Im Rahmen der Übung zur digitalen Photogrammetrie wurden bereits zuvor digitalisierte Luftbilder Rheinhessens während des Wintersemesters 2008/09 im Kurs bearbeitet. Hierzu wurde die Leica Photogrammetry Suite von ERDAS verwendet. Ziel war die Georeferenzierung der Luftbilder zu einem Orthophotomosaik. Hierzu war es von Nöten, dass mittels GPS-Gerät sogenannte Ground Control Points im Gelände gemessen wurden. Die einzelnen Arbeitschritte werden im Folgenden bis zum fertigen Endprodukt, dem Orthophotomosaik, detailliert beschrieben. Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf den Einstellungen der Kamerakalibrierung und der Aerotriangulation. Des Weiteren werden kurze Einblicke zur inneren und äußeren Orientierung der Luftbilder, zur Orthophotorektifizierung und der abschließenden Mosaikbildung gegeben. Zusätzlich wurde zu Schluss mittels Virtual GIS das Moasikbild individuell in verschiedenen dreidimensionalen Szenarien bearbeitet.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Neues Projekt anlegen
3 Luftbilder importieren
4 Kamerakalibrierung
5 Innere Orientierung der Luftbilder
6 Äußere Orientierung der Luftbilder
7 Aerotriangulation
8 Orthophotoberechnung/Orthorektifizierung
9 Mosaikbildung
10 Virtual GIS – 3D-Ansicht gestalten
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit dokumentiert den praktischen Prozess der digitalen Photogrammetrie zur Erstellung eines georeferenzierten Orthophotomosaiks für die Region Rheinhessen, wobei der Fokus auf der präzisen Kamerakalibrierung und der Aerotriangulation liegt.
- Konfiguration von Photogrammetrie-Projekten
- Kamerakalibrierung und innere/äußere Orientierung
- Aerotriangulation und Passpunktanalyse
- Orthorektifizierung von Luftbildern
- Erstellung radiometrisch angepasster Mosaike
- Dreidimensionale Szenariogestaltung mittels GIS
Auszug aus dem Buch
7. Aerotriangulation
Passpunkte festlegen
Mit ERDAS Viewer können nun die mittels GPS-Gerät gemessenen 25 Referenzkoordinaten ganz einfach mit copy & paste in die Tabelle des Point Measurement eingefügt werden. Hierbei wird im Point Measurement für jeden Punkt eine Eigene ID für Rechtswert, Hochwert und GPS-Höhe angelegt. Anschließend erfolgt wie unten beschrieben die exakte Georeferenzierung der im Gelände gemessenen Bildpunkte, bzw. der Ground Control Points.
Eine Triangulation kann anschließend erstmals durchgeführt werden. Voraussetzung hierfür sind mindestens drei Ground Control Points pro Luftbild.
1. Schritt: Grob-Positionierung der Passpunkte in den Bildern
(Für diesen Vorgang müssen die Parameter der äußeren Orientierung als Fixed deklariert sein)
2. Schritt: Exakte Positionieren der einzelnen Bildpunkte in den jeweiligen Bildern
Ziel dieses Arbeitsschrittes ist es, dass die gemessenen und zuvor per Hand in Karten vermerkten 25 Bildpunkte alle möglichst zielgenau in den acht Luftbildern gesetzt werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Vorstellung des Projektziels, eine georeferenzierte Orthophotomosaik-Karte unter Verwendung der Leica Photogrammetry Suite zu erstellen.
2 Neues Projekt anlegen: Erläuterung der technischen Ersteinrichtung des Block-Files sowie der Definition der Koordinatensysteme.
3 Luftbilder importieren: Beschreibung des Importvorgangs der Bilddaten und der vorbereitenden Berechnung von Pyramid Layer zur Performance-Optimierung.
4 Kamerakalibrierung: Detaillierte Anleitung zur Definition kameraspezifischer Parameter wie Brennweite und Hauptpunkt.
5 Innere Orientierung der Luftbilder: Erläuterung der Bestimmung des Projektionszentrums durch manuelles Setzen der Rahmenmarken (Fiducials).
6 Äußere Orientierung der Luftbilder: Definition der Kameralage im Objektraum mittels Rotationswinkeln und Gauß-Krüger-Koordinaten.
7 Aerotriangulation: Detaillierte Darstellung des Prozesses zur exakten Georeferenzierung mittels Ground Control Points und automatischer Verknüpfungspunktsuche.
8 Orthophotoberechnung/Orthorektifizierung: Transformation der entzerrten Bilder in Parallelprojektionen unter Verwendung eines digitalen Geländemodells.
9 Mosaikbildung: Zusammenführung der Einzelbilder zu einem homogenen Gesamtbild mittels geometrischer und radiometrischer Anpassungen.
10 Virtual GIS – 3D-Ansicht gestalten: Abschluss der Arbeit durch die Erstellung dreidimensionaler Szenarien im GIS-System.
Schlüsselwörter
Photogrammetrie, Luftbildbearbeitung, Orthophotomosaik, Georeferenzierung, Kamerakalibrierung, Aerotriangulation, Passpunkte, Ground Control Points, Orthorektifizierung, Mosaikbildung, Virtual GIS, Leica Photogrammetry Suite, digitale Geländemodelle, Bildorientierung, Bildentzerrung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit befasst sich mit der digitalen Bearbeitung von Luftbildern aus der Region Rheinhessen, um diese zu einem georeferenzierten Gesamtmosaik zu verarbeiten.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Der Schwerpunkt liegt auf den photogrammetrischen Arbeitsschritten, angefangen bei der Projektanlage über die Kamerakalibrierung bis hin zur Triangulation und 3D-Visualisierung.
Was ist das primäre Ziel?
Das Ziel ist die Erstellung eines exakten, entzerrten Orthophotomosaiks sowie dessen visuelle Aufbereitung in einer dreidimensionalen GIS-Umgebung.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird die digitale Photogrammetrie unter Verwendung der Leica Photogrammetry Suite (ERDAS) angewandt, gestützt durch GPS-Messungen vor Ort.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die methodische Beschreibung der Orientierungsprozesse, der Triangulation zur Fehleroptimierung und der finalen Mosaikberechnung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den wichtigsten Begriffen zählen Photogrammetrie, Aerotriangulation, Ground Control Points, Orthorektifizierung und Georeferenzierung.
Warum ist die Kamerakalibrierung so wichtig?
Sie bildet die notwendige Grundlage für die innere und äußere Orientierung, um Bildverzerrungen zu korrigieren und eine präzise geographische Lagebestimmung zu ermöglichen.
Welche Rolle spielen die Ground Control Points?
Sie sind essentiell für die Aerotriangulation, um die Bildkoordinaten präzise mit den realen Gelände-Koordinaten abzugleichen und Fehlerwerte (RMSE) zu minimieren.
Was wird mit der radiometrischen Mosaikbildung erreicht?
Durch den Einsatz von Color Corrections werden Helligkeits- und Kontrastunterschiede in den Einzelbildern angeglichen, was zu einem visuell homogenen Endergebnis führt.
Was lässt sich im Virtual GIS darstellen?
Das System ermöglicht das Auflegen des Mosaiks auf digitale Geländemodelle, um topographische Szenarien, wie beispielsweise Hochwasserereignisse, realistisch zu simulieren.
- Quote paper
- Benedikt Breitenbach (Author), 2009, Photogrammetrische Luftbildbearbeitung - Anleitung an einem Kartenbeispiel, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/143562
