|
|
2.3 Methodenrecherche zur Datenerfassung und digitalen Umsetzung
Zunächst sind die geometrischen Grundanforderungen an die Kartierung zu definieren. Das Hauptaugenmerk liegt auf einer ausreichenden Flächentreue.
Als Richtwerte für die Auswahl der Kartierverfahren wird vorgeschlagen:
eine Flächentreue von < 1 Prozent Abweichung für die Flächenbilanzsumme eines Einzelparks und eine Lagetreue sog. "harter Linien" (z.B. Wegegrenzen) von ± 0,5 m.
Nachkontrollen im Gelände (Feldvergleiche) sind bei allen technischen Verfahren notwendig. Eine Korrektur der Daten aus dem Feldvergleich erfolgt nach den Vorgaben der Digitalisieranweisung.
|
|
|
Sofern eine Entscheidung zugunsten einer Luftbildinterpretation fällt, sind Echtfarbfotos im Maßstab
1:2500 bis 1:5000 zu empfehlen (Abb. 4). Muss das Bildmaterial zunächst erzeugt werden, ist auf einen
Befliegungstermin von März bis Laubausbruch bei Dunst- und Wolkenfreiem Himmel zu achten. Probleme
der frühen Termine sind die langen Schlagschatten, während bei einer Befliegung nach Laubausbruch die
Interprätationsfehler schnell ansteigen. Falls möglich, sollte die fachliche Unterstützung der amtlichen
Vermessung für die Ausschreibung wie auch für die Qualitätsbewertung des Luftbildmaterials eingeholt werden.
|
|
|
Einige zur Zeit gängige Kartierverfahren sind nachfolgend in Bezug auf Leistung und Kosten untersucht
und daraus Empfehlungen abgeleitet worden.
|
|
|
Terrestrische Verfahren
|
|
|
Methode: Einmessung
mit tachymetrischen Verfahren durch Vermessungsingenieure oder
einfache Aufnahmen mit Maßband und Laufrad durch eigene
Mitarbeiter bzw. ABM-Kräfte.
|
|
|
Bewertung: Die
tachymetrische Einmessung durch Vermessungsingenieure bietet
die höchste Genauigkeit. Die Lagefehler liegen im cm-Bereich.
Der Arbeitsfortschritt ist beliebig hoch, da bei sorgfältig
abgestimmten Erhebungsvorschriften beliebig viele Vermesser eingesetzt
werden können.
|
|
|
Mittlere Genauigkeiten lassen sich durch Aufnahme
mit Maßband und Laufrad erreichen. Begrenzender Faktor
ist die zur Verfügung stehende Arbeitskapazität und
damit der erhebliche Zeitbedarf bis zur Fertigstellung eines
großflächigen Katasters
|
|
|
Tachymetrische Vermessungsarbeiten zur Einrichtung
eines Grünflächenkatas-ters haben sich in Preisumfragen
als die kostenintensivsten gezeigt. Das Verfahren ist geeignet
für Einzelobjekte, Nachkartierungen oder Neubau. Es scheidet
aus Kostengründen für eine großflächige
Inventur aus.
|
|
|
Luftbildinterpretation auf Basis entzerrter
Farb-Orthophotos (Projektionstischverfahren)
|
|
|
Methode: Durch
Orthogonal-Projektion eines Luftbildes (Farb-Dia) auf eine auf
einem Projektionstisch fixierte großmaßstäbige
Karte (meist Flurkarten im Maßstab von 1: 500 oder 1:1000)
wird ein Farbphoto erzeugt. Die Entzerrung wird durch eine Nachstellung
der Flugbedingungen erreicht. Der Projektionstisch ist in allen
Neigungsrichtungen verstellbar. Durch den Abstand zwischen Bild
und Tisch kann der Maßstab variiert werden. Es handelt
sich um eine rein visuelle Einpassung des Dias auf die Kartengrundlage.
|
|
|
Das Photo ist die Digitalisierungsgrundlage.
Zur qualitativen Ansprache der Bildinhalte wird ergänzend
ein hochwertiges analoges Luftbildinterpretationssystem benötigt.
|
|
|
Bewertung: Die
Qualität der mittels Projektionstischverfahren gewonnenen
geografischen Daten hängt von folgenden Rahmenbedingungen
|
|
|
ab:
|
|
|
- der Qualität des Gerätes; in Eigenkonstruktion
erstellte Geräte sollten nicht zugelassen werden.
- der Sorgfältigkeit des Bedienungspersonals.
Überprüfungen in Hamburger Kartierungsprojekten haben
erhebliche Genauigkeitsunterschiede im Bereich von mehreren Millimetern
nachgewiesen. Bei einem Bildmaßstab von 1 : 1000 kommen
dadurch leicht Ungenauigkeiten von 3 bis 4 Metern zustande.
- dem Vorhandensein ausreichender Infrastrukturen
als Basis für die Entzerrung
- der Qualität des Kartenmaterials
|
|
|
Das Projektionstischverfahren ermöglicht
einen hohen Arbeitsfortschritt. Unter optimalen Voraussetzungen
liefert es bei einem Kartierungsmaß von 1:1000 und einem
Luftbildmaßstab von 1:3000 mittlere Genauigkeiten mit einem
Lagefehler von 0,5 m. Diese Werte sind verfahrensbedingt
nur in sehr ebenem oder gleichmäßig geneigten Gelände
zu erreichen. Hauptfehlerquelle ist bereits die Entzerrung.
|
|
|
Die Materialkosten liegen bei ca. 265,- DM
je Orthophoto. Für den Einsatz in stärker geneigtem
Gelände ist das Verfahren nicht geeignet.
|
|
|
Semianalytische Verfahren
|
|
|
Methode: Diese
Verfahren arbeiten rechnergestützt. Für jeden
zu interpretierenden Bildausschnitt ist ein Stereo-Bildpaar erforderlich.
Die Entzerrung des Bildes im Stereomodell erfolgt über die
Rechts- und Hochwerte sowie Höhenwerte einiger luftbildsichtbarer
Geländepunkte. Die Koordinaten dieser "Passpunkte"
werden entweder aus der Karte entnommen oder eingemessen.
|
|
|
Nach der Übergabe der Passpunktkoordinaten
an das System können Messmarken durch das Bild bewegt werden.
Für jeden angesteuerten Bildpunkt errechnet das System nun
die Koordinaten. Digitalisiert wird direkt im Bild.
|
|
|
Bewertung: Semianalytische
Verfahren erlauben bei einem Luftbildmaßstab von 1:1000
oder größer mittlere Genauigkeiten mit einem Lagefehler
von 0,3 bis 0,5 m. Das Ergebnis wird stark beeinflußt durch:
|
|
|
- die Qualität der Paßpunkte
- die Interpretationssicherheit des Auswerters
- Vorgaben für die Digitalisierung "weicher
Grenzen". So wirkt sich auf die Flächenbilanz aus,
ob an der Grenze zwischen Wald und Rasen die Kronentraufe digitalisiert
wird oder aber die Rasengrenze.
|
|
|
Die Gerätekosten betragen ca. 80.000,-
DM. Der Arbeitsfortschritt ist aufgrund der aufwendigeren Orientierung
der Luftbilder geringer als beim Projektionstischverfahren. Die
Möglichkeit der rechnergestützten Entzerrung der Luftbilder
bei relativ geringen Gerätekosten macht das Verfahren geeignet
für die Kartierung reliefierter Grünflächen.
|
|
|
Photogrammetrische Auswertung mit analytischen
Geräten
|
|
|
Methode: Das
Grundprinzip dieser Geräteklasse entspricht demjenigen der
semianalytischen Geräte. Der wesentliche Unterschied besteht
darin, daß die Integration des Rechners in das System wesentlich
weiter ausgebaut ist. So ist es beispielsweise nach der Einrichtung
eines Stereomodelles möglich, eine beliebige Bildkoordinate
automatisch aufsuchen zu lassen oder die Meßmarke fest
auf eine beliebige Geländehöhe einzustellen.
|
|
|
Bewertung: Analytische
Auswertegeräte bieten hohe Genauigkeiten im
Bereich von < 10 cm Lagefehler bei klar definierten Grenzen
wie z.B. Bordsteinkanten ("harte" Grenzen). Ansonsten
gelten die Anmerkungen zu den semianalytischen Verfahren.
|
|
|
Die Gerätekosten betragen ca. 250.000,-
DM und treiben die Interpretationskosten in die Höhe. Der
Arbeitsfortschritt entspricht für die Grünflächenkartierung
demjenigen semianalytischer Lösungen. Da die Übergänge
zwischen Pflegeinheiten in der Regel "weiche" Grenzen
sind wie z.B. Wald zu Rasen oder Strauch zu Rasen, überlagern
Interpretations-und Digitalisierungenauigkeiten den Gerätefehler.
Es erscheint daher nicht sinnvoll, ein derart hochwertiges und
teures Verfahren einzusetzen.
|
|
|
Photogrammetrische Auswertung mit digitalen
Arbeitsstationen
|
|
|
Methode: Diese
Verfahren beruhen auf der Auswertung hochauflösend gescannter
Luftbilder. Die Scanauflösung sollte etwa 1200 dpi in Farbe
betragen, was einem Speicherbedarf von ca. 350 MB je Bild entspricht.
Bei diesem Speicherbedarf ist eine zügige Bearbeitung nur
mit einer Workstation möglich. Anschließend lassen
sich die Bilder wie bei den unter 3. und 4. beschriebenen Verfahren
interpretieren und digitalisieren.
|
|
|
Eine weitere Möglichkeit besteht darin,
die Daten rechnergesteuert zu einem Orthophoto aufzubereiten
und anschließend am Bildschirm zu klassifizieren.
|
|
|
Bewertung: Digitale
Arbeitsstationen bieten ebenfalls hohe Genauigkeiten mit
weniger als 10 cm Lagefehler bei harten Grenzen. Ansonsten gelten
auch hier die Anmerkungen zu den semianalytischen Verfahren.
Zusätzliche Fehlerquellen können durch das Scannen
entstehen, wenn ungeeignete Geräte verwendet werden oder
die Kalibrierung nicht oft und sorgfältig genug erfolgt.
|
|
|
Die Kosten für Scanner und System liegen
bei 300.000,- DM bis 500.000,- DM (Stand 1998/99). Auch die Kosten
für die erforderlichen Scans sind erheblich. Für einen
Park mit ca. 25 ha müssen für eine stereoskopische
Bearbeitung ca. 8 Bilder gescannt werden. Die Scans als
Zwischenprodukte sind mit einem Speicherbedarf von ca. 350 MB
zur Zeit auf einem PC nur sehr eingeschränkt nutzbar.
|
|
|
Das Verfahren ist zur Einrichtung eines Parkkatasters
aus sachlichen Erwägungen und Kostengründen derzeit
nicht sinnvoll einzusetzen.
|
|
|
Stereoskopische Auswertung gescannter Luftbilder
mit Low Cost-Systemen
|
|
|
Methode: Das
Verfahren entspricht demjenigen digitaler Arbeitsstationen. Um
am PC ein zügiges Arbeiten zu ermöglichen, wird eine
Scanauflösung von 400 bis 600 dpi gewählt. Der Speicherbedarf
beträgt 13 bzw. 30 MB bei Schwarz-Weiß-Scans; bei
Farb-Scans verdreifacht sich der Speicherbedarf. Zur qualitativen
Ansprache der Bildinhalte wird bei den genannten Bildauflösungen
ergänzend ein analoges Luftbildinterpretationssystem benötigt.
|
|
|
Bewertung: Die
stereoskopische Auswertung gescannter Luftbilder mit einer Auflösung
von 400 bis 600 dpi an Low-Cost-Systemen (ca. 60.000,- DM) verspricht
eine Abbildung der Geometrie im mittleren Genauigkeitsbereich.
Bei einem Bildmaßstab von 1:3000 beträgt die Auflösung
bei 400 dpi ca. 19 cm, bei 600 dpi ca. 13 cm. Auch hier kann
die Genauigkeit durch Paßpunkt- und Interpretationsfehler
stark überlagert werden.
|
|
|
Die Systemkosten betragen ca. 35.000 DM zzgl.eines
gleichhohen Betrages für einen geeigneten Scanner. Der Aufwand
für die Bildorientierung entspricht demjenigen für
die vorstehend genannten Verfahren.
|
|
|
Auswertung gescannter und entzerrter Luftbilder
am Bildschirm
|
|
|
Methode: Grundlage
dieser Auswertung sind gescannte und entzerrte Luftbilder. Das
Scannen und Entzerren kann als Dienstleistung bei verschiedenen
Vermessungsfirmen in Auftrag gegeben werden.
|
|
|
Anschließend werden die Bilder an einem
herkömmlichen Computer-Bildschirm interpretiert und digitalisiert.
|
|
|
Bewertung: Für
eine zweidimensionale Auswertung gesannter Luftbilder am Bildschirm
werden Orthofotos benötigt, welche als SW-Scans ca. 270,-
DM je Bild kosten. Die erforderliche Bildbearbeitungs-Software
kostet ca. 6500,- DM. Die Gesamtkosten liegen über denen
des SEG-Verfahrens. Jedoch ist der Arbeitsfortschritt eingeschränkt,
weil parallel mit einem Luftbildinterpretationssystem und den
Originalluftbildern gearbeitet werden sollte, um die deutlich
eingegrenzte Interpretierbarkeit der SW-Bildschirmdarstellung
auszugleichen. Von Vorteil ist die anschließende Nutzung
der Luftbilder am PC für weitere Zwecke.
|
|
|
Resümé
|
|
|
Die Gerätekosten der unterschiedlichen
Kartierverfahren und ihr jeweiliger Arbeitsfortschritt wirken
sich deutlich auf die Interpretationskosten der anbietenden Kartierfirmen
aus. Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens
hat in gewissem Rahmen auch der relative Anteil der zu interpretierenden
Fläche je Luftbild. Je höher dieser Anteil ausfällt,
um so günstiger sind die Grundkosten je ha.
|
|
|
Der Vergleich zwischen verschiedenen Städten
macht aber auch deutlich, dass die angebotenen Preise sehr stark
von der jeweiligen Marktlage abhängen und Preisunterschiede
von 100% auftreten können.
|
|
|
Aufgrund der vorstehend zusammengefassten
Methodenrecherche werden folgende Verfahren empfohlen:
|
|
|
Semianalytisches Verfahren für Gelände
mit höherer Reliefenergie.
Kartierung aus entzerrten Farborthofotos nur
für ebene und allenfalls schwach geneigte Flächen als
Standardverfahren.
|
|
|
Die mit semianalytischem Verfahren erzielbaren
guten Genauigkeiten und differenziertem Flächeninhalts-Katalog
werden aktuell mit 450,- DM pro ha zzgl. MWSt angeboten.
|
|
|
|
|