Stellen Sie sich je Fragen wie „Wie viel Lagerbestand habe ich auf meinem Gelände?“ oder „Wie viel Material befindet sich in dieser Halde?“
Das sind häufige Fragen, die sich viele in der Architektur-, Ingenieur- und Baubranche, im Bergbau und sogar im Landwirtschaftssektor täglich stellen. Es ist wichtig, die genauen Lagerbestände am Standort zu kennen, und die derzeitige Häufigkeit der Bestandsmessungen an einem Standort ist nie ausreichend. Aus Sicherheits- und Zeitgründen ist es schwierig, schnelle und genaue Messungen vor Ort durchzuführen. Aber was wäre, wenn Sie die Bestände an Ihrem Standort mit extremer Genauigkeit und hoher Frequenz berechnen könnten? Durch die Verwendung von DJI Enterprise-Drohnen und DJI Terra-Software war die Berechnung von Lagerbeständen noch nie einfacher, schneller oder sicherer.
Was ist eine Halde bzw. ein Bestand?
Was ist gemeint, wenn wir von Bestand bzw. einer Halde sprechen? Ein Stapel oder Haufen beliebigen Materials kann einfach mit einer Drohne gemessen werden. Die Größe des Stapels oder die Anzahl der Stapel kann je nach Anwendungsbereich variieren und jeder Stapel kann genau gemessen werden. Im Bauwesen sind in der Erdbauphase normalerweise mehrere Stapel oder Halden auf der Baustelle vorhanden, die aus vom Gelände abgetragenem Material bestehen. Beim Bergbau ist die Bestandsverwaltung ein wichtiger Faktor beim Einkauf und Verkauf von Materialien oder beim Verständnis des Werts des aktuellen Standorts. In der Landwirtschaft lagern viele Molkerei- und Rinderhaltungsbetriebe große Mengen an Silage zur Fütterung der Tiere. Es ist wichtig zu wissen, wie viel Silage noch auf dem Haufen übrig ist, um den richtigen Zeitpunkt für den Zukauf bzw. die Ernte von mehr Gras und Getreide zu bestimmen.
Workflow zur Bestandsmessung mit Drohnen
Werfen wir nun einen Blick auf die Schritte, die für den Einsatz von Drohnen bei der Messung von Beständen notwendig sind:
- Ermittlung der richtigen Hardware
- Erstellen eines Einsatzes
- Datenverarbeitung in DJI Terra
- Bestandsanalyse Exportieren von Daten
- Lösungen von Drittanbietern
Ermittlung der richtigen Hardware
Bei der Bestimmung der richtigen Drohne zur Messung von Beständen spielen zwei Hauptfaktoren eine Rolle: Bildklarheit und Datengenauigkeit.
Eine Kamera mit großem Sensor, mechanischem Verschluss, hochwertiger Sensoroptik und Megapixelzahl sorgt für klare Bilder (obwohl es nicht nur auf die MP ankommt)
Für eine hohe Datengenauigkeit verbessert die Integration eines GNSS-Empfängers auf der Drohne Ihre Präzision mit mehr Satelliten erheblich. Außerdem können mit RTK verarbeitete Daten ein hohes Maß an absoluter Genauigkeit erreichen. Das bedeutet, dass die Daten im Laufe der Zeit nahezu perfekt aufeinander abgestimmt sind. Ein sehr wichtiger Faktor, wenn jedes Mal die gleichen Stapel überflogen werden. Während sich die Lage der Lagerplätze und Steinbrüche insgesamt im Laufe der Zeit nur selten ändert, wachsen und schrumpfen die Haufen innerhalb der Standorte ständig. Ohne RTK oder GCP können sich Karten um mehrere Zentimeter oder sogar Meter verschieben, was zu ungenauen Bestandsmessungen führt, wenn Änderungen von zwei verschiedenen Daten berechnet werden.
Ein weiterer Aspekt bei der Bestimmung der richtigen Drohne ist ein besseres Verständnis Ihres eigenen Geländes. Die Größe und die Umgebung des Standorts können dazu führen, dass eine Drohne mit mehr Flugzeit, höherer IP-Schutzklasse oder sogar austauschbaren Nutzlasten benötigt wird, wenn Lagerbestände bei dichter Vegetation mit LiDAR gemessen werden.
Für viele Kunden, die ihre Bestände messen, ist die branchenführende Mavic 3 Enterprise die am besten geeignete Drohne auf dem Markt. Mit einer großen Sensorgröße von 4/3 Zoll und 20-MP-Bildern sind Bildqualität und -schärfe zu diesem Preis unübertroffen. Für höchste Präzision ist die Mavic 3 Enterprise mit einem optionalen RTK-Empfänger zum präzisen Geotagging der Bilder und einem hochwertigen mechanischen Verschluss zur Minimierung von Unschärfen/Ungenauigkeiten ausgestattet. Der Preis für die Mavic 3 Enterprise ist im Verhältnis zu den Funktionen ebenfalls äußerst skalierbar und erschwinglich.
Für schwierigere oder größere Standorte sind die DJI Matrice 350 RTK und die Zenmuse P1 perfekt geeignet. Die P1 überzeugt mit einem Vollformat-Sensor, der 45-MP-Bilder erfasst. Dies ermöglicht es, bei gleicher Bodenauflösung wie bei der Mavic 3 Enterprise höher (und damit über mehr Hektar) zu fliegen. Die P1 verwendet zusätzlich einen mechanischen Verschluss für höhere Genauigkeit. Die Matrice 350 kann Nutzlasten austauschen. Wenn also an Ihrem Standort dichte Vegetation die Haufen bedeckt, können die Halden trotzdem berechnet werden. Für eine höhere Genauigkeit ist jedoch LiDAR erforderlich. Mit der Zenmuse L1 können Sie genaue Punktwolken mit LiDAR erfassen, die auch für die Messung von Halden verwendet werden können. Wird LiDAR zur Messung von Halden mit Vegetation verwendet, muss in der Regel ein digitales Geländemodell (DTM) erstellt werden, um Messungen vorzunehmen.
Erstellen eines Einsatzes
Bei der Berechnung von Beständen wird für automatisierte Flüge empfohlen, einen Kartierungseinsatz zu planen. Wenn Sie sich die DJI Pilot 2-App auf Ihrer Steuereinheit anzeigen lassen, wählen Sie die Option „Flugroute“ auf der rechten Seite des Bildschirms aus. Wählen Sie als Nächstes „Eine Route erstellen“ aus und dann die Option „Kartierung“, wenn Sie dazu aufgefordert werden.
Stellen Sie sicher, dass die Steuereinheit mit dem Internet verbunden ist und zoomen Sie dann zu Ihrem Gelände. Wählen Sie die Kamera aus und eine automatische Flugroute wird erstellt. Ziehen Sie die weißen Punkte am Rand des Polygons, um den Bereich abzudecken, den Sie abfliegen möchten.
Sobald das Polygon bereit ist, müssen Sie einige Einsatzeinstellungen beachten. Stellen Sie sicher, dass die intelligente Schrägaufnahme ausgeschaltet ist (die Daten der Halde sollten nur vom NADIR-Punkt zum Boden erfasst werden), schalten Sie aber die Geländeverfolgung ein, wenn Sie sich großen Geländeänderungen gegenüber sehen. Die Mavic 3 Enterprise kann die Geländeverfolgung in Echtzeit nutzen, es wird jedoch auch ein DSM-Import unterstützt. Weitere Informationen zur Geländeverfolgung finden Sie in diesem YouTube-Video.
Als Nächstes muss die Flughöhe eingestellt werden. Die empfohlene Flughöhe für Halden beträgt ca. 76 m AGL. Höhere Flüge behindern die Fähigkeit, Bodenkontrollpunkte (Ground Control Points, GCPs) oder Kontrollpunkte ordnungsgemäß zu markieren, aber niedrigere Flüge erhöhen die Zeit des Einsatzes. Die Mavic 3 Enterprise bietet eine erstaunliche Flugzeit von 42 Minuten mit montiertem RTK-Empfänger. Wenn Ihr Standort also kleiner als 8 Hektar ist, können Sie für Bilder mit höherer Auflösung auch tiefer fliegen. Die Fluggeschwindigkeit kann dank des Aufnahmeintervalls von 0,7 Sekunden und dem mechanischen Verschluss unserer Kartierungssensoren auf maximale Geschwindigkeit eingestellt werden (wenn die Bedingungen sicher sind).
Die Höhenoptimierung sollte ausgeschaltet sein. Sie können nur NADIR-Bilder für die Analyse der Halde erfassen.
Unter „Erweiterte Einstellungen“ können Sie die seitliche Überlappung und die vordere Überlappung ändern. Wir empfehlen, die Standardwerte (70 % Seitenüberlappung und 80 % Frontüberlappung) beizubehalten.
Wenn Sie bereit sind, speichern Sie den Einsatz und drücken Sie dann auf „Abspielen“. Dadurch wird die Checkliste vor dem Flug mit den letzten Einsatzeinstellungen angezeigt. Auf der zweiten Seite sehen Sie die Optionen für die Kameraeinstellungen. Für Einsteiger empfehlen wir den Automatikmodus. Wenn Sie Probleme mit der Bildhelligkeit oder der langsamen Verschlusszeit haben, können Sie die Kamera auf den Modus M (manuell) einstellen, die Verschlusszeit auf mindestens 1/1000 einstellen und die Funktion „Kompensation“ deaktivieren. Wenn Sie die Verschlusszeit auf 1/1000 einstellen, können Sie Bewegungsunschärfen minimieren, aber wenn die Bilder zu dunkel sind, passen Sie die ISO während des Fluges an. Jetzt sind Sie startklar!
Datenverarbeitung mit DJI Terra
Sobald das Gelände erfasst wurde, ist es an der Zeit, die Daten zu verarbeiten. Nehmen Sie die Micro-SD-Karte heraus und setzen Sie sie in den Computer ein. Starten Sie DJI Terra, die Fotogrammetrie-Engine von DJI. Wählen Sie auf der Registerkarte „Rekonstruktion“ in der unteren linken Ecke „Neuer Einsatz“ aus. Sobald „Sichtbares Licht“ ausgewählt wurde, wurde das neue Projekt erstellt.
Um die Bilder zu importieren, wählen Sie das Symbol „Ordner“ (oben rechts) aus. Dadurch werden die Bildpositionen jedes Bildes ausgefüllt. Wenn Bodenkontrollpunkte oder Kontrollpunkte vor Ort erfasst wurden, verwenden Sie das GCP-Verwaltungs-Tool, um die Markierungen zu setzen. Da Matrice 350 RTK und Mavic 3 Enterprise RTK verwenden, sind keine GCPs erforderlich. Es wird jedoch empfohlen, mithilfe von Kontrollpunktzielen die Genauigkeit der Vermessung zu überprüfen.
Aktivieren Sie die 2D-Karte und 3D-Karte und wählen Sie die spezifischen Dateitypen aus, die Sie jeweils exportieren möchten. Wählen Sie dann „Rekonstruktion ausführen“. Sobald die Verarbeitung der Daten abgeschlossen ist, können die Halden bzw. Bestände gemessen werden.
Bestandsanalyse
Wenn Sie die Karte oder das Modell anzeigen, verwenden Sie das Tool „Anmerkungen und Messwerte“ in der unteren rechten Ecke (möglicherweise müssen Sie hierfür nach unten scrollen). Die Tools „Anmerkungen und Messwerte“ von DJI Terra helfen Ihnen dabei, eine Markierung zu setzen und die Koordinaten eines Standorts zu erhalten, Entfernungen über einen Stapel hinweg zu messen, die Fläche auf einer Karte oder das Volumen eines Polygons zu messen.
Um eine Halde zu messen, wählen Sie das Tool „Volumen“ aus und klicken Sie um die Halde herum. Sobald Sie die Anmerkung mit einem Doppelklick beenden, berechnet Terra das Volumen des Stapels.
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Wenn der Stapel berechnet wird, werden die Ergebnisse in „Volumen reduzieren“ und „Volumen auffüllen“ ausgegeben. Sie haben auch die Möglichkeit, die Basisebene in eine von zwei Optionen zu ändern:
- Durschnittliche Ebene: Dadurch wird der untere Teil des Stapels berechnet, indem der Mittelwert der Höhe über die gesamte Anmerkung berechnet wird. Dies ist die empfohlene Einstellung für die meisten Halden und die genaueste Einstellung für freistehende Halden.
- Niedrigster Punkt: Oftmals sind Bestände in Bunkern untergebracht oder werden gegen Wände gedrückt. Mit dieser Funktion kann die Basisebene am niedrigsten Punkt der Halde gemessen werden, da man die Rückseite eines Bunkers nicht messen kann.
Nachdem die Anmerkung berechnet wurde, können Sie sie speichern, um eine Aufzeichnung dieses speziellen Stapels zu erhalten. Anmerkungen können als einzelne xlsx-Tabelle exportiert werden, die den Namen der Anmerkung, die verwendete Basisebene, sowie die Werte „Volumen reduzieren“ und „Volumen auffüllen“ enthält.
Export
Während DJI Terra eine Funktion zur Nachverfolgung der Lagerbestände hat, bevorzugen Kunden oft den Import der Daten in ihre bevorzugte Softwareplattform. Für das Verständnis von Exporten ist es wichtig zu wissen, welche Art von Datenebene die Software Ihrer Wahl unterstützt. Für die Messung von Halden ist die häufigste 2D-Exportoption ein TIFF-Bild. Für 3D verwenden die meisten Analysesoftwares für Halden eine Punktwolke anstelle eines 3D-Netzes, in der Regel im LAS-Dateiformat.
Um die Karte oder das Modell zu exportieren, gehen Sie zurück zum Startbildschirm und markieren Sie Ihr Projekt. Wählen Sie die Option „Exportieren“ und dann die zu exportierenden Datenebenen aus.
Lösungen von Drittanbietern
Trimble Business Center ist die am häufigsten verwendete Software für Erdbauarbeiten und Bestandsanalysen für die Anwendung im AEC- und Bergbaubereich. Lesen Sie unseren Leitfaden zum Importieren von Daten in Trimble Business Center aus DJI Terra.
Eine andere Option ist die Verarbeitung der Drohnendaten mit einem unserer Verarbeitungspartner. DroneDeploy und Propeller Aero verfügen beide über robuste Tools zur Messung von Halden. Während diese Tools in der Regel mehr kosten als Terra, wurden mehr Tools hinzugefügt und Daten werden in der Cloud gespeichert. So besteht zum Beispiel im Bestandsanalysetool von DroneDeploy die Möglichkeit, die Halden im Zeitverlauf zu messen, Konturlinien anzuzeigen sowie Materialdichten und -kosten zuzuweisen.
Vielen Dank fürs Lesen! Wenn Sie an ähnlichen Inhalten über Drohnen, an Leitfäden und mehr interessiert sind, vergessen Sie nicht, sich anzumelden.
