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Grundbegriffe zum Thema Luftbild

Photogrammetrie
Die Photogrammetrie ist eine spezielle Methode der Vermessung, bei der die Lage, Größe und Form von Objekten 3-dimensional aus Bildern (Photographien) rekonstruiert werden kann. Voraussetzung dafür ist, daß ein Objektpunkt in mindestens zwei von verschiedenen Positionen aufgenommenen Photos abgebildet ist.
Die Ergebnisse einer
photogrammetrischen Auswertung sind typischerweise Karten (Lage- und Höhenpläne), entzerrte photographische Bilder (Orthophotos), Einzelpunkte (z. B. Grenzpunkte) oder Digitale Geländemodelle.
Die Hauptanwendung der Photogrammetrie liegt in der Herstellung von topographischen Landkarten in Form von Strichkarten (z. B. Österreichische Karte 1:50000 des Bundesamtes für Eich- und Vermessungswesen) oder Orthophotokarten (z. B. Österreichische Luftbildkarte 1:10000 des Bundesamtes für Eich- und Vermessungswesen) in verschiedensten Maßstäben.

Abhängig von der Position der Kamera während der Aufnahme unterscheidet man zwischen Aerophotogrammetrie ( = Luftbildmessung) und terrestrischer Photogrammetrie ( = Erdbildmessung).
Bei der Luftbildmessung befindet sich die Kamera in einem Vermessungsflugzeug und die Aufnahmeachse der Kamera zeigt möglichst exakt senkrecht nach unten zur Erdoberfläche (Senkrechtaufnahmen).
Von Erdbildmessung spricht man, wenn sich die Kameraposition nahe der Erdoberfläche befindet. Die Aufnahmeachse ist häufig annähernd horizontal oder nur wenig nach oben oder unten geneigt. Terrestrische Photogrammetrie wird zur Vermessung von Gebäuden, Brücken, Industrieanlagen, Maschinen und ingenieurtechnischen oder künstlerischen Modellen eingesetzt.

Kameras
Photographische Aufnahmen können mit unterschiedlichsten Kameras gemacht werden. In der
Photogrammetrie werden sie häufig auch als Kammern bezeichnet Die wichtigsten Unterscheidungskriterien aus photogrammetrischer Sicht sind Bildformat, Kammerkonstante ( = Brennweite) und Qualität der Objektive (optisches Auflösungsvermögen und Verzerrungseigenschaften), stabile Aufnahmegeometrie und verwendbarer Schichtträger (Film, Glasplatte, digitale Sensorfläche).
Luftbildkammern haben ein Originalbildformat von 23 cm x 23 cm. Die Palette von Objektivbrennweiten reicht vom Normalwinkelobjektiv (Kammerkonstante = 300 mm) über das Zwischenwinkelobjektiv (Kammerkonstante = 210 mm) bis zum Weitwinkelobjektiv (Kammerkonstante = 150 mm). Als Bildmaterial kommen Filme zum Einsatz.
Photogrammetrische Meßkammern für terrestrische Anwendungen haben ein Bildformat von mindestens 6 cm x 6 cm und vielfach können Filmmaterial oder Glasplatten als Bildträger benutzt werden.
Ebenso können Kleinbildkameras (Bildformat 24 mm x 36 mm) und Mittelformatkameras (Bildformate z. B. 6 cm x 6 cm oder 6 cm x 9 cm) oder Digitalkameras für photogrammetrische Aufgaben zum Einsatz kommen.

Abhängig von der Qualität und Rekonstruierbarkeit des geometrischen Abbildungsmodelles unterscheidet man außerdem zwischen Meßkammern, Teilmeßkammern und Amateurkameras. Die Abbildungseigenschaften von Meßkammern sind über längere Zeiträume (einige Jahre) hinweg praktisch unveränderlich, werden in regelmäßigen Abständen in technischen Labors hochpräzise ermittelt und in einem Dokument (Kalibrierungsprotokoll) festgehalten. Meßkammern werden immer dann verwendet, wenn bei der Durchführung eines Projektes eine sehr hohe Genauigkeit der photogrammetrischen Auswertung notwendig ist. Bei Amateurkameras hingegen variieren die Abbildungseigenschaften oft schon von einem Bild zum nächsten Bild. Trotzdem können für ausgewählte Anwendungsbereiche akzeptable Genauigkeiten erzielt werden.

Geometrisches Abbildungsmodell
Der photographische Abbildungsprozeß durch eine Kamera kann aus geometrischer Sicht sehr gut mit dem mathematischen Modell einer Zentralprojektion beschrieben werden. Dabei wird jeder Objektpunkt über einen exakt geraden Abbildungsstrahl durch das Projektionszentrum in die Bildebene abgebildet. Ein Strahlenbündel legt somit die Abbildung des kompletten Objektes ins Bild fest.
In der Praxis verwendete Kameras realisieren bei der Bildaufnahme dieses theoretische Abbildungsmodell mehr oder weniger gut. Die wichtigsten Ursachen für Abweichungen sind geometrische Abbildungsfehler der Optik (Verzeichnung) und Unebenheiten des Films in der Bildebene.

Photographische Schichtträger
Als Trägermaterial für die lichtempfindliche photographische Schicht dienen zumeist Filme. Sie sind vom Gewicht her sehr leicht, einfach zu handhaben und reagieren im Hinblick auf Maßhaltigkeit relativ unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen, Luftfeuchtigkeit, Lagerung und Alterung. Glasplatten hingegen sind deutlich schwerer, leider zerbrechlich, dafür aber sehr formstabil. Neueste Entwicklungen gehen dahin, die lichtempfindliche photographische Schicht durch digitale Sensorflächen zu ersetzen.
In
Luftbildkammern wird außer für Testzwecke ausschließlich Filmmaterial (Rollfilme) benutzt.
In terrestrischen Meßkammern benutzt man zumeist Glasplatten. Allerdings können in der Zwischenzeit bei vielen Kameras auch Rollfilmkassetten oder Filmmagazine benutzt werden.
Im Bereich der Digitalkameras schreitet die Entwicklung rasch voran. Speziell hinsichtlich des Auflösungs- und Speichervermögens sind noch deutliche Verbesserungen zu erwarten. Gute Digitalkameras haben eine Auflösung von ungefähr 1 Million Pixel (z. B. 1024 x 768 Pixel oder 1280 x 1024 Pixel). Hochwertige Digitalkameras liegen deutlich darüber (z. B. KODAK DCS 460 mit 3060 x 2036 Pixeln).

Luftbildfilme
Luftbildfilme sind spezielle Rollfilme mit einer Breite von ca. 23 cm und einer Länge zwischen 70 m und 140 m. Sie sind in hohem Maße lichtempfindlich, weil wegen der großen Fluggeschwindigkeiten (150 - 800 km/h) zur Vermeidung von Bewegungsunschärfe sehr kurze Belichtungszeiten (1/250 - 1/1000 Sekunde) notwendig sind.
Es werden sowohl Schwarz/Weiß- als auch Farbfilme benutzt, die für jenes Lichtspektrum empfindlich sind, das auch vom menschlichen Auge wahrgenommen werden kann. Darüber hinaus gibt des Filme, die zusätzlich im Infrarot-Bereich sensibilisiert sind. Meist kann noch zwischen Negativ- und Positivvariante des Films gewählt werden.
Schwarz/Weiß-Filme werden wegen ihrer extremen Detailtreue und Schärfe hauptsächlich für
photogrammetrische Lage- und Höhenauswertungen eingesetzt. Zur Herstellung von Orthophotokarten werden eher Farbfilme benutzt, und wenn es um Luftbildinterpretation geht, sind Infrarotfilme meist die richtige Wahl.

Luftbildfilm Luftbildbild Luftbildbild
Farb-Positiv-Film Schwarz/Weiß-Negativ-Film Farbinfrarot-Positiv-Film

Luftbildkammern
Luftbildkammern dienen zur Herstellung von
Luftbildaufnahmen, die entweder für Zwecke der Luftbildmessung oder der Luftbildinterpretation angefertigt werden. In beiden Fällen werden extrem hohe Ansprüche hinsichtlich der Abbildungseigenschaften der Optik gestellt. Während für die Luftbildmessung in erster Linie die exakte Metrik von Interesse ist, kommt bei der Luftbildinterpretation der Qualität der Detailwiedergabe, dem Auflösungsvermögen und der Schärfe große Bedeutung zu.
Luftbildkammern werden in Vermessungsflugzeuge eingebaut. Über besondere Stabilisierungsplattformen sind sie gegenüber dem Flugzeugrumpf beweglich, sodaß die Horizontierung und das Nachstellen der Abtrift möglich ist. Die Aufnahmerichtung ist möglichst senkrecht nach unten. Die Auslösung der Kamera erfolgt manuell durch den Kameraoperateur oder zunehmend automatisch, wobei der Auslöseimpuls vom Navigationssystem des Flugzeuges an die Kamera übertragen wird. Für möglichst geringe Bewegungsunschärfe in den Bildern sorgen kurze Belichtungszeiten (1/250 - 1/1000 Sekunde) und ein technisch aufwendiges System zur Kompensation der Bewegung während der Bildaufnahme (FMC = Forward Motion Compensation).
Das Bildformat ist 23 cm x 23 cm groß. Gängige Objektivbrennweiten sind 300 mm (Normalwinkel), 210 mm (Zwischenwinkel) und 150 mm (Weitwinkel). Verschiedene Filter können zur Verbesserung der Bildqualität den Objektiven vorgeschaltet werden.

Luftbildkammer Luftbildkammer
RC30 (Leica) RMK TOP (Zeiss)

Luftbilder
Original-Luftbilder sind Filme (Positiv- oder Negativ-Dias) und haben ein Format von 23 cm x 23 cm. Diese Originalbilder werden direkt zur
photogrammetrischen Auswertung herangezogen. Sie werden außergewöhnlich sorgsam gehandhabt, um Staub, Verschmutzung, Kratzspuren, Knicke oder sonstige Beschädigungen zu vermeiden. Häufig werden von den Originalbildern Kontaktkopien auf Photopapier hergestellt, die als Grundlage für Vorbereitungsarbeiten zur Auswertung dienen. Auf diesen Kopien können problemlos mit Farbstiften Markierungen, Eintragungen, Skizzen, Hinweise und ähnliches aufgebracht werden.
Den wesentlichen Teil des Bildformates nimmt selbstverständlich das im Luftbild abgebildete Gelände ein. Zusätzlich sind eine Reihe von Hilfsabbildungen erkennbar. Die wichtigsten davon sind Rahmenmarken, Bildnummer, Kamera-/Objektivnummer, Kammerkonstante, Bildflugdatum, Uhr und Grobhöhenmesser. Die Rahmenmarken in den Bildecken und/oder in der Mitte der Bildseiten erlauben bei der Auswertung die Rekonstruktion des Aufnahmestrahlenbündels. Aus der Differenz der Anzeige des Grobhöhenmessers und der durchschnittlichen Höhe des abgebildeten Geländes ergibt sich die Flughöhe über Grund, aus der in Kombination mit der Kammerkonstanten näherungsweise der Bildmaßstab ermittelt werden kann.
Die Abbildung des Geländes erscheint im Luftbild gegenüber einer maßstäblichen Karte verzerrt. Maßgeblich verantwortlich dafür sind Effekte wegen Abweichungen der Aufnahmeachse von der Lotlinie während des Fluges und zentralperspektivische Versetzungen aufgrund von Höhenunterschieden im Gelände. Benachbarte Luftbilder passen daher auch nicht klaffungsfrei aneinander.

Hilfsabbildungen auf Luftbildern

Bildmaßstab
Das Gelände wird im Luftbild verkleinert dargestellt. Das Verhältnis von Entfernungen zwischen Punkten im Bild und denselben Punkten in der Natur wird als Bildmaßstab bezeichnet. Der Bildmaßstab kann daher näherungsweise aus Vergleich von Entfernungen im Bild und einer maßstäblichen Karte abgeleitet werden. Eine andere Möglichkeit besteht in der Berechnung des Verhältnisses zwischen
Kammerkonstante und Flughöhe über Grund.
Bilder mit kleinem Bildmaßstab (ca. 1:20000 bis ca. 1:35000) werden zur Herstellung topographischer Kartenwerke (z. B. Österreichische Karte 1:50000 des Bundesamtes für Eich- und Vermessungswesen) oder von kleinmaßstäbigen Orthophotokarten (z. B Österreichische Luftbildkarte 1:10000 des Bundesamtes für Eich- und Vermessungswesen) benutzt. Mittlere Bildmaßstäbe (ca. 1:8000 bis ca. 1:15000) sind geeignet zur Auswertung von Planwerken oder Orthophotokarten in den Maßstäben 1:2000, 1:2500 und 1:5000 und großmaßstäbiges Bildmaterial (ca. 1:2000 bis ca. 1:6000) wird für Detailprojekte geflogen.

Vermessungsflugzeuge
Grundsätzlich ist es möglich, aus jedem Flugzeug durch Einbau einer Bodenluke für die
Luftbildkammer ein Vermessungsflugzeug zu machen. In der Praxis erfolgt die Auswahl allerdings nach Leistungsparametern, die für die Durchführung von Bildflügen von Bedeutung sind. Solche Kriterien sind minimale und maximale Reisegeschwindigkeit, Steiggeschwindigkeit und Reichweite. Langsam fliegende Maschinen werden bevorzugt bei großmaßstäbigen Projekten verwendet, hohe Reise- und Steiggeschwindigkeit sind zum raschen Erreichen des Einsatzgebietes wünschenswert und große Reichweiten erlauben die Durchführung umfangreicher Befliegungsprojekte mit möglichst wenigen An- und Abflügen.
Um die ohnehin selten optimalen Wetterbedingungen für Bildflüge gut ausnützen zu können, sind Blindflugeinrichtungen zum Starten und Landen in Bodennebellagen notwendig.
In Mitteleuropa kann aufgrund der Wettersituation und anderer einschränkender Randbedingungen (z. B. Befliegung vor Laubausbruch oder Befliegung unter geschlossener Wolkendecke) pro Vermessungsflugzeug mit ungefähr 200 bis 250 Flugstunden im Jahr gerechnet werden. Aus dieser sehr geringen möglichen Einsatzdauer resultieren relativ hohe Kosten für Bildflüge.

Vermessungsflugzeug des Bundesamtes für Eich- und Vermessungswesen
Beechcraft Super King Air 200

Photogrammetrischer Bildflug
Beim photogrammetrischen Bildflug wird das Interessensgebiet streifenweise systematisch mit
Vermessungsflugzeugen und Luftbildkammern beflogen. In regelmäßigen Abständen werden innerhalb des Flugstreifens Senkrechtaufnahmen ausgelöst, sodaß sich aufeinanderfolgende Bilder um mindestens 60 % überlappen. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Streifen wird so gewählt, daß auch hier eine Überlappung von mindestens 20 % zustande kommt. Diese Längs- und Querüberdeckung ist notwendig, um dafür zu sorgen, daß jeder Geländepunkt in mindestens zwei Aufnahmen abgebildet und damit die 3-dimensionale photogrammetrische Auswertung ermöglicht wird.
Vor einer tatsächlichen Befliegung werden im Rahmen einer Flug- und Projektsplanung im Hinblick auf Anwendungszweck, erforderliche Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit die photographischen und geometrischen Charakteristika des Bildfluges festgelegt. Es sind das Filmmaterial, Interessensgebiet, Position der Aufnahmen, absolute Flughöhe, Kammerkonstante des Objektives und Längs- und Querüberdeckung. Zur Einhaltung der vorgegebenen Flugachsen, der Aufnahmepositionen und der Längs- und Querüberdeckung dienen computergestützte Flugmanagementsysteme und satellitengestützte Navigationseinrichtungen.

Photogrammetrische Auswertung
Die 2-dimensionale oder 3-dimensionale Rekonstruktion von Objekten aus photographischen Bildern wird als photogrammetrische Auswertung bezeichnet. Sie wird von Auswertern unter Ausnutzung der Fähigkeit zum stereoskopischen Sehen auf photogrammetrischen Auswertegeräten durchgeführt.
Die Ergebnisse einer photogrammetrischen Auswertung sind typischerweise digitale Daten für
Geoinformationssysteme (GIS), digitale oder analoge Karten (Lage- und Höhenpläne), entzerrte photographische Bilder (Orthophotos), Einzelpunkte (z. B. Grenzpunkte) oder Digitale Geländemodelle.

Photogrammetrische Lage- und Höhenauswertung

Photogrammetrische Auswertegeräte
Photogrammetrische Auswertegeräte sind optische Präzisionsinstrumente, auf denen von einem Auswerter
photogrammetrische Auswertungen durchgeführt werden können. Dazu werden über Linsen- und Spiegelsysteme dem linken und rechten Auge des Auswerters jeweils ein Bild zugeführt, die vom Gehirn wie beim natürlichen räumlichen Sehen zu einem Raumbild verschmolzen werden. Zusätzlich wird eine virtuelle Meßmarke eingeblendet, die gegenüber dem Raumbild bewegt werden kann. Das Raumbild wird auch als photogrammetrisches Modell bezeichnet. Die Auswertung beruht nun darauf, daß der Auswerter die Meßmarke auf ausgewählte Punkte des Modelles aufsetzt und die Positionen der Meßmarke in einem 3-dimensionale Koordinatensystem registriert werden können.
Je nach Art des Auswertegerätes unterscheidet man zwischen Analogauswertegeräten, analytischen Auswertegeräten und digitalen Auswertegeräten. In Analogauswertegeräten wird die Geometrie der Bildaufnahme vollständig optisch/mechanisch rekonstruiert. Diese Geräte sind heute nur noch sehr selten im Einsatz. In analytischen Auswertegeräten, die etwa 1980 Eingang in die photogrammetrische Auswertepraxis gefunden haben, werden zwar noch die analogen Originalbilder eingelegt und betrachtet, ansonsten sind aber die meisten mechanischen Komponenten durch elektronische Meßsysteme und Computer ersetzt worden. Seit wenigen Jahren kommen digitale Auswertesysteme dazu, bei denen der komplette Auswerteprozeß ausschließlich auf Computern durchgeführt werden. Auch die Photos werden nicht mehr in analoger Form sondern als digitale Bilder verwendet. Die digitalen Bilder entstehen durch hochauflösendes Digitalisieren (= Scannen) auf speziellen photogrammetrischen Scannern.

Analytisches Auswertegerät Digitales Auswertegerät
SD-2000 (Leica) ImageStation ZII (Intergraph)

Paßpunkte und Verknüpfungspunkte
Paßpunkte sind zur Ermittlung der
äußeren Orientierung von Bildern erforderlich. Es sind ausgewählte Punkte, deren Position in der Natur exakt eingemessen wird und die gleichzeitig im Luftbild identifiziert und gemessen werden können. Entweder handelt es sich um natürliche Paßpunkte (z. B. Kanaldeckel, Gebäudeecken, ...) oder vor dem Flug mit hellen Signaltafeln markierte Paßpunkte. Aus den 3-dimensionalen Koordinaten der Punkte in der Natur und den 2-dimensionalen Koordinaten der Punkte in den Bildern lassen sich die Orientierungsparameter der Bilder rechnerisch ermitteln. Paßpunkte werden sowohl zur Einzelbildorientierung als auch zur Aerotriangulation benötigt.
Verknüpfungspunkte sind markante Bilddetails, die in mindestens zwei Bildern eines Bildblockes identifiziert werden können. Sie dienen zur Verknüpfung der einzelnen Bilder eines Blockes. Aufgrund der Längs- und Querüberdeckung der Bilder innerhalb eines Bildblockes liegen Verknüpfungspunkte in der Regel in 3 bis 6 Bildern.

Photogrammetrische Präzisionsscanner
Im Hinblick auf eine
photogrammetrische Auswertung ist ein wesentliches Qualitätskriterium die geometrische Genauigkeit von Scannern. Durch das Scannen dürfen keine spürbaren Verzerrungen in des digitale Bild eingebracht werden. Dieses Merkmal unterscheidet photogrammetrische Präzisionsscanner wesentlich von Desktop-Scannern oder Repro-Scannern.
Photogrammetrischer Präzisionsscanner Photogrammetrischer Präzisionsscanner
DSW-300 (Helava) SCAI (Zeiss)

Das geometrische (optische) Auflösungsspektrum liegt zwischen 5 µm ( = 0,005 mm, entspricht ca. 5000 dpi) und 250 µm ( = 0,250 mm, entspricht ca. 100 dpi). Die radiometrische Auflösung liegt zwischen 8 und 10 bit pro Farbkanal (entspricht 256 bis 1024 verschiedene Farbwerte pro Farbkanal). Es können sowohl Schwarz/Weiß-Bilder als auch Farbbilder bis zu einer Größe von 25 cm x 25 cm gescannt werden. Die Bilddaten werden in gängigen Bilddatenformaten (z. B. TIFF, JPEG, ...) gespeichert.
Für viele photogrammetrische Anwendungen wird das Bildmaterial mit 30 µm ( = 0,030 mm, entspricht ca. 850 dpi) oder 15 µm ( = 0,015 mm, entspricht ca. 1700 dpi) digitalisiert, woraus sich bei Farbbildern zwischen 180 MB und 700 MB an digitalen Bilddaten pro Luftbild ergeben.

15 µm Auflösung 30 µm Auflösung 60 µm Auflösung 120 µm Auflösung

Äußere Orientierung der Bilder
Im Rahmen einer
photogrammetrischen Auswertung müssen zunächst die Orientierungsparameter jedes einzelnen Bildes ermittelt werden. Darunter sind die Koordinaten des Projektionszentrums ( = exakte Position der Kamera) und die Drehwinkel des Bildes ( = Verdrehung der Kamera gegenüber einer horizontalen Ebene und der Nordrichtung) während der Bildaufnahme zu verstehen. Zur Bestimmung dieser Parameter sind mindestens drei Paßpunkte in einem Bild notwendig.
Die Orientierungsparameter können bildweise bestimmt werden. Sobald mehrere Bilder oder größere Bildblöcke (mehrere hundert Bilder) auszuwerten sind, wird aus wirtschaftlichen Gründen die Aerotriangulation zur Bildorientierung bevorzugt eingesetzt.

Aerotriangulation
Aerotriangulation ist eine photogrammetrische Methode, um für einen Bildblock durch Messung der Koordinaten von Paß- und Verknüpfungspunkten in den Bildern gleichzeitig die
Orientierungsparameter aller Bilder zu bestimmen. Die Koordinatenmessungen werden einem numerisch aufwendigen Ausgleichungsverfahren unterzogen und daraus die Koordinaten der Projektionszentren und Bilddrehungen berechnet.
Der wirtschaftliche Vorteil der Aerotriangulation liegt darin, daß im Vergleich zur Einzelbildorientierung deutlich weniger Paßpunkte benötigt werden und die Genauigkeit nur unwesentlich gegenüber der Orientierung von Einzelbildern abnimmt.

Orthophotos und Orthophotokarten
Luftbilder geben das abgebildete Gelände verzerrt wieder. Die Ursachen liegen in den Geländehöhenunterschieden und in den Abweichungen von einer exakt senkrechten Aufnahmerichtung. Diese Verzerrungen können rechnerisch korrigiert werden und man spricht dann von Orthophotos. Dieser Umbildeprozeß wird heute in den meisten Fällen vollständig auf digitaler Basis durchgeführt. Eine Voraussetzung zur Herstellung von Orthophotos sind die Kenntnis der äußeren Orientierung des Bildes und eine höhenmäßige Beschreibung des Geländes in Form eines Digitalen Geländemodelles.
Orthophotos aus benachbarten Bildern passen klaffungsfrei zusammen und können deswegen digital zu einem großen gemeinsamen Orthophotoblock mosaikiert werden. Die digitalen Orthophotos werden üblicherweise auf CD-COM geschrieben und können vielfältig genutzt werden. Vor allem dienen sie als zusätzliche Datenebene in einem Geoinformationssystem (GIS).
Die Weiterverarbeitung von Orthophotos zu Orthophotokarten ist möglich, indem Kartenrahmen, Koordinatengitter, Plankopf und weitere Information (z. B. Namensgut, Grenzen, ...) ergänzt und das Produkt auf einem großformatigen Drucker maßstabsgerecht ausgegeben wird.

Großmaßstäbiges Orthophoto überlagert mit Inhalt der Digitalen Katastralmappe

Genauigkeit der Luftbildphotogrammetrie
Die Genauigkeiten in der Lage und in der Höhe sind grundsätzlich getrennt zu betrachten, da sie von unterschiedlichen Parametern beeinflußt werden.
Die Lagegenauigkeit ist direkt proportional zum
Bildmaßstab bzw. konstant bezogen auf das Bild. Die verwendete Objektivbrennweite spielt keine nennenswerte Rolle. Als Richtwerte können für signalisierte Punkte +/- 6 µm ( = 0,006 mm) und für natürliche Punkte +/- 15 µm im Bild angegeben werden. Der Genauigkeitsunterschied liegt zum großen Teil in der Definitionsunsicherheit und damit geringeren Identifizierbarkeit von natürlichen Punkten (z. B. Hausecken, Zaunecken, Kanaldeckeln, Feldecken, ...) gegenüber den signalisierten Punkten.
Die Höhengenauigkeit von Einzelpunkten ist in guter Näherung linear proportional zur Flughöhe über Grund ( = Aufnahmeentfernung) und kann mit +/- 0,1 Promille der Aufnahmeentfernung angegeben werden.

Beispiel:
    Bildmaßstab 1:15000, Kammerkonstante = 21 cm
    Flughöhe über Grund = 3150 m
    Lagegenauigkeit:
          6 µm im Bild entsprechen 9 cm in der Natur
         15 µm im Bild entsprechen 22,5 cm in der Natur
    Höhengenauigkeit:
        0,1 Promille der Aufnahmeentfernung entsprechen 31,5 cm in der Natur

Digitale Geländemodelle (DGM)
Zur höhenmäßigen Beschreibung der Geländeoberfläche werden digitale Geländemodelle benutzt. Sie enthalten für meist in einem regelmäßigen Raster angeordnete Punkte die Geländehöhe. Gelegentlich ist zusätzlich noch Höheninformation über Geländekanten und Strukturlinien (z. B. Böschungen, Steilabbrüche, Grate, Bäche, ausgeprägte Rücken oder Einschnitte, ...) und ausgezeichnete Einzelpunkte (z. B. Berggipfel, Muldenpunkte, ...) integriert.
Zur Herstellung digitaler Geländemodelle kommen häufig photogrammetrische Auswertemethoden zur Anwendung. Es werden flächendeckend Einzelpunkte, Geländekanten, Strukturlinien und markante Höhenpunkte 3-dimensional erfaßt und aus diesem Datenmaterial durch geeignete Interpolationsmethoden digitale Geländemodelle in Rasterform abgeleitet. Diese Geländemodelle können schließlich zur Berechnung von Höhenlinien, Profilen, Massenermittlungen, Hangneigungsklassen, perspektivischen Ansichten und zur Berechnung von Orthophotos benutzt werden.

Geländemodell von Österreich Geländemodell von Österreich
Simulation einer Schräglichtbeleuchtung Farbcodierte Höhendarstellung

Geoinformationssysteme (GIS)
Geoinformationssysteme (GIS) dienen der Erfassung, Speicherung, Verwaltung, Analyse und Darstellung von orts- bzw. lagebezogenen Daten und Informationen. Aus technischer Sicht sind die wesentlichen Komponenten Computer-Hardware, Computer-Software und georelevante Daten und Informationen.
Beispiele für die Anwendung sind die Einrichtung und Fortführung der Digitalen Katastralmappe (DKM) beim Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen, die Erstellung und Führung der Flächenwidmungs- und Bebauungspläne bei Städten und Gemeinden und die Herstellung von Planungsgrundlagen zur Abwicklung von Straßen- und Eisenbahnbauprojekten. Geoinformationssysteme werden zunehmend aber auch im Personen- und Güterransportwesen (z.B. Katastropheneinsatzpläne, Fahrzeugleitsysteme, Tourendisposition, ...), in der Umweltüberwachung (z.B. Naturschutzgebiete, Nationalparks, Schadstoffausbreitung, Verkehrsbelastung, ...), zur Planung von Mobilfunknetzen, zur Organisation von Marketing-Aktivitäten ("Geo-Marketing") und in vielen anderen Anwendungsgebieten eingesetzt, wo die Analyse und Darstellung von raumbezogener Information notwendig und von Vorteil ist.

Luftbildinterpretation
Im Gegensatz zur
Photogrammetrie, bei der die geometrische Rekonstruktion der photographierten Objekte im Vordergrund steht, wird bei der Luftbildinterpretation oder Photointerpretation eine Klassifizierung der Objekte nach verschiedenen Merkmalen durchgeführt. Durch visuelle Betrachtung werden Objekte gesucht, aufgefunden, erkannt und schließlich den Klassen zugeordnet. Luftbildinterpretation erfolgt bevorzugt in Farbinfrarot-Bildern .
Die klassische Anwendung der Luftbildinterpretation ist die Beurteilung des Vegetationszustandes (z.B. Waldschadensdokumentation, Almkartierung, Schilfkartierung, Biotopkartierung, ...).


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Dipl.-Ing. Herbert Ahrer
A-4840 Vöcklabruck, Feldgasse 17
Tel. +43 (0)7672 72268-0
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