Einsatz unbemannter Flugobjekte. in der Forsteinrichtung

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1 Einsatz unbemannter Flugobjekte in der Forsteinrichtung Kai Jütte, Landesforst Mecklenburg-Vorpommern -Anstalt öffentlichen Rechts- Betriebsteil Forstliche Informationssysteme und Kartografie Zeppelinstraße 3, Schwerin Telefon:

2 Gliederung Wieso, Weshalb, Warum Das System Ergebnisse

3 Wieso, Weshalb, Warum 1. Häufig sind die zu untersuchenden Flächen so klein, so dass eine im Kosten / Nutzen Verhältnis vertretbare, kommerzielle Befliegung nicht durchgeführt werden kann. 2. In der Vergangenheit behinderten, in der forstlich interessanten Zeit, Schlechtwetterfronten Luftbildflüge, obwohl in den Untersuchungsgebieten die Wetterbedingungen für einen Bildflug ausreichend waren. 3. Mit den verschiedenen Auftragnehmern wechseln die Kamerasysteme und damit die spektrale Auflösung. Eine Automatisierung der Auswertung ist somit kaum möglich.

4 Das System Fallschirm Die Kameras GPS Kamera Zweitaktmotor Die Fernsteuerung Projektpartner Dr. Hans-Peter Thamm Geographische Institut der Universität Bonn Arbeitsgruppe Fernerkundung Telefon:

5 Beschreibung: Fluggewicht : ca. 5-7 kg Flugzeit: max 3 Stunden Reichweite: ca. 4 km Maximalgeschwindigkeit: 25 km/h Maximale Flughöhe: ca m (nicht in Deutschland) Nutzlast: max 5 kg Motor: 2-Takt, 5.5 PS Sensor: variabel, im Moment digitale und multispektrale Kamera Sicherheitsfunktionen: fail save

6 Die Kameras RGB Kamera Sony DSC-R1 Sensor: 21,5 x14,4mm Farb-CMOS-Sensor Gesamt Pixelzahl: Pixel Objektiv: Carl Zeiss Vario-Sonnar T* f= 14,3 bis 71,5 mm (entspricht mm) Speichermedium: Compact Flash-Karte

7 Sensorparameter Anzahl der Pixel Größe des Sensors (mm) Größe eines Pixel (mm) Länge ,5 0, Breite ,4 0, Gesamt ,6 0, Flughöhe über Grund (m) Bildmaßstab Abdeckung bei f= 20,675 mm Länge (m) Breite (m) Fläche (qm) Auflösung bei f= 20,675 mm Länge (m) Breite (m) Basis abstand 60 % Längsüberl. Streifen abstand 40 % Querüberl. Bildfolgezeit 30 km/h ,03 0, sek ,04 0, sek ,05 0, sek ,07 0, sek ,08 0, sek ,09 0, sek ,11 0, sek.

8 Multispektralkamera TetraCAM ADC Spektrale Auflösung der TetraCAM ADC

9 Flugplanung- und Flugüberwachung Die Video- und GPS- Daten werden per Funk übertragen GPS: GPS Mouse der Firma Gramin

10

11 Arbeitsablauf Übernahme der GPS Daten als Start EO-Parameter Einfügen von Verknüpfungspunkten Einfügen von Vollpasspunkten Start Triangulation

12 Untersuchung zur Beurteilung der Qualität Stereoauswertbarkeit Brennweite: 21 mm Luftbildmaßstab 1: Basis C K Querüberdeckung % Basisverhältnis θ

13 Theoretische Lagegenauigkeit für signalisierte Punkte: Theoretische Lagegenauigkeit für natürliche Punkte: Lage: δ xy(sig) = ± 6µm Bildmaßstabszahl mb Lage : δ xy(nat) = δ 2 xy ( sig ) + δ 2 xy ( def ) Höhe : δ z(sig) = ± 0, 6 der Aufnahmeentfernung Höhe : δ z(nat) = δ 2 z ( sig ) + δ 2 z ( def ) Flughöhe über Grund (m) Bildmaßstab Lagegenauigkeit in x,y (sig) Lagegenauigkeit in z (sig) Lagegenauigkeit in x,y (nat 20 cm) Lagegenauigkeit in z (nat 20 cm) ,9 cm 2,1 cm 20,2 cm 20,0 cm ,3 cm 3,2 cm 20,4 cm 20,1 cm ,8 cm 4,2 cm 20,8 cm 20,2 cm ,2 cm 5,3 cm 21,2 cm 20,3 cm ,7 cm 6,4 cm 21,8 cm 20,5 cm ,1 cm 7,4 cm 22,4 cm 20,7 cm ,6 cm 8,5 cm 23,1 cm 21,0 cm

14 Untersuchung zur Beurteilung der Qualität der Lagegenauigkeit Diplomarbeit von Frau Engel (HTW Dresden und Uni Rostock) 2007 Testfeld mit 16 GCP und 11 Bildern Bildmaßstab: 1: Flughöhe: 320 m ü. G. Bodenauflösung: 0,08 m Bildlänge: 307 m Bildbreite: 206 Streifenabstand: 184 m Basis im Gelände: 82 m Total RMS: Residuen GCP X: GCP Y: GCP Z: 0,36 Pixel (2 µm) 0,04 m 0,04 m 0,03 m

15 Abgleitet werden können daraus: - Orthophotos - Stereo- Modelle ( Stereskopische Auswertung und - Messung) - Automatische Oberflächenmodelle - Einzelbaumdedektion aus DOM/DGM - Einzelbaumdedektion aus Bilddaten (PCA) - Klassifikation

16

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18 Oberflächenmodell

19 Dedektion von Einzelbäumen über DSM/DTM

20 Dedektion von Einzelbäumen über Bilddaten- (PCA)

21 Auswertungen Klassifikation Vegetationsindex zur Klassifikation der Vitalität RGB- Bild VARI = G-R/ G+R-B Maximum Likelihood Klassifikation

22 Einsatzgebiete der Drohne Überwachung des Landeswaldgesetzes, Dokumentation und Beweissicherung z.b. bei illegaler Waldrodung für Baumaßnahmen Überwachung von Fördermaßnahmen, Beweissicherung bei Rückforderungen Untersuchung der Schädigung von Röhrigbeständen durch Kanufahrer im Müritz-Nationalpark Kartierungen und Dokumentation von Veränderungen in Naturwäldern Schadkartierungen Moorkartierungen Unterstützung bei der Forsteinrichtung

23 Überwachung des Landeswaldgesetzes, Dokumentation und Beweissicherung z.b. bei illegaler Waldrodung für Baumaßnahmen

24 Überwachung von Fördermaßnahmen, Beweissicherung bei Rückforderungen

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26 Untersuchung der Schädigung von Röhrigbeständen durch Kanufahrer im Müritz-Nationalpark

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29 Kartierungen und Dokumentation von Veränderungen in Naturwäldern

30 Schadkartierungen

31 Moorkartierungen

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33 Vorteile Nachteile 1. Schnell einsetzbar 2. Leicht zu transportieren und bedienen 3. Unabhängig von Ausschreibungen 1. Windanfällig 2. Benötigt gute Startbahn 4. Es wird immer dieselbe Kamera eingesetzt 5. Leicht in Reparatur und Wartung 6. Auch einfache Tests/Befliegungen kostengünstig möglich 7. Sehr gut für kleine Flächen mit hoher Auflösung 8. Sehr robust Die Drohne bietet faszinierende Möglichkeiten bei der Unterstützung und Erfüllung der vielfältigen Aufgaben in der Forstwirtschaft, bei niedrigen Kosten. Sie ist ein nützliches Werkzeug für viele Anwendungen.

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36 Danke

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