Einfluss verschiedener Passpunktkombinationen auf die äußere Genauigkeit der Aerotriangulation

Bereits seit 1987 finden durch das Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung (LDBV) in Bayern systematische Luftbildflüge statt, welche für die unterschiedlichsten, oft täglich genutzten Produkte wie das Digitale Oberflächenmodell, das True Orthophoto oder die diversen Web Map Services verwendet werden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer hervorragenden, stets verbesserten äußeren Genauigkeit. Die äußere Genauigkeit bezeichnet dabei, wie gut sich die Bilder in hinterlegte Karte einfügen. Diese kann durch das Nutzen von Passpunkten für die Bündelblockausgleichung erhöht werden. Referenzpunkte für die Berechnung sind bereits aus der Vergangenheit vorhanden, jedoch teilweise veraltet und nicht mehr flächendeckend verfügbar. Deshalb wurde in den letzten Jahren eine GNSS-Kampagne gestartet, innerhalb derer die Ämter für Digitalisierung, Breitband und Vermessung (ÄDBV) neue dreidimensionale Luftbildpasspunkte einmessen. Ob diese nun eine Genauigkeitssteigerung hervorbringen und ob auch weiterhin Punkte eingemessen werden sollen, wird im Rahmen dieser Arbeit analysiert. Nebenbei werden die Kontrollmöglichkeiten innerhalb des Prozesses der Aerotriangulation bewertet und um ein unabhängiges Softwaretool erweitert, dessen Nutzen näher erörtert wird.

Das untersuchte Gebiet liegt im Bereich von Ingolstadt und wird amtsintern als Befliegungslos 120010 bezeichnet. Während dem Luftbildflug wurden hier 1178 Bilder aufgenommen (Abb. 1).

Die untersuchten neun Passpunktkombinationen mit bis zu 550 Punkten bestehen aus zwei Zusammenstellungen aus alten Festpunkten (Alt VV + VH). Weitere zwei enthalten als Grundlage die neuen Referenzpunkte (Neu VV + Neu V). Diese vier Kombinationen werden obendrein jeweils mit nur zwei Passpunkten berechnet („a“ hinter dem Kombinationsnamen). Das letzte Projekt wird ohne Passpunkte, nur anhand der beim Flug aufgenommenen GNSS-Werte, berechnet (Keine Passpunkte). Daraus ergeben sich verschiedene Ergebnisse, welche anhand statistischer Maße bewertet werden.

Abbildung 2 - Erreichte relative Genauigkeiten in Pixeln

Es lässt sich erkennen, dass mit den neuen Referenzpunkten deutliche Genauigkeitssteigerungen hervorgerufen werden können: Die Standardabweichung kann mit den aktuellen Passpunkten im Vergleich zur genauesten Passpunktkombination mit alten Punkten etwa halbiert werden. Zudem ist es lohnenswert, möglichst viele Punkte zu nutzen, da auch hier im Vergleich die Standardabweichung halbiert werden kann (Abb. 2).

Zusätzlich ergibt sich die Erkenntnis, dass für die Höhenkontrolle Sportplätze aufgrund ihrer großen, ebenen Fläche einfachen Grünflächen vorzuziehen sind. Fahrbahnen sollten für die Überprüfung aufgrund der Untergrundgegebenheiten (reflektierende Straßenmarkierungen, Gefälle etc.) nicht genutzt werden. Die ebenfalls getestete Software „GeoCheck“ kann die Ergebnisse in einzelne Bereiche aufschlüsseln, wie die Genauigkeit der automatischen Verknüpfungspunktsuche und die Genauigkeit des Anwenders beim Messen der Punkte. Das Tool bringt damit wertvolle neue Erkenntnisse. Zudem ist die Applikation unabhängig vom Berechnungsprogramm und kann dessen Aussagen über die Ergebnisse autonom überprüfen.

Durch die Untersuchungen kann eindeutig bewiesen werden, dass das Verwenden neuer Passpunkte sinnvoll ist, da die hervorgebrachten Genauigkeitssteigerungen sehr hoch sind.