Mittwoch, 27. September 2023

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Die Welt aus der Luft abbilden: Drohnen vs. Flugzeuge für 3D-Modellierung

Abb.: Nomoko AG

In den letzten Jahren haben 3D-Modellierungen einen außergewöhnlichen Wandel erlebt, was vor allem auf die Datenerfassung aus der Luft zurückzuführen ist. Zu den einflussreichsten Akteuren dieser Revolution gehören Drohnen. Sie haben das Potenzial, die Welt bis ins kleinste Detail in 3D abzubilden, und dies für unterschiedlichste Anwendungsbereiche, wie zum Beispiel die Stadtplanung, Inspektion oder öffentliche Sicherheit.

In diesem Artikel befassen wir uns mit den Möglichkeiten und Grenzen von Drohnen und Flugzeugen für die Erstellung von 3D-Modellierungen und erläutern, wie beide Ansätze die Zukunft der räumlichen Datenerfassung gestalten.

Die historische Rolle von Flugzeugen
in der geografischen Darstellung 

Flugzeuge werden schon seit mehreren Jahrzehnten für die Luftbildphotogrammetrie, die Wissenschaft der Vermessung von Fotos, eingesetzt. Während des Ersten Weltkriegs wurden Luftaufnahmen aus Flugzeugen für militärische Zwecke, einschließlich für die Kartierung und Aufklärung, verwendet. Nach dem Krieg wurden diese Techniken für zivile Anwendungen, wie topografische Kartierung, die Stadtplanung und Umweltüberwachung, angepasst. 

Seitdem sind Flugzeuge zum Standardwerkzeug für 3D-Kartierungen geworden. Im Jahr 2007 begann Google, diese 3D-Daten in Google Earth zu integrieren, wodurch der Zugang zu 3D-Daten der realen Welt demokratisiert wurde und die User Städte und Landschaften in drei Dimensionen erkunden konnten. 

Der Einsatz von Drohnen für die 3D-Modellierung

Die Flexibilität und Kosteneffizienz von Drohnen sowie ihre Fähigkeit, schwer zugängliche Bereiche zu erreichen, haben die 3D-Kartierung revolutioniert. Sie sind äußerst wendig und eignen sich daher gut für die Erfassung detaillierter Bilder von komplexem Terrain und Strukturen. Ihr schneller Einsatz und die minimalen Anforderungen an die Infrastruktur führen zu einer schnelleren Datenerfassung und zu kürzeren Bearbeitungszeiten, insbesondere bei kleineren Projekten mit begrenzten Budgets. 

Ausgestattet mit hochauflösenden Kameras und Sensoren, können Drohnen komplizierte Details mit hoher Pixeldichte erfassen und so die Genauigkeit von 3D-Modellen verbessern. Ihre Fähigkeit, in niedrigeren Höhen zu fliegen, führt zu einer besseren Datengenauigkeit, da sie Daten mit geringerer Verzerrung und höherer Präzision sammeln können. Die Echtzeitüberwachung während der Drohnenflüge ermöglicht außerdem eine sofortige Anpassung der Datenerfassungsstrategien und stellt sicher, dass die erforderlichen Informationen effizient aufgenommen werden. 

Was die Umwelt betrifft, so haben Drohnen im Vergleich zu Flugzeugen einen geringeren ökologischen Fußabdruck. Dies ist auf ihre kompakte Größe und den geringeren Treibstoffverbrauch zurückzuführen. Darüber hinaus verringert ihr sicherer Betrieb in geringerer Höhe die Risiken sowohl für die Drohne selbst als auch für die Menschen am Boden. Dies macht Drohnen zu einer geeigneten Wahl für dicht besiedelte Regionen und Gebiete in der Nähe von Gebäuden. 

Für groß angelegte Projekte, die eine umfassende Erfassung erfordern, können Flugzeuge jedoch besser geeignet sein. Ausgestattet mit spezieller Fernerkundungsausrüstung decken Flugzeuge große Gebiete effizienter ab. Ihre Fähigkeit, längere Zeit in der Luft zu bleiben, ist von Vorteil für Projekte, die eine längere Datenerfassung erfordern. 

Der Einsatz von Drohnen bei Nomoko

Der Einsatz von Drohnen in Stadtplanungsprojekten ermöglicht eine detailgetreue 3D-Modellierung und die Erstellung digitaler Zwillinge, die den städtischen Planungs- und Entwicklungsprozess erheblich verbessern können. Ein beispielhafter Fall zeigt sich in der Gemeinde Fällanden in der Schweiz, die in Kooperation mit den Suter von Känel Wild (SKW) Architekten und Nomoko ihr Stadtzentrum und das Rathaus neugestalten wollte.  

Drohnen, die mit fortschrittlichen Kameras ausgerüstet sind, bieten eine ausgezeichnete Möglichkeit zur Erfassung anspruchsvoller Details in städtischen Umgebungen und ermöglichen die Erstellung hochpräziser 3D-Modelle. Diese Präzision spielt eine entscheidende Rolle bei der realitätsgetreuen Darstellung sowohl der bestehenden Strukturen als auch der geplanten Bauprojekte. 

Die Faszination liegt besonders in der verbesserten Visualisierung, die durch den Einsatz von Drohnen ermöglicht wird. Drohnen generieren interaktive 3D-Modelle, die ein immersives und intuitives Mittel bieten, um städtische Entwürfe zu begreifen. Im Fall von Fällanden konnte die Bevölkerung das neue Stadtzentrum und die Pläne für das Rathaus aus verschiedenen Blickwinkeln erkunden, um besser zu verstehen, wie diese Veränderungen mit der bereits vorhandenen Dorfstruktur in Einklang stehen. Diese interaktive Erfahrung steigert das öffentliche Engagement und fördert eine informierte Entscheidungsfindung. 

Dank präziser 3D-Modelle haben Architekt:innen und Planende die Möglichkeit, verschiedene Szenarien zu simulieren und die visuellen Auswirkungen auf die Umgebung zu bewerten, wie das Fällanden-Projekt zeigt. Diese datengestützte Herangehensweise gewährleistet, dass neue Entwicklungen sowohl den ästhetischen als auch den funktionalen Anforderungen in vollem Umfang gerecht werden können. 

Abb.: Nomoko AG

Ein ergänzendes Toolkit 

Anstatt Drohnen und Flugzeuge als konkurrierende Technologien zu betrachten, ist es sinnvoller, sie als komplementäre Instrumente zu sehen. Diese Werkzeuge können je nach den spezifischen Anforderungen eines Projekts strategisch eingesetzt werden. Zum Beispiel könnte der Einsatz von Drohnen für die Erfassung komplizierter Details in Stadtzentren und der Einsatz von Flugzeugen für die Überwachung größerer Stadterweiterungen eine umfassende und abgerundete Perspektive bieten. 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl Drohnen als auch Flugzeuge eine wichtige Rolle im Bereich der 3D-Modellierung spielen. Während Drohnen bei Projekten im Stadtgebiet durch ihre Wendigkeit und Präzision überzeugen, dominieren Flugzeuge, wenn es darum geht, große Gebiete auf regionaler Ebene abzudecken und Daten aus größeren Höhen zu erfassen. Die Wahl der geeigneten Lösung hängt von Faktoren wie Projektumfang, Budgetbeschränkungen und gesetzlichen Bestimmungen ab. Die Synergie zwischen diesen beiden luftgestützten Technologien ist der Schlüssel zu einem umfassenderen und genaueren Verständnis der Welt von oben. 

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