Fakultätsbericht 2016-2017

Die feinskalige 3D-Vermessung von Objekten der Landoberfläche ist meist mit großem Aufwand verbunden und muss i.d.R. über Methoden der Vermessung oder mittels terrestrischem Laser- scanning (TLS) erfolgen. Einfacher und oft schnel- ler und zusätzlich mit der Ableitung eines Ortho- Luftbildes und eines digitalen Objekthöhenmodells verbunden ist der Einsatz von Quadro- und Octo- coptern mit anschließender überlappender Schräg- und Nadir-Bildaufnahme und -auswertung. Auf diese Weise werden sehr dichte 3D-Punktwolken mit über 100 Millionen Punkten pro Krone von Waldgebieten erzeugt. Diese Daten können als Referenzdaten genutzt werden, um Modelle zur Ableitung von Biomasse aus Satellitendaten zu kalibrieren. Weitere Anwendungen sind im Be- reich die Ökologie und der Archäologie (Kooper- ation mit Seminar für Ur-und Frühgeschichtliche FORSCHUNG — 99 Copter-gestützte 3D-Punktwolkenmodelle — von der Biomasse bis zur Archäologie Archäologie, Prof. P. Ettel) bei der Aufzeichnung und multitemporalen Datenfusion von mehrjähri- gen georeferenzierten Grabungs-3D-Modellen angesiedelt. Am Lehrstuhl werden diese Aktivitäten im Rahmen des Projektes „Jena Copter Laboratori- es“ zusammengefasst und online über die Lehr- und Forschungsplattform www.jenacopterlabs.de dargestellt. Eingebunden sind die Aktivitäten zu- dem in die Ausbildung im Rahmen der Studien- gänge M.Sc. Geoinformatik und B.Sc. Geographie bzw. IMPRS-Schulungen durch Theorievorlesun- gen zur UAV Datenauswertung, praktische UAV- Lehrbefliegungen und anschließender Datenver- arbeitung von Copter-Befliegungsbilddaten. [1] Hese, S., Behrendt, F. (2017): Multiseasonal Tree Crown Structure Mapping with Point Clouds from OTS Quadrocopter Systems, Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XLII-2/W6, 141-143, 2017. Im Rahmen von TerraSensE werden räumlich hoch aufge- löste Zeitreihen zur Erdoberflä- chendynamik erhoben und analysiert, die an sich und in Kombination mit flugzeug- und satellitengestützten Fernerkun- dungsdaten zu einem besse- ren Verständnis der raumzeitli- chen Prozessdynamik der Bio- Geosphäre beitragen. Die ein- geworbene Infrastruktur um- fasst einen Terrestrischen La- serscanner (TLS), eine Drohne mit zwei Kamerasystemen, ein Bodenfeuchtemessnetz mit 240 Messsonden sowie einen High Performance Computing Cluster. Ein Untersuchungs- schwerpunkt des Projektes ist die Ableitung von Waldpara- metern. Die weltweite Abschät- zung der in Wäldern vorhande- nen Biomasse ist nur mittels satellitengestützter Fernerkun- dung möglich. Dazu bedarf es aber bodengestützter Validie- rungsmessungen. Diese wer- den u.a. im Staatsforst bei Tro- ckenborn mit dem TLS durch- geführt. Für eine flächenhafte Erfassung ist eine Kombination aus lokalen Befliegungen, z. B. per Drohne, und regionalen Sa- tellitenbildaufnahmen notwen- dig. Die überflogenen Objekte werden aus mehreren Blickwin- keln aufgezeichnet, was die Ab- leitung von 3D-Punktwolken er- möglicht. Die Punktwolken bil- den die 3D-Struktur des Waldes ab und es können Waldparame- ter wie Baumhöhe oder Holzvor- rat abgeleitet werden. Diese Da- ten sind für die Forstwirtschaft sowie für die Validierung von satellitendatenbasierten Wald- karten von großem Interesse. Abb. 2. links: Eichenbaum im Multisaisonalen 3D-Punktwolken- modell (60 Millionen Punkte), rechts: 3D-Modell der Grabungs- tiefbefliegung bei Kuckenburg 2017 (in Kooperation mit dem Seminar für Ur- und Frühge- schichtliche Archäologie). TerraSensE: Infrastruktur, gefördert durch das Thüringer Wissenschaftsministerium