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Sonntag, 28.05.2017
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Vom Luftbild zur Karte

Neue Entzerrungstechnik spart Kosten

Luftbilder dienen Kartographen häufig als Vorlage für die Erstellung von Landkarten. Sehr arbeitsaufwändig ist jedoch bislang die Korrektur von perspektivischen Verzerrungen, die während der Aufnahmen dieser Bilder entstehen. Ein Nachwuchswissenschaftler der TU Berlin hat nun ein neues Verfahren entwickelt, das die Entzerrung der Luftbilder erheblich vereinfacht. Dies spart sowohl Zeit als auch Kosten bei der Kartenherstellung.
Schrägluftbild

Schrägluftbild

Mit einer herkömmlichen Kamera aufgenommene Luftbilder haben einen entscheidenden Nachteil: Geometrische Objekte wie Gebäude, Brücken oder Häuser erscheinen nicht maßstabs- und lagegetreu. Alle Gegenstände, die sich nicht zentral unter der Kamera sondern seitlich versetzt davon befinden, erscheinen mehr oder weniger auf der Seite liegend. Zur Anfertigung einer Karte ist solch eine Aufnahme zunächst nicht direkt geeignet, da zuvor die Lage der Gebäude entzerrt und korrigiert werden muss. Die Herstellung dieser so genannten Orthobilder ist jedoch meist kosten- und zeitintensiv.

Die nun von Bert Wolf vom Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik der Technischen Universität Berlin entwickelte Methode liefert hingegen Luftbilder, die den Kartographen diese aufwändige Entzerrung erleichtert. Denn hierfür müssen bislang zusätzlich zu den Angaben über Art der Kamera, Objektivbrennweite und Flughöhe auch detaillierte Informationen über die Geländehöhen hinzugezogen werden. Deren aufwändige Beschaffung könnte dank des TU-Nachwuchswissenschaftlers bald schon überflüssig werden.

Mars-Mission auf Erden


Denn Kernstück des neuen Ansatzes ist eine zeilenweise arbeitende digitale Kamera, die auch schon bei der aktuellen europäischen Mars-Mission im Einsatz war. Vom Flugzeug aus wird hiermit die Geländeoberfläche aufgenommen und die Wissenschaftler erhalten als Ergebnis zwei senkrecht zueinander stehende Bildstreifen. Deren besondere Aufnahmegeometrie ermöglicht nun die Herstellung einer grundrissgetreuen Abbildung der Oberfläche ohne zusätzlich Höheninformationen. Das errechnete Orthobild ist genauso maßstabstreu wie eine Karte und kann für planerische Zwecke genutzt werden.

Für seine Diplomarbeit, angeregt durch TU-Professor Jörg Albertz, erhielt Wolf den ersten Preis des in diesem Jahr erstmals ausgeschriebenen Nachwuchs-Förderpreises des internationalen Symposiums "Remote Sensing of Urban Areas". Seit 1997 findet dieses Symposium zur Fernerkundung städtischer Gebiete statt. In diesem Jahr trafen sich die Experten an der Arizona State University in Tempe (Phoenix) Arizona. Bert Wolf hatte sich gegen 18 Studenten und Doktoranden aus aller Welt durchgesetzt.


Herkömmliche Entzerrung


Die Verzerrung auf herkömmlichen Luftbildern basiert auf der grundlegenden physikalischen Eigenschaft der Zentralperspektive. Hierbei gehen alle Projektionsstrahlen der Kamera durch ein gemeinsames Projektionszentrum und verzerren dadurch die Aufnahme. So verdecken beispielsweise hohe Gebäude die umliegenden niedrigeren Häuser oder Straßen und erscheinen auf der Seite liegend. Auch wenn diese liegenden Gebäude mithilfe eines aufwändigen Verfahrens „gerade“ gerückt werden können, so entstehen doch auch Bildlücken ohne Informationen. Denn die zuvor verdeckten Bereiche können auf den Orthofotos nicht ohne weiteres mit Bildinhalten aufgefüllt werden. Bei echten Orthobildern hingegen, den so genannten True Orthoimages, sind auch diese Flächen mit Bildinformationen aufgefüllt. Hierzu werden allerdings exakte Höheninformationen über die abgebildete Geländeoberfläche und die Gebäude benötigt.
(TU Berlin, 15.07.2005 - AHE)
 
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