Drohnenmessung oder GPS-GNSS: sie messen nicht dasselbe
Ein GPS-GNSS ist genau bei Punkten, eine Drohne bei Formen. Warum dieser Unterschied bestimmt, welches Werkzeug zu welcher Messfrage passt, und warum Sie beide nutzen.
Nahezu jedes Unternehmen in diesem Bereich hat bereits ein RTK-GNSS im Fahrzeug. Die Frage ist also berechtigt: Wenn wir schon zentimetergenau einmessen können, was fügt eine Drohne dann hinzu?
Die Antwort beginnt mit einer Beobachtung, die häufig übersprungen wird: Sie messen nicht dasselbe. Es ist keine Frage, welches der beiden genauer ist, sondern was Sie messen.
Punkte gegenüber Flächen
Mit einem GPS-GNSS messen Sie Punkte, die Sie auswählen. Sie gehen zu einer Stelle, setzen den Stab auf und erfassen diese Position, einen nach dem anderen. Was Sie erhalten, ist eine Sammlung einzelner Punkte, und die sind sehr genau.
Mit einer Drohne messen Sie eine Fläche. Sie erfassen nicht einige ausgewählte Stellen, sondern die gesamte Form des Geländes auf einmal: Millionen Punkte, die zusammen die Oberfläche beschreiben. Sie wählen nichts aus, Sie bekommen alles.
In einem Satz: Ein GPS-GNSS ist genau bei Punkten, eine Drohne ist genau bei Formen. Das sind zwei verschiedene Eigenschaften, und welche Sie brauchen, folgt aus Ihrer Messfrage.
Genau je Punkt ist nicht dasselbe wie ein genaues Volumen
Das ist der kontraintuitivste und gleichzeitig wichtigste Punkt. Ein GPS-GNSS ist je Punkt genauer als eine Drohne. Dennoch kann eine Drohnenmessung ein besseres Volumen liefern als eine GPS-Messung. Das wirkt widersprüchlich, bis man sich ansieht, woher der Fehler in einem Volumen kommt.
Messen Sie eine Halde mit einem GPS-GNSS, nehmen Sie in der Praxis einige Dutzend Punkte: den Fuß, die Krone, ein paar Stellen an den Flanken. Zwischen diesen Punkten wissen Sie nichts, und die Software füllt es mit einer angenommenen Form. Bei einer unregelmäßigen Halde mit Wölbungen, ausgefahrenen Flanken und schrägem Fuß liegt genau dort das Problem. Diese Annahme zwischen den Punkten wiegt weit schwerer als der Zentimeter, auf den Sie jeden Punkt erfasst haben.
Eine Drohne muss nichts annehmen. Die Form ist gemessen, einschließlich Wölbungen und Mulden. Der Fehler je Punkt ist größer, aber der Formfehler ist viel kleiner, und ein Volumen ist eine Form.
Wo das gilt und wo nicht
Auf einer ebenen, regelmäßigen Fläche ist Interpolieren zwischen Punkten unproblematisch: eine befestigte Fläche oder ein fertiges Planum hält zwischen den Messpunkten kaum Überraschungen bereit. Je unregelmäßiger die Oberfläche, desto größer der Unterschied. Bei Halden und Schüttgut ist er groß, bei einer ebenen Platte verschwindend.
Punktdichte: der Unterschied ist nicht klein
Zur Größenordnung: Um einen Hektar mit einem Raster von 2 Metern aufzunehmen, sind das 2.500 Punkte. Bei einem Tempo von einer Viertelstunde je hundert Punkte ist das ein Arbeitstag, und dann haben Sie einen Hektar.
Deshalb macht das niemand. In der Praxis nehmen Sie mit einem GPS-GNSS die Punkte, die Sie zu brauchen glauben, und das sind einige Dutzend. Das ist eine sinnvolle Entscheidung, bedeutet aber, dass Sie die Fläche nicht messen: Sie nehmen eine Stichprobe davon.
Ein Drohnenflug über dasselbe Gelände liefert Millionen Punkte und kostet zwanzig Minuten. Und das Angenehme daran: ein dichteres Raster kostet keine zusätzliche Feldzeit. Beim GPS-GNSS heißt dichter immer länger laufen; bei der Drohne ist es derselbe Flug.
Die Zeit verläuft anders
Damit zum zweiten strukturellen Unterschied. Die Zeit für eine GPS-Messung steigt linear mit Fläche und Dichte. Doppelt so großes Gelände heißt doppelt so lange laufen. Doppelt so viele Punkte ebenso.
Die Zeit für eine Drohnenmessung liegt je Flug nahezu fest. Ein größeres Gebiet bedeutet einen etwas längeren Flug, nicht einen zweiten Tag. Für einen einzelnen Punkt ist das GPS-GNSS schneller, denn dort braucht es keinen Flug und keine Verarbeitung. Ab einer bestimmten Fläche kippt das vollständig, und dieser Punkt liegt niedriger, als man denkt.
Wohin ein GPS-GNSS einfach nicht kommt
Das ist der praktische Unterschied, der im Feld am schwersten wiegt, und er folgt aus einer Eigenschaft des GPS-GNSS: Sie müssen körperlich auf jedem Punkt stehen.
- Oben auf einer Halde: unsicher durch Setzungen und Hohlräume, und Ihr eigenes Gewicht verformt genau das, was Sie messen wollen
- Auf steilen Böschungen und instabilen Fronten: nicht machbar und nicht verantwortbar
- Auf weichem, durchnässtem oder belastetem Material: teils physisch unmöglich, teils nicht zulässig
- Über Wasser oder eine Grube hinweg: es gibt keine Position zum Stehen
- Über Augenhöhe: die Oberkante einer Stützwand, ein Silo oder ein Dach erfasst ein GPS-GNSS nicht
- In einer aktiven Arbeitszone: wo Maschinen fahren, will man dort niemanden mit einem Stab stehen haben
Der letzte Punkt wird in der Diskussion oft vergessen. Messen mit einer Drohne holt Menschen aus Bereichen heraus, in denen sie eigentlich nicht laufen sollten. Das ist keine Nebensache, bei vielen Unternehmen ist es das Argument, auf das die Geschäftsführung zuerst reagiert.
Wo das GPS-GNSS besser ist
Und nun die andere Seite, denn sie ist genauso real. Es gibt Arbeiten, bei denen eine Drohne überhaupt nichts für Sie tut.
- Absteckung. Eine Drohne kann keine Position im Feld markieren. Wollen Sie einen Punkt physisch anzeigen, brauchen Sie ein GPS-GNSS, und das ändert sich nicht
- Einen Punkt gegen eine bekannte Höhe oder Koordinate prüfen: eine Minute Arbeit mit dem GPS-GNSS und ein ganzer Flug mit der Drohne
- Punkte unter einem Dach, unter einer Überdachung oder unter dichter Vegetation: dorthin kommt keine Kamera, ein GPS-GNSS schon
- Messungen mit rechtlicher Bedeutung, etwa Katastergrenzen: anderes Fach, andere Haftung
- Ein sofortiges Ergebnis an einer Stelle, ohne Verarbeitung: das GPS-GNSS liefert die Zahl, während Sie dort stehen
Welche Messfrage, welches Werkzeug
Praktischer als ein allgemeines Urteil ist die Frage je Messaufgabe. Das Muster ist immer dasselbe: geht es um eine Fläche oder um Punkte?
| Messfrage | Am besten geeignet | Warum |
|---|---|---|
| Volumen einer Halde | Drohne | Unregelmäßige Form, und Sie müssen nicht darauf stehen |
| Höhen über ein großes Gebiet | Drohne | Die Dichte entscheidet das Ergebnis, und sie ist kostenlos |
| Differenz zwischen zwei Zeitpunkten | Drohne | Nur eine vollständige Fläche zeigt, wo sich etwas verändert hat |
| Eine Fläche oder Halde in Felder teilen | Drohne | Dafür braucht es die vollständige Geometrie, keine Stichprobe |
| Einen Planungspunkt abstecken | GPS-GNSS | Es muss etwas physisch angezeigt werden |
| Eine Höhe prüfen | GPS-GNSS | Schneller und direkter als ein Flug |
| Punkte unter Dach oder Überdachung | GPS-GNSS | Keine Sicht aus der Luft |
Das macht dies auch dauerhaft gültig. Kommt eine neue Messaufgabe hinzu, lautet die Frage nicht, welches Gerät besser ist, sondern ob Sie eine Fläche oder einen Punkt brauchen.
Sie ergänzen sich
Die Schlussfolgerung ist also nicht, dass eines das andere ersetzt. In der Praxis arbeiten sie nebeneinander, und so positionieren wir es auch: Eine Drohnenmessung ersetzt die Absteckung nicht, und das GPS-GNSS bleibt im Fahrzeug.
Was sich ändert, ist die Aufteilung. Die wiederkehrende Flächenarbeit geht an die Drohne, und das GPS-GNSS macht wieder das, wofür es am besten geeignet ist: gezielte Punkte, Absteckung und Kontrolle. Für die meisten Unternehmen ist das auch der Grund, warum bei den Leuten, die das GPS-GNSS beherrschen, Kapazität frei wird.
So machen wir das
AiroMap ist für den Flächenteil dieser Geschichte gebaut. Die Drohne fliegt automatisch und erfasst das gesamte Gelände, und in der Plattform messen Sie darauf Volumen, Höhen, Profile und Differenzen zwischen Messzeitpunkten.
Für die Anbindung an Vorhandenes exportieren Sie nach DXF, LandXML, GeoTIFF oder LAS, in Richtung CAD-Umgebung oder Maschinensteuerung. Arbeiten Sie mit Höhen in einem festen Bezugssystem, gibt es einen Ablauf mit Passpunkten, um das Modell darauf festzulegen, und genau dort zahlt sich Ihr GPS-GNSS aus.
Und wenn Sie das selbst machen wollen: was gehört dazu?So funktioniert die AiroMap-Plattform
