DJI Phantom 4 RTK - Die beste Drohne für die Bauvermessung

STRABAG beschäftigt die DJI Phantom 4 RTK für die Gebäudevermessung zur Erstellung präziser 3D-Modelle

Das europäische Autobahnnetz erstreckt sich über 80.000 km und durchquert mehrere Länder. Im Jahr 2017 belegte Deutschland mit 12.996 km Autobahnen den zweiten Platz in Europa und weltweit, was Deutschland zu einem wichtigen Transitland für Millionen von Autos und Lastwagen macht, die zu Zielen in Ost- oder Südeuropa unterwegs sind, was eine starke Belastung für bestehende Strukturen darstellt.

Das Bundesverkehrsministerium hat eine umfassende Analyse der prognostizierten Verkehrszunahme von 2010 bis 2030 durchgeführt und eine Steigerung der Personenkilometer um 12 % und der Tonnenkilometer um 38 % errechnet. Abschließend den Erneuerungs- und Ausbaubedarf des deutschen Verkehrsnetzes, empfahl das Ministerium in seinem Bundesverkehrswegeplan eine öffentliche Investition von 270 Milliarden Euro bis 2030. Knapp 75 % der Investitionen sind für die Erneuerung und den Ausbau der Bundesstraßen und Bundesstraßen bestimmt.

Um der wachsenden Nachfrage nach verbesserter Transportinfrastruktur gerecht zu werden, suchten die Teams nach neuen Technologien zur Steigerung der Effizienz. Während dieses Prozesses haben viele Auftragnehmer Drohnen vor Ort eingesetzt, um regelmäßige Standortkarten zu erstellen und Vermessungsmissionen schneller durchzuführen.

STRABAG - Spezialisten im Straßenbau

Die Umsetzung des Plans des Ministeriums ist ein herausforderndes Unterfangen, das eine langfristige Planung und Koordination von Fachleuten aus Wirtschaft und Privatwirtschaft erfordert, um diese groß angelegten Straßenbauprojekte abzuschließen.

Die STRABAG SE, der sechstgrößte Baukonzern Europas, und ihre deutsche Tochter STRABAG AG sind mit einem Anteil von 37 % am Produktionsvolumen von STRABAG die Hauptakteure im Verkehrswegebau. Mit über 100 Jahren Erfahrung und über 70.000 Mitarbeitern weltweit hat sich STRABAG ihre führende Position im Markt zu Recht verdient. Es hat einen Vorteil gegenüber technologischer Innovation.

STRABAG Teams arbeiten parallel an 9.100 Bauprojekten in ganz Europa, davon 4.900 in Deutschland. Zusammen summieren sich diese Projekte auf 600 km Autobahnen im Bau oder in der Renovierung, die effiziente Arbeitsabläufe und Kommunikation erfordern, um diese Projekte im Zeit- und Budgetrahmen zu halten. Daher spielt eine präzise Flächenplanung eine entscheidende Rolle bei der Steuerung und Qualitätssicherung von Bauprojekten.

Der Geschäftsbereich Digital Survey und STRABAG UAVs setzen seit 2015 Drohnen für interne und externe Kunden ein, um Projekte zeit- und kostensparend zu kartieren. Da diese Technologie für immer mehr Kunden implementiert wird, sind neue Anwendungen entstanden, die eine hohe Genauigkeit erfordern. Um diesen Präzisionsanforderungen gerecht zu werden, hat STRABAG das Neue hinzugefügt Phantom 4 RTK zu den Werkzeugen der Inspektoren.

Der Bau der Bundesautobahn A3 bei Würzburg ist eines der aktuellen Langzeitprojekte von STRABAG. Ab 2014, voraussichtlich 2021, baut STRABAG die Autobahn von zwei auf drei Fahrspuren aus, baut einen neuen Schallschutztunnel, ersetzt eine marode Brücke und mehr. Diese Verbesserungen werden auf mehreren Kilometern der Autobahn in komplexem Gelände mit steilen Hängen und zahlreichen Haarnadelkurven umgesetzt. Bei einem Großprojekt wie Würzburg, das viele Jahre dauert, hat eine effiziente Standortvermessung für das STRABAG-Team Priorität, um den Fortschritt genau planen und verfolgen zu können.

„Der Einsatz von Drohnen für die Gebäudekartierung hat viele Vorteile. Ihre Integration verändert unseren Workflow und vereinfacht viele Arbeitsschritte. Herkömmliche Vermessungsmethoden liefern auch 3D-Modelle, aber aus Drohnendaten erstellte digitale Geländemodelle liefern eine höhere Punktdichte, sodass die Realität viel detaillierter beschrieben wird“, sagt Thomas Gröninger, Leiter der Digital Object Survey des Geschäftsbereichs und UAV.

DJI Phantom 4 RTK – Ein Game Changer für die Gebäudevermessung

Heute sind Drohnen bei STRABAG ein gängiges Werkzeug für einige Aspekte der Gebäudekartierung. Drohnen haben sich in bestimmten Umgebungen, wie z. B. Projekten mit spärlicher Vegetation, Verfügbarkeit von GPS und starker Sonneneinstrahlung, als überlegen gegenüber früheren traditionellen Vermessungsmethoden erwiesen. Das Erzielen genauer Erkennungsergebnisse (d. h. bis zu 3 cm Genauigkeit) mit einer Nicht-RTK / PPK-Drohne erfordert jedoch die Platzierung von bis zu 40 Bodenkontrollpunkten (GCPs) pro Quadratkilometer, was mehrere Stunden dauern würde.

Das neue DJI Phantom 4 RTK Es verfügt über ein integriertes Zentimeter-Navigations- und Positionierungssystem und ein Hochleistungs-Bildgebungssystem, das sowohl RTK- als auch PPK-Lösungen unterstützt. Um Bilder für außergewöhnliche Reliefergebnisse zu liefern, die Phantom 4 RTK zeichnet werkseitig kalibrierte Objektivparameter zusammen mit Position, Höhe und anderen Daten auf jedem Foto auf und passt die Positionsdaten mithilfe des neuen TimeSync-Systems an die Mitte des CMOS-Sensors der Kamera an. Mit dem RTK-Ortungsmodul (GPS L1 L2, GLONASS L1 L2, Galileo E1 E5a und BeiDou B1 B2) die Phantom 4 RTK reduziert möglicherweise die erforderliche Menge an GCP auf 0. Für Qualitätsmanagementzwecke sind 3-5 GCP pro Quadratkilometer in der Industrie weithin akzeptiert. Bei Verwendung des Phantom 4 RTK mit weniger GCPs können Vermesser die Genauigkeit leicht steigern und mindestens 75 % der GCP-Einrichtungszeit einsparen.

Um die Vorteile des vollständig integrierten Systems voll auszuschöpfen, verwenden Vermesser im RTK-Modus RTK-Netzwerkdienste. Für noch genauere Ergebnisse, insbesondere in Gebieten mit schlechter Mobilfunknetzabdeckung, kann die hochpräzise GNSS-Mobilstation D-RTK 2 einfach angeschlossen werden.

Gebaut für Vermesser

Um das Innenleben der DJI Phantom 4 RTK erfasst die Drohne die ursprünglichen Satellitenbeobachtungsdaten sowie die Ephemeridendaten und speichert sie in einer PPKRAW.bin-Datei im RTCM 3.2-Format. Außerdem die Phantom 4 RTK Konvertiert Satellitendaten on the fly in das Receiver Independent Format (RINEX) und schreibt die Daten in eine RINEX.obs-Datei. Dank der internen Synchronisation der GNSS-Position und der Kamera liefert die Timestamp.MRK-Datei eine äußerst genaue Aufzeichnung der Bildposition. Alle einsatzrelevanten Daten werden pro Mission in einem einzigen Ordner auf einer Micro-SD-Karte gespeichert. Die Konsistenz der Daten der Phantom 4 RTK reduziert die für die Datenvalidierung erforderliche Zeit und führt zu einem effizienten Nachbearbeitungs-Workflow mit wenigen oder keinen manuellen Anpassungen.

Ohne GCP beträgt die erreichbare horizontale Genauigkeit bis zu 3 cm und die vertikale Genauigkeit bis zu 5 cm innerhalb des von der verwendeten globalen Referenznetzwerks WGS84 Phantom 4 RTK . In Gebieten ohne Mobilfunknetzabdeckung kann die Phantom 4 RTK ermöglicht es Vermessern, PPK für die nachfolgende Auswertung zu verwenden, während die gleiche Genauigkeit wie bei RTK beibehalten wird.

„Beim Einstellen der Flugbahn müssen Sie die Höhe und die Überlappung auswählen. Der P4R bietet eine integrierte Flugplanungs-App in der Fernbedienung inklusive aller relevanten Erkennungsparameter, um die Flugplanung einfach und effizient zu gestalten“, sagt Philipp Mielke, Business Object Digital Survey Teamleader und UAV bei STRABAG.

Das Phantom 4 RTK wurde entwickelt, um die Drohnenkartierung einfach, bequem und effizient zu machen, mit der Fähigkeit, bis zu 30 Minuten zu fliegen, sodass Benutzer ein großes Gebiet in einem Flug kartieren können. Selbst wenn der Bereich zu groß ist, um ihn mit einer einzigen Akkuladung zu kartieren, setzt die Resume-Funktion der GS RTK-App die Mission automatisch fort, nachdem der Akku ausgetauscht wurde. Phantom 4 RTK es spart auch mehr Zeit, indem es länger und schneller fliegt. Die Fähigkeit, in einer konstanten Höhe über komplexes Gelände zu fliegen, und spezifische Korridor-Kartierungsfunktionen sind große Verbesserungen für Vermessungsingenieure. DJI Mobile SDK ermöglicht diese Funktionen.

Datenverarbeitung

Die erfassten Daten können einfach in Photogrammetrie-Software von Drittanbietern integriert werden und bieten Punktwolken und branchentaugliche 3D-Modelle. Philipp Mielke weist darauf hin, dass „Lösungen, um Drohnendaten von einem Laptop vor Ort in die Cloud zur Verarbeitung hochzuladen, ein weiterer Schritt sind, um die Vermessung vor Ort innovativ zu machen. Es macht Vermessungsingenieure unabhängig von geografischen Entfernungen zwischen Baustelle und Büro, um eine sofortige und leistungsstarke Datenverarbeitung zu ermöglichen. „Die Betrachtung des 3D-Modells in der Cloud kurz nach der Datenerfassung ermöglicht es den Ingenieuren vor Ort, die Bauarbeiten zu überprüfen und die nächsten Schritte einzuleiten.

Dank der hochdetaillierten und umfassenden Vermessungsdaten können Vermessungsingenieure und CAD-Techniker sicher sein, dass sie alle Daten auf einmal erfassen, ohne auf die Baustelle zurückkehren zu müssen, um weitere Informationen zu sammeln, was Zeit spart. Nach der Verarbeitung der 3D-Punktwolken aus den von den Drohnen aufgenommenen Fotos werden die Daten gemäß den individuellen Projektanforderungen nachbearbeitet. Typische anfängliche Arbeitsabläufe umfassen die Klassifizierung von Punktwolken, um unerwünschte Objekte wie Vegetation, Fahrzeuge und künstliche Objekte herauszufiltern, Vektorisierung und Merkmalsextraktion. Die verarbeiteten Daten werden dann für die digitale Gelände- und Oberflächenmodellierung, Massen- und Volumenberechnungen sowie Building Information Modeling (BIM) verwendet.

Neben 3D-Ergebnissen können mit Drittsoftware auch 2D-Orthofotos erstellt werden, um hervorragende Übersichten von Großbaustellen aus der Vogelperspektive zu ermöglichen. Sowohl 2D- als auch 3D-Daten sind außerdem eine gute Basis, um wegweisende Projekte zu starten und regelmäßige Abstimmungen und Überprüfungen voranzutreiben.

Drohnen - Digitalisierung der Baubranche

Die von der Drohne generierten 3D-Modelle bieten vielfältige Analyse- und Auswertungsmöglichkeiten. Die häufigsten Anwendungsfälle sind je nach geforderter Genauigkeit Monitoring, Inspektion, Dokumentation und Baufortschrittskontrolle. All das geschieht mit Drohnen in der Würzburger Werft.

„STRABAG will den Einsatz von Drohnen für Bauprojekte weltweit ausbauen. Aktuell beschäftigen wir 170 Sachverständige in Deutschland und 300 europaweit. Das neue DJI Phantom 4 RTK ist eine benutzerfreundliche und vielseitige Drohne mit integrierten RTK-Netzwerkfunktionen. Diese Kombination wird es STRABAG ermöglichen, mehrere Drohnenteams auszurüsten, um die Arbeitsabläufe der Bauvermessung schneller und effizienter zu gestalten“, fasst Thomas Gröninger zusammen. „ DJI Phantom 4 RTK es ist eine wesentliche Ergänzung zum Werkzeugkasten des Vermessungsingenieurs und wird eine wichtige Rolle im Digitalisierungsprozess der Baubranche spielen“.