Photogrammetrie

Das Modul behandelt die Grundlagen der Luftbildphotogrammetrie und des flugzeuggetragenen Laserscannings. Dem Thema Genauigkeit wird dabei hohe Bedeutung beigemessen. Es wird gezeigt, von welchen Größen die Genauigkeit des Endergebnisses abhängt und wie diese Genauigkeit einfach abgeschätzt werden kann. Diese Fähigkeiten sind in der GIS-Praxis von großem Nutzen sein. Das angeeignete theoretische Wissen wird von den Studierenden in photogrammetrischen Standardaufgaben selbst praktisch angewendet. Hierfür steht die Software Leica Photogrammetric Suite (LPS) zur Verfügung. Insgesamt gliedert sich das Modul in drei Abschnitte: Grundlagen der Luftbildphotogrammetrie, Orientierung von Luftbildern (Aerotriangulation) und Stereoauswertung, Endprodukte Orthophoto und digitales Geländemodell (abgeleitet aus Luftbildern und Laserscanning).

23 March 2020

Photogrammetrie – Anmeldung

March 23, 2020 - June 15, 2020
13 July 2020

Photogrammetrie – Anmeldung

July 13, 2020 - October 5, 2020
09 November 2020

Photogrammetrie – Anmeldung

November 9, 2020 - February 1, 2021

3 Monate

Deutsch

6 ECTS

Das Modul steht UNIGIS Studierenden, die es zur Abdeckung der erforderlichen ECTS für das Wahlpflichtfachs benötigen, kostenlos zur Verfügung.

Inkludiert sind:

  • Online Lernmaterialien
  • Betreuung und Beurteilung
  • Anrechenbare Studienleistung im Rahmen des Studienplan

Club UNIGIS Mitglieder haben die Möglichkeit, das Modul zum Preis von € 300,- zu belegen.

Inkludiert ist:

  • Online Lernmaterialien
  • Betreuung und Beurteilung
  • Abschlusszertifikat

  • Mathematische & physikalische Grundlagen der Photogrammetrie
  • Digitale und digitalisierte Photos
  • Luftbildkameras
  • Orientierung und Auswertung eines Bildpaares
  • Aerotriangulation und ihre Genauigkeit
  • Manuelle Zweibildauswertung
  • Automatische Zweibildauswertung
  • Laserscanning
  • Digitales Geländemodell (DGM)

Von Vorteil: Kenntnisse der Matrizenrechnung (Inversion, Transposition und Multiplikation)
Software: LPS

Die Absolvierung des Moduls erfolgt im Modus eines betreuten Selbststudiums, wobei die theoretischen Grundlagen großteils auf Texten des Standardlehrbuches “Photogrammetrie” von Karl Kraus (2004) basieren. Es kommt ein Diskussionsforum zum Einsatz, das zur Diskussion der Inhalte sowie für Fragen dient und die Schnittstelle zur Lehrbeauftragten darstellt. Theoretische Lerninhalte werden durch praxisnahe Übungsteile und multimediale Elemente ergänzt und veranschaulicht. Die Evaluierung dieser Online-Lehrveranstaltung kann ebenfalls gegen Ende der Modulbetreuungsphase durch die Studierenden durchgeführt werden und dient der Verbesserung von Materialien und der Lehr- und Lernpraxis. InteressentInnen an diesem Thema sollten mathematisches Grundwissen (Matura- bzw. Abiturniveau) mitbringen.

  • ERDAS LPS, bis zu 52-Wochen Lizenz mit der Freischaltung für die Module LPS CORE, fullblock eATE.

Zur Leistungsfeststellung sind modulbezogene Aufgaben zu lösen und über die Lernplattform einzureichen. Neben den Aufgaben gibt es auch Übungen, die in unterschiedlichem Maße auf die Erfüllung eines Aufgabenziels vorbereiten und zum besseren Gesamtverständnis des Stoffes beitragen. Sie bilden eine optionale Lernkomponente und werden von der Modulbetreuerin bei der Gesamtbewertung nicht berücksichtigt.

Lektion 1 – Mathematische Grundlagen
Diese Lektion behandelt die mathematischen Grundlagen und enthält somit einige Formeln. Nicht in allen Fällen, ist es notwendig die Formeln genau zu studieren und zu behalten. Formeln, besonders wenn sie kompliziert sind oder selten benötigt werden, kann man immer nachschlagen.

Lektion 2 – Physikalische Grundlagen
Diese Lektion behandelt die physikalischen Grundlagen. Die Teile “Laborkalibrierung und Verzeichnung” und “Das analoge Messbild” erklären wie die wichtige innere Orientierung einer Luftbildkamera im Labor bestimmt werden kann und wie sie für ein Bild mittels Rahmenmarkentransformation wiederhergestellt werden kann. Der Teil “Tiefenschärfe und Auflösungsvermögen” beschreibt kurz die wichtigsten physikalischen Kenngrößen nach denen Photos beurteilt werden können. Dieser Teil hat für Sie in erster Linie einen informellen Charakter, da es sich hierbei um eine Thematik handelt, mit der Sie in Ihrem Berufsleben wahrscheinlich nur selten in Berührung kommen werden. Für eine photogrammetrische Grundausbildung ist es aber wesentlich, zumindest ansatzweise über diese Begriffe informiert zu sein.

Lektion 3 – Digitale und digitalisierte Photos
In der Bildebene einer Messkamera wird immer seltener eine photographische Emulsionsschicht als Sensor verwendet werden, sondern immer mehr ein elektrischer Sensor (CCD-Sensor), der auf elektronische Weise digitale Photographien liefert. Anschließend werden das Prinzip der opto-elektronischen Sensoren und die Qualität der Bildaufzeichnung mit opto-elektronischen Sensoren besprochen.

Lektion 4 – Luftbildkameras
Die Daten für Geoinformationssysteme werden in erster Linie über Luftbildphotogrammetrie gewonnen. Hierbei werden spezielle großformatige Messkameras im Flugezug eingesetzt. Die Befliegung erfolgt genau nach Planung um die Qualität der photogrammetrischen Ergebnisse gewährleisten zu können.

Lektion 5 – Die Orientierung und Auswertung eines Bildpaars und deren Genauigkeit
In dieser Lektion lernen Sie, wie die äußere Orientierung eines Bildpaares berechnet werden kann und welche Genauigkeiten bei der Auswertung eines Bildpaares erzielt werden können.

Lektion 6 – Aerotriangulation und deren Genauigkeit 
Die simultane Berechnung der äußeren Orientierung eines Bildverbandes wird als Aerotriangulation bezeichnet. Sie bietet den Vorteil, dass nicht für jedes Bildpaar mind. 3 Passpunkte bereitzustellen sind, sondern es können sehr große Gebiete ohne Passpunkte überbrückt werden. Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten eine Aerotriangulation zu berechnen: Modellblockausgleichung und Bündelblockausgleichung.

Lektion 7 – Manuelle Zweibildauswertung
In dieser Lektion lernen Sie, welche Geräte benutzt werden können, um ein Bildpaar stereoskopisch zu betrachten und wie Punkte und Linien anhand eines Bildpaares stereoskopisch ausgewertet werden.

Lektion 8 – Automatisierte Zweibildauswertung
In dieser Lektion lernen Sie, wie die Zweibildauswertung durch Methoden der digitalen Bildverarbeitung in hohem Maße automatisiert werden kann.

Lektion 9 – Laserscanning 
Diese Lektion bietet eine Einführung in die Methodik des Laserscannings. Es werden die Besonderheiten von flugzeuggestützem und terrestrischem Laserscanning und die Unterscheidung zur Photogrammetrie beschrieben. Das Laserscanning hat sowohl die Geländeaufnahme als auch die Objekterfassung im Nahbereich in den vergangenen zehn Jahren revolutioniert. Im Laserscanning, insbesondere in der Auswertung, findet man viel Gedankengut der Photogrammetrie.

Lektion 10 – Digitales Geländemodell (DGM)
Diese Lektion behandelt das wichtige Endprodukt ‘digitales Geländemodell’. Der Inhalt dieser Lektion wird über ein Exzerpt (als pdf-Datei) vermittelt, das die relevanten Inhalte von Band 1 und Band 3 erweitert um einige eigenen Ergänzungen zusammenfasst.

Lektion 11 – Orthophotos
Die Kenntnis eines Geländemodells vorausgesetzt, kann der Inhalt eines originalen (zentralperspektiven) Luftbilds so umgebildet werden, dass eine Orthogonalprojektion von oben in die Grundrissebene entsteht. In einem so erzeugten Orthophoto ist es möglich horizontale Distanzen zu messen und den Bildinhalt mit anderen Geoinformationen (zB. politischen Grenzen) zu überlagern.