet beider Kantone Appenzell, das Weisstannental, die Nordseite des Walensees und andere Verbreiterungen der Talsohlen neu als 25cm-Auflösung geflogen worden. Bodenauflösung der Kacheln: Leere Kacheln: 75% und mehr Fläche in 25 cm- Auflösung Schraffierte Kacheln: Weniger als 75% der Fläche mit 25 cm-auflösung: zählen "komplett" zur 50 cm- Auflösung Lagegenauigkeit: Die "Bodenauflösung" des Bildes (Pixel) ist unabhängig von der "Lagegenauigkeit" der Bildinformation. Die Lagegenauigkeit von SWISSIMAGE entspricht laut swisstopo einer Standardabweichung von +/- 1 Pixel (+/ m oder +/ m, je nach Auflösung). Mit dem Geländemodell DHM25 beträgt die Lagegenauigkeit +/- 1-2 m, in hügeligem Gebiet +/- 3 5 m. Toleranz: 2.58-fache Standardabweichung. 4/8

5 Meldeliste für grössere Abweichungen Erfahrungsgemäss können bei sehr steilen Geländepartien oder Brücken lokal grössere Abweichungen nicht ausgeschlossen werden. Im Austausch mit swisstopo sind wir im Hinblick auf künftige Befliegungen interessiert, festgestellte Lagedifferenzen ausserhalb der Spezifikationen zu erfahren. Wir stellen daher eine entsprechende Meldeliste zur Verfügung: Koordinaten y, x in [m] (LV03) Differenzen: eintragen ab Abweichungen ausserhalb der obigen Spezifikationen, d.h. ab 75 cm im Gebiet mit 25 cm-auflösung, ab 1.5 m im Gebiet 50 cm-auflösung, ab m im hügeligen Gelände über 2000 m (DTM-AV) Ort: freie Bezeichnung (dient nur der Leserlichkeit der Liste) Bild: möglichst als Printscreen in Excelliste hineinhokpieren oder als *.jpg (Name y_x.jpg), falls möglich in Kombination mit AV-Situation und/oder aktuellen Messungen Name freiwillig Im Internet unter wird ein entsprechendes Formular zur Meldung von Differenzen aufgeschaltet. 5/8

Höhenmodell swissalti3d Das digitale Höhenmodell (swissalti3d) wird seit 2011 geführt, mit welchem die Lagegenauigkeit künftiger Orthofotos verbessert werden wird.

5 m und der Stereokorrelation (oberhalb 2'000 m.ü.m) von 1 3 m mittlerer Abweichung erreicht.

6 Höhenmodell swissalti3d Das digitale Höhenmodell (swissalti3d) wird seit 2011 geführt, mit welchem die Lagegenauigkeit künftiger Orthofotos verbessert werden wird. Die Daten sind als Rastergitter mit einer Maschenweite von 2 m, 5 m oder 10 m vorhanden. Dabei werden Höhengenauigkeiten von Laserpunkten (unterhalb 2'000 m.ü.m) von +/- 0.5 m und der Stereokorrelation (oberhalb 2'000 m.ü.m) von 1 3 m mittlerer Abweichung erreicht. Die manuelle Nachführung von Einzelpunkten an Bruchkanten oder flächen hat eine mittlere Abweichung von 25 cm 1 m und wird laufend verbessert. In unserem Perimeter kommen diese Grundlagen erstmals in den Bildern 2013/2014 zum Tragen. Die Höhengenauigkeiten der letzten Orthofotos 2010/2011 sind unterhalb von 2'000 m.ü.m identisch mit den oben beschriebenen Angaben, stammten oberhalb von 2'000 m.ü.m jedoch noch aus dem DHM25 (Rastergitter mit 25m Maschenweite). 3 Beispiele SWISSIMAGE 2010/2011 gegenüber dem neuen SWISSIMAGE 2013/2014 Bad Lichtensteig Swissimage 2011 / 2014 Auflösung 25 cm Swissimage 2014 laubfrei 6/8

7 Swissimage 2014: Bau der neuen Taminabrücke in Pfäfers Vergleich belaubt aus dem Swissimage 2011 Und laubfrei aus dem Swissimage 2014 (mit besserer Sicht auf Gewässer und Waldwege) Bachverbauungen bei Mettlen, Gams aus dem swissimage /8

Hafen von Quinten Swissimage 2011 Auflösung 50 cm Neu im Swissimage 2014 Auflösung 25 cm 4 Nutzung "Geschäftslizenz Plus": Nutzung zum Eigengebrauch und Weitergabe der Daten an Dritte für Zwecke, die

WebGIS-Lizenz: Mit der bereits seit 2010 existierenden WebGIS-Lizenz können alle bei swisstopo lizenzierten Daten im Internet veröffentlicht werden: Visualisierung, Ausdrucken, kein Datendownload.

8 Hafen von Quinten Swissimage 2011 Auflösung 50 cm Neu im Swissimage 2014 Auflösung 25 cm 4 Nutzung "Geschäftslizenz Plus": Nutzung zum Eigengebrauch und Weitergabe der Daten an Dritte für Zwecke, die dem Betrieb des Lizenznehmers dienen. Damit erlaubt dieser spezielle Lizenztyp insbesondere die Erfüllung der Aufgaben der amtlichen Vermessung vollumfänglich, auch das Digitalisieren ab Orthofotos. WebGIS-Lizenz: Mit der bereits seit 2010 existierenden WebGIS-Lizenz können alle bei swisstopo lizenzierten Daten im Internet veröffentlicht werden: Visualisierung, Ausdrucken, kein Datendownload. Daten für Dritte: Ein kleinräumiger Datenbezug direkt bei swisstopo (online unter ist nicht teuer. Eine ganze Gemeinde kostet CHF bis 500.-, z.b. Gemeinde Waldkirch, 31 km 2 CHF inkl. MWST (25 cm-pixel, Geschäftslizenz). Auswahlmöglichkeiten: Gemeindeperimeter oder Rechteck, Bodenauflösung und Lizenztyp. Druck: 1'000 Exemplare bis A5 oder 100 Exemplare grösser A5 Nutzungsdauer: Der Lizenzvertrag wurde im Sommer 2013 für drei Jahre abgeschlossen. Damit sind die zwei Befliegungen 2010/2011 sowie 2013/2014 abgedeckt. Sofern sich die Luftbilder bewähren, ist eine Verlängerung der Nutzungsvereinbarung vorgesehen. 8/8

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