Mit der Zunahme großer gewerblich genutzter Gebäude in den USA ist die Nachfrage nach einer sicheren und effektiven Inspektion von Dächern erheblich gestiegen.
Jedes Dach ist einzigartig, und für jedes Dach stellt eine Reihe von Inspektionsanforderungen. Lecks und Löcher können Tausende von Euro kosten und andere Probleme im Gebäude verursachen. In großen Gewerbegebäuden können HLK-Anlagen und Solarmodule installiert sein, die alle eine Routineinspektion benötigen.
Der Siegeszug der Drohnen im letzten Jahrzehnt hat die Art und Weise, wie wir Dächer inspizieren, verändert. Heute ist es nicht mehr nötig, Leitern herauszuholen und selbst auf das Dach zu steigen. Mit einem einfachen Drohnenflug können wertvolle Informationen gesammelt werden, die leicht an zuständige Stellen und Entscheidungsträger weitergegeben werden können.
In diesem Artikel beschäftigen wir uns eingehend mit den Schritten, die Sie beim Einsatz von Drohnen zur Inspektion eines Daches beachten müssen.
Inhalt
Daten erfassen
- Beschreibung der Anlage
- Festlegen des Einsatzziels
- Prüfung der Sensoreinstellungen
- Planung eines Flugs
- Erfassung von Daten
- Manuelle Inspektion
Daten verarbeiten
- Datensätze mit Infrarot- und Tageslichtdaten
- Bodenkontrollpunkte/Kontrollpunkte
- Einstellungen der DJI Terra
Daten anzeigen
- Drittanbieter-Tools für Analysen
Daten erfassen
Beschreibung der Anlage
Dächer gibt es in allen möglichen Formen und Größen. Einige Inspektionen beziehen sich auf Dächer von Wohngebäuden, viele aber auch auf Dächer von Gewerbeobjekten. Es ist wichtig, sich den Umfang des Projekts anzuschauen, um zu verstehen, wie man den Standort am besten angeht.
Die Größe des Dachs ist ein Faktor, der berücksichtigt werden muss. Wenn es sich um ein kleines Dach handelt, können zusätzliche Details innerhalb von Minuten (oder sogar Sekunden) erfasst werden. Große Dächer von Gewerbeobjekten können längere Flugzeiten erfordern. Planen Sie also entsprechend.
Die Höhe des Gebäudes ist ein wichtiger Faktor bei der Einsatzplanung. Ein kurzer Flug zur Spitze des Gebäudes kann Ihnen Aufschluss über die Höhe des Gebäudes geben, damit Sie die Einsatzplanung besser durchführen können.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist das Verständnis der Umgebung des Gebäudes. Die Mavic 3 Enterprise nutzt O3 Enterprise Transmission, um eine stabile Verbindung zur Drohne zu gewährleisten. Omnidirektionale Hindernisvermeidung und APAS 5.0 sorgen dafür, dass die Drohne in beengten Umgebungen sicher fliegt und nach Beendigung des Einsatzes sicher nach Hause zurückkehrt. Wir wollen immer sicher fliegen. Wenn Sie also das Dach eines Gebäudes inspizieren, neben dem sich ein Parkplatz befindet, sollten Sie die FAA-Richtlinien für den Flugbetrieb über Menschen beachten. Achten Sie bei der Einsatzplanung darauf, dass die grüne Fluglinie nicht zu weit außerhalb der Gebäudegrenzen liegt, falls dies ein Faktor ist.
Festlegen des Einsatzziels
unterschiedliche Datenquellen (visuell, thermisch etc.) oder jeweils spezielle Anforderungen an die Genauigkeit/Auflösung erfordern.
Einige der wichtigsten Anwendungsfälle für Dachinspektionen sind:
- Suche nach Rissen/Leckstellen
- HLK-Inspektionen
- Inspektion von Solaranlagen
- Inspektionen von Abluftanlagen
- Anforderungen an die Messung
Bei Anwendungsfällen, die einen Wärmebildsensor erfordern (Inspektion von Sonnenkollektoren, Lecksuche, HLK-Inspektionen usw.), sollte der Flug oft direkt nach Sonnenuntergang durchgeführt werden. So wird sichergestellt, dass keine thermische Belastung durch direkte Sonneneinstrahlung entsteht. Das Dach bzw. die Solarmodule sind aber vom Tag noch warm. Es liegt auf der Hand, dass die Suche nach Rissen auf einem Dach mit dem optischen Sensor in der Dämmerung fast unmöglich ist. Daher ist es manchmal erforderlich, dass Sie dasselbe Dach zweimal abfliegen (vor und nach Sonnenuntergang).
Flüge im Rahmen der Lecksuche sollten NICHT direkt nach einem Regenschauer stattfinden. Warten Sie am besten mindestens 24 Stunden nach dem Regen (bis zu einer Woche danach), um den Wasserablauf/die Leckage nachvollziehen zu können. Auch die thermische Analyse ist eine Herausforderung, wenn der Flug zu kurz nach einem Regenereignis stattfindet und stehendes Wasser ein Problem verdeckt.
Es ist auch wichtig, die Größe des Gebäudes einzuschätzen. Versuchen Sie nicht, beim ersten Flug 20 Fuß (6 Meter) über dem Dach eines sehr großen Geschäftsgebäudes zu fliegen. Das würde nicht nur zu lange dauern, es könnte auch ein gefährlicher Flug für einen unerfahrenen Piloten werden. Mit der 42-minütigen Flugzeit der Mavic 3 Enterprise und dem angebrachten RTK-Modul sind auch große Einsätze möglich – Sie müssen nur entsprechend planen.
Die Anforderungen an die Genauigkeit der Daten für Ihre Dachinspektion sind ein weiterer Aspekt, den Sie berücksichtigen sollten. Die Messung von Zielen mit einer Basisstation oben auf dem Dach kann oft schwierig sein. Doch mit dem Mavic 3 Enterprise und dem RTK-Modul können Sie eine Genauigkeit im Zentimeterbereich erzielen, ohne dass Sie Bodenkontrollpunkte benötigen (Kontrollpunkte sind jedoch weiterhin erforderlich, um die Genauigkeit zu überprüfen). Oftmals ist die Datengenauigkeit nicht von primärer Bedeutung, da ein Großteil dieses Anwendungsfalls auf Inspektionen ausgerichtet ist. Wenn die Daten jedoch mit anderen Baustellendaten abgeglichen werden müssen, ist RTK eine hervorragende Option. RTK-, PPK- und Cloud-PPK-Technologien können Ihnen dabei helfen, ein hohes Maß an Genauigkeit für das Projekt zu erreichen.
Prüfung der Sensoreinstellungen
Bei der Wahl der Kamera- und Sensoreinstellungen müssen Sie einige Faktoren berücksichtigen. Die automatische Einstellung reicht in der Regel aus, um gute Daten zu sammeln. Wenn Sie jedoch einige Hinweise für die Einstellung des optischen Bildsensors benötigen, finden Sie hier unsere Empfehlungen:
- Verschlusszeit von 1/1000 oder höher während eines Tagesflugs. Bei Nachtflügen spielt die Bewegungsunschärfe eine große Rolle. Versuchen Sie daher, die Verschlusszeit so kurz wie möglich einzustellen, wobei das Dach noch deutlich zu sehen sein muss.
- Mit dem ISO-Wert können Sie die Verschlusszeit ausbalancieren. Tagsüber ist es am besten, die ISO-Einstellung auf Auto zu belassen, aber bei Nachtflügen können Sie mit dem ISO-Wert das Bild „aufhellen“, wenn Sie kürzere Verschlusszeiten verwenden müssen.
- Bildformat: JPG
- Seitenverhältnis 4:3
- Mechanischer Verschluss: AN
- Aufzeichnende Sensoren (wenn Sie Wärmebilder aufnehmen): ALLE
- Wenn es sich um eine Wärmebildinspektion handelt, empfehlen wir in der Regel, die Farbpalette auf Eisenrot einzustellen, da es bei den Temperaturen im Sichtfeld der Kamera eine starke Farbdifferenzierung gibt.
Wir empfehlen auch, sich zu Beginn die Zeit zu nehmen, um einen kurzen Flug über das Dach zu machen. Dies kann Ihnen helfen, die besten Kameraeinstellungen vor dem Flug zu finden. Ein Dach kann viel heller sein, als Sie erwarten, und wenn Sie die Kameraeinstellungen über dem ersten Wegpunkt manuell festlegen, werden die Bilder oft „überstrahlt“.
Einen Flug planen
Die gängigste Methode zur Inspektion eines Daches besteht darin, genügend überlappende Fotos aufzunehmen, um eine hochauflösende Karte und ein 3D-Modell des Daches zu erstellen. Dies kann mit der DJI Pilot 2-App erfolgen, wenn Sie die Drohne Mavic 3 Enterprise Series verwenden.
Bei der Einsatzplanung wählen Sie am besten die Option „Mapping Mission“ (Kartierung). Diese Anleitung soll Ihnen den Einstieg in die Durchführung von Einsätzen für die Kartierung erleichtern.
Und hier sind einige Einstellungen, die wir speziell für Dachinspektionen empfehlen:
- Verwenden Sie die Standardeinstellungen für die Überlappung von 70 % Frontüberlappung und 80 % Frontüberlappung. Dies sollte für eine hochwertige 3D-Modellrekonstruktion mit dem optischen Sensor ausreichend sein.
- Wenn die Wärmebildfunktion erforderlich ist, empfehlen wir 80 % Seiten- und Frontüberlappung.
- Wenn Sie eine Höhe auswählen, müssen Sie sowohl die Schieberegler für die Flughöhe als auch für Zieloberfläche zum Startpunkt Die optimale Flughöhe über einem Dach für Wohngebäude beträgt 25-50 Fuß (7,5 bis 15 Meter) über dem Dach. Bei größeren Gewerbebauten ist diese Auflösung möglicherweise nicht erreichbar, sodass die Planung von 50–100 Fuß (15–30 Meter) über dem Dach ausreichend sein sollte. Mit einem schnellen Überflug zur Überprüfung der Gebäudehöhe können Sie die Einsatzhöhe entsprechend einstellen. Wenn Sie z. B. die Höhe eines Hausdaches überprüfen und das Dach 25 Fuß (7,5 Meter) hoch ist, stellen Sie die Zielfläche zum Startpunkt auf 25 Fuß (7,5 Meter) und die Einsatzhöhe auf 50–75 Fuß (15–22,5 Meter). Bei einem Gewerbebau mit einer Dachhöhe von 50 Fuß (15 Meter) sollten Sie die Zielfläche bis zum Start auf 50 Fuß (15 Meter) und die Flugroutenhöhe auf 100–150 Fuß (30–45 Meter) festlegen.
- Über den Schieberegler „Target Surface to Takeoff Point“ (Zielfläche zu Startpunkt) können Sie die korrekten Überlappungseinstellungen erzielen, auch wenn die Drohne vom Boden aus gestartet wird. Mit dem 4/3"-Sensor der Mavic 3 Enterprise können Sie unglaubliche Details mit einem großen Dynamikbereich aufnehmen.
-
- Hier sind einige GSD-Schätzungen mit M3E:
7,5 Meter 0.2 cm/Pixel 15 Meter 0.4 cm/Pixel 22,5 Meter 0.6 cm/Pixel 30 Meter 0.8 cm/Pixel
- Hier sind einige GSD-Schätzungen mit M3E:
- Hier einige GSD-Schätzungen mit M3T:
7,5 Meter 0,26 cm/Pixel optisch, 1 cm/Pixel Wärmebild
15 Meter 0,53 cm/Pixel optisch, 1,98 cm/Pixel Wärmebild
22,5 Meter 0,78 cm/Pixel optisch, 2,97 cm/Pixel Wärmebild
30 Meter 1,05 cm/Pixel optisch, 3,96 cm/Pixel Wärmebild
- Wenn die 3D-Rekonstruktion Ihr Ziel ist, kann die Mavic 3 Enterprise-Serie die Smart Oblique-Funktion nutzen. So können Sie während des Fluges die Kontrolle über den Gimbal übernehmen, um automatisch Schrägaufnahmen anstatt nur NADIR zu machen.
- WICHTIG: Wenn auf einem Dach eine Solarinspektion mit Wärmebildtechnik beabsichtigt ist, wird Smart Oblique für genaue Temperaturmessungen NICHT EMPFOHLEN.
- Flugrichtung und Geschwindigkeit sind weitere zu berücksichtigende Aspekte. Die Mavic 3 Enterprise nutzt einen mechanischen Verschluss im 4/3"-Format, der schnelle Aufnahmen ermöglicht und gleichzeitig die Bildgenauigkeit beibehält und die Bildverzerrung minimiert. Mit einer Aufnahmezeit von 0,7 Sekunden kann die Drohne viel schneller als frühere Versionen vermessen. Die Fluggeschwindigkeit ist für die Mavic 3 Enterprise nicht so wichtig. Wenn das Ziel jedoch eine Wärmebildinspektion mit dem M3T ist, sollten Sie versuchen, die Höchstgeschwindigkeit auf unter 10 mph (~4,4 m/s) zu begrenzen, um Bildunschärfen und falsche Bildmessungen des Wärmesensors zu minimieren.
- Bei der Planung der Flugrichtung und der Aufnahme von Tageslichtbildern empfiehlt es sich, in die effizienteste Richtung zu fliegen. Bei der Wärmebildinspektion von Solarmodulen auf Dächern empfiehlt es sich, parallel zu den Modulen zu fliegen, um die besten Ergebnisse bei der Datenverarbeitung zu erzielen.
Erfassung von Daten
Sobald Sie sich mit dem Gebäude vertraut gemacht, den Umfang des Projekts festgelegt und Ihren Kartierungseinsatz vorbereitet haben, sind Sie bereit, den Ort zu erfassen.
Vergewissern Sie sich immer, dass der Sichtkontakt mit Ihrer Drohne erhalten bleibt, was bei der Aufnahme von Gebäudedächern schwierig sein kann. Behalten Sie den Flugplan der Drohne und die FPV-Kamera genau im Auge, um sicherzustellen, dass Sie nicht über Bereiche fliegen, in denen sich Menschen aufhalten. Wenn Ihr Einsatz beendet ist, kehrt die Drohne entweder nach Hause zurück oder verweilt am Endpunkt (je nach Einstellung für das Einsatzende).
Manuelle Inspektion
Nach Abschluss des automatisierten Einsatzes können Sie (optional) zusätzliche Daten des Standorts erfassen. Der unten gezeigte Bildschirm für die manuelle Erfassung verfügt über viele Funktionen, die Ihnen helfen, das Beste aus Ihrer manuellen Inspektion herauszuholen. Die Mavic 3 Enterprise und die Mavic 3 Thermal verfügen beide über einen 56-fachen Hybrid-Telezoom-Sensor. Mit dem rechten Scrollrad können Sie die Zoomstufe des Sensors einstellen.
Damit Sie Ihr Ziel bei der manuellen Inspektion mit der Mavic 3T besser analysieren können, bietet DJI die Side-by-Side-Ansicht an, bei der die Bilder der Zoom- und der Wärmekamera nebeneinander angezeigt werden. Wenn Sie auf die Schaltfläche SBS auf dem Bildschirm klicken, können Sie sich beide Ansichten gleichzeitig anzeigen lassen.
Wenn Sie den Zoom-Sensor mit der M3T verwenden, empfehlen wir Ihnen außerdem die Funktion Link Zoom, um den Bildsensor der Zoomkamera und den Wärmebildsensor auf der gleichen Zoomstufe zu halten.
Daten verarbeiten
Datensätze mit Infrarot- und Tageslichtdaten
Nach der Erfassung des Standorts ist es an der Zeit, die Daten in ein hochwertiges 2D Orthomosaik und ein 3D-Modell umzuwandeln. Mit DJI Terra ist es ganz einfach, großartige Datensätze zu erhalten. In diesem Video erfahren Sie mehr über die Schritte zur Verarbeitung von Daten in DJI Terra.
Die wichtigsten Schritte zur Verarbeitung von Daten mit DJI Terra sind:
- Importieren Sie die Fotos/Ordner in DJI Terra.
- Wenn Sie sowohl Tageslicht- als auch Wärmebildatensätze verarbeiten, empfehlen wir, die Datensätze getrennt zu verarbeiten.
- Wählen Sie die gewünschten Ausgabetypen (2D-Karte, 3D-Modell) und Dateierweiterungen (TIFF, OBJ usw.) und legen Sie das Koordinatensystem fest (wenn Sie einen NTRIP-Dienst verwenden).
- Führen Sie die Aerotriangulation durch.
- Optional können Sie an dieser Stelle die Begrenzung der Rekonstruktion ändern. Dies kann die Verarbeitungszeiten beschleunigen und die Größe der Ausgabedaten verringern, wenn Sie sich nur auf das zusammenzufügende Objekt konzentrieren.
- Optionaler Schritt: Importieren Sie Bodenkontrollpunktdaten und wählen Sie den richtigen EPSG-Code für die Region. In diesem Leitfaden zu Bodenkontrollpunkten erfahren Sie mehr.
- Führen Sie die Schritte zur Rekonstruktion der 2D-Karte und des 3D-Modells aus.
Bitte beachten Sie, dass DJI Terra keine Garantie für eine radiometrisch zusammengesetzte Ausgabe bietet, sondern nur für die Rohbilder.
Wenn Sie fertig sind, können Sie sich den Genauigkeitsbericht ansehen, um die Kartengenauigkeit beurteilen. Ihre Daten können nun angezeigt und exportiert werden.
Wir empfehlen Ihnen, Terra auszuprobieren. Eine 1-monatige Testversion finden Sie unten auf der DJI Terra Webseite.
Daten anzeigen
DJI Terra verfügt über eine Reihe von Funktionen, mit denen Sie Ihre Daten anzeigen und analysieren können. Mit unseren Anmerkungswerkzeugen können Sie Risse und Lecks messen, und mit der Maus können Sie durch das 3D-Modell navigieren. Für die Anzeige über einen längeren Zeitraum verfügt DJI Terra über ein Tool, mit dem Sie das 3D-Modell auf unbestimmte Zeit drehen können.
Schauen wir uns die typischen Ergebnisse von Dachinspektionen an.
Bei der Suche nach undichten Stellen, Rissen und thermischen Unregelmäßigkeiten wird in der Regel ein 2D-Orthomosaik anstelle eines 3D-Modells analysiert. Mit einem 3D-Modell können Sie sich einen Überblick über den Standort verschaffen. Häufig jedoch werden die Rohbilder nicht mit dem 3D-Modell, sondern mit Drittanbieter-Analysetools für Wärmebildinspektionen analysiert. Wenn Kunden nach Datensätzen fragen, ermöglicht DJI Terra die Ausgabe unter anderem in den folgenden Formaten. Alle exportierten Daten sind georeferenziert und können in ein externes Analysetool Ihrer Wahl importiert werden (DroneDeploy, Raptor Maps usw.).
DJI verfügt auch über ein Tool für die Wärmebildanalyse. In dieser Anwendung können Sie Rohbilder und verarbeitete Datensätze analysieren, um die Temperaturmesswerte vollständig zu verstehen. Es gibt auch ein öffentlich zugängliches Tool von Eric Olsen, mit dem Sie die Wärmebilddaten in RJPG konvertieren können, um sie in die Thermoanalyse-Tools von Flir zu importieren.
Drittanbieter-Tools für Analysen
Es gibt viele spezialisierte Lösungen, die bei der Automatisierung von Inspektionsanalysen helfen. Wenn Sie die Risserkennung, die Leckerkennung, die Solarinspektion und vieles mehr automatisieren möchten, schauen Sie sich die folgenden Lösungsanbieter an, die Ihnen bei der Automatisierung des Workflows helfen können.
DroneDeploy ist ein Cloud-Anbieter, der weltweit über 200 Millionen Hektar kartiert und verarbeitet hat. Seine Tools decken viele verschiedene Branchen ab (Bauwesen, Landwirtschaft, Öl und Gas, Solar usw.). DroneDeploy verfügt über einige spezielle Tools und Berichte für Dachinspektionen.
Mithilfe des Roof Report von DroneDeploy können Sie die Abmessungen von Dächern anhand eines verarbeiteten 3D-Modells ermitteln. Der Anwendungsbereich ist eher die Planung von Solardachinstallationen und das Verständnis der Dachgröße, aber nicht die automatische Erkennung von Schäden.
DroneDeploy verfügt auch über ein Tool für die radiometrische Wärmebildanalyse, mit dem Sie Probleme innerhalb einer Wärmebildkarte ermitteln können. Man kann den Temperaturbereich einfach über das Histogramm auf der linken Seite ändern. Es gibt hier auch ein Tool, mit dem Sie die Unterschiede zwischen verschiedenen Flugdaten vergleichen können.
Wenn Sie sich mehr auf die Schadenserkennung konzentrieren möchten, sind LoveLand Innovations und Eagleview zwei sehr gute Optionen für die automatische Schadenserkennung. Sie verfügen über eine Reihe von Tools, die nicht nur Haarrisse, sondern auch kleine Löcher sowie Beschädigungen durch Hagel und Bäume erkennen können. Schauen Sie sich unten das IMGING Webtool von LoveLand Innovation zur Analyse der Daten an. Daneben sehen Sie eine exemplarische Berichtsseite von Eagleview:
Liegt der Fokus der Anwendung auf Wärmebildern, gilt Raptor Maps für die Analyse von Wärmebildern als gute Wahl. Mit bisher über 50 GW analysierten Solarmodulen sind Tools dieses Anbieters zu empfehlen, wenn es um die Analyse von Solarmodulen geht. Weiter unten finden Sie einen Screenshot, der verdeutlicht, wie die Lösung dieses Anbieters Inspektionen von Solarmodulen durchführt.
Danke schön
Vielen Dank, dass Sie sich mit diesem Workflow beschäftigt haben. Lesen Sie den folgenden Artikel, um mehr über Dachinspektionen zu erfahren.
