Anforderungen an die Auswertung UAV-gestützter Fernerkundungsdaten

Abstract

Der Einsatz kleiner, ferngesteuerter Flugzeuge (UAV) bietet sich für die Fernerkundung in vielen Anwendungsbereichen an, da er eine kostengünstige und flexible Datenerfassung mit zeitlich und geometrisch hoher Auflösung verspricht. Am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart wurde in den letzten Jahren ein solches Flugzeug, der Stuttgarter Adler, entwickelt. Für die Fernerkundung wurde es mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, welche die besonderen Anforderungen an Kosten und Gewicht erfüllen können. Zur Unterstützung der Flugführung ist der Stuttgarter Adler mit einem Autopilotensystem ausgestattet. Zur Lagemessung werden Thermalsensoren eingesetzt, welche die Nick- und Rollbewegung des Flugzeuges aus dem Unterschied der Strahlungstemperatur von Himmel und Erdboden abzuschätzen erlauben. Die ermittelten Lagewinkel wurden mit denen einer Inertialmesseinheit verglichen. Anhand eines ersten Messfluges wurde ein Korrekturfaktor für die Winkelberechnung aus den Thermalsensoren ermittelt, unter dessen Verwendung der Schätzwert der Lagewinkel erheblich verbessert werden konnte. Dennoch genügt die erreichte Genauigkeit nicht den Anforderungen konventioneller Softwarepakete zur automatischen Bündelblockausgleichung. In diesem Artikel wird eine alternative Vorgehensweise zur photogrammetrischen Auswertung der Bilddaten vorgestellt. Aus Anwendungen der Nahbereichsphotogrammetrie bekannte Methoden zur Punktextraktion und Punktzuordnung sowie zur Näherungswertbestimmung werden eingesetzt, um eine Georeferenzierung und Orthophotoherstellung zu ermöglichen. Anhand der Bilddaten eines speziell dafür ausgelegten Messfluges wird gezeigt, welche Genauigkeit der geometrischen Auswertung mit Hilfe dieser Vorgehensweise erreicht werden kann