Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar
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Flugzeuggestützte Laseraltimetrie und Interferometric SAR. GIS-Seminar 2000 / 2001 Referent: Olaf Bromorzki. Zwei moderne Meßprinzipien zur 3D-Erfassung der Erdoberfläche schaffen neue Anwendungsgebiete und lassen die Photogrammetrie „im Dunkeln“ stehen !?.

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Flugzeuggestützte Laseraltimetrie und Interferometric SAR

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Presentation Transcript


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

Flugzeuggestützte LaseraltimetrieundInterferometric SAR

GIS-Seminar 2000 / 2001

Referent: Olaf Bromorzki


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

Zwei moderne Meßprinzipien zur3D-Erfassung der Erdoberfläche schaffen neue Anwendungsgebiete und lassen die Photogrammetrie „im Dunkeln“ stehen !?

Laserscanningflugzeuggestützte LaserimpulsmessungALTM, ALSS

SAR (Synthetic Aperture Radar)

Flugzeug- und satellitengestützte Messung mit Mikrowellen

(STAR-1, STAR-3i, AeS-1; JERS, ERS-1, ERS-2, Radarsat)


Anforderungen an 3d koordinaten

Anforderungen an 3D-Koordinaten

  • LVA:DGM 5

    Max. 10m-Raster, Höhengenauigkeit: ± 0,5m

    Flächendeckend

    Strukturdaten (Gerippelinien, Geländekanten)

  • Telekommunikation, PlanungsbürosGebäudestrukturen

  • Umweltverbände

    Biomassen, Vegetationsvolumen

  • Trend:

    Keine reinen Höhenmodelle, sondern aktuelleverknüpfte Modelle aus

    Koordinaten + Topographie + Information


Laserscanning und sar messung

Laserscanning und SAR-Messung

  • Aktive Messverfahren

  • Direkte Koordinatenbestimmung aus Richtungs- und Steckenmessung

  • Bestimmung der Flugzeugkoordinaten

    • D-GPS, INS (Inertiales Navigationssystem)

    • Lagegenauigkeit: ± 0,1m bei v = 70 - 120m/sSatellit: ± 0,5m

  • Intensitätsmessung der Echos

    • Reflexionsgrad bestimmt Beschaffenheit der Geländeoberfläche

      Alle Messungen sind zeitsynchronisiert


Richtungsmessung

Richtungsmessung

INS:

  • Kreiselmeßsystem (s = ± 0,02mrad)

  • Messung der Drehbewegung um Raumachsen

  • Auf Messplattform befestigt

    Richtung der Laserimpulse:

  • Hin- und herschwingender Ablenkspiegel

  • Optisches System mit Glasfaserkabel

  • Rotierendes Polygonprisma

  • Palmer-Scan (in Verwendung mit Phasenmessung)

    Richtung der Radarimpulse:

  • Aussendung der Radarsignale zu einer Seite

  • Registrierung an der Empfängerantenne


Distanzmessung

Distanzmessung

Scanner:

  • Impulslaufzeitmessung

  • First pulse / last pulse-Messung

  • Phasenmessung

    SAR:

  • Phasenmessung

  • Multifrequenzen-Messung (l = 3 ... 67 cm)

  • Laufzeitmessung


Gegen berstellung technischer daten

Gegenüberstellung Technischer Daten


Interferometrisches sar

Interferometrisches SAR

  • Vermessung der gleichen Szene von fast gleichen Beobachtungspunkten

  • B(Satellit) = wenige 100m

  • B(Flugzeug) = wenige Meter

  • Phasendifferenzmessung der interferierenden Wellen

  • Stereoskopische Auswertung

  • Multi-pass interferometry (ERS1/2)

  • Single-pass interferometry (SRTM, Flugzeugmessung)

  • Genaue Bahndatenkenntnis erforderlich

  • Differentielles InSAR

    • Deformationserfassung zwischen zwei Messepochen durch Differenzbildung der Interferenzbilder (< 1cm)


Sar scanner photogrammetrie

SAR, Scanner, Photogrammetrie

Refraktion


Scanner und sar anwendungen

Scanner und SAR-Anwendungen

  • Erstellung von topographischen und thematischen Karten bis zum Maßstab 1:2000, DGM

  • Stadt- u. Verkehrsplanung, Erzeugung von 3D-Stadtmodellen

  • Funknetzplanung, Stadtklimamodelle, Lärmschutzmodelle

  • Überwachung von Hochspannungfreileitungen

  • Massenberechnungen von Deponien und Halden

  • Messung von Vegetationsvolumen, Biomassen

  • Flugsicherung

  • Katastrophenschutz, Humanitäre Zwecke

  • Umweltschutz, Renaturierung, Rekultivierung

  • Echtzeitmonitoring von Gewässeroberflächen (Pegelstände, Fließgeschwindigkeit), nur SAR

  • Hochgenaue Deformationsmessung, nur d-InSAR


Laserscanner und sar projekt

Laserscanner und SAR-Projekt

  • Auftraggeber:

    • Landesvermessungsämter

    • Telekommunikation

    • Stadtplanungsämter

    • Energieversorgungsunternehmen

    • Land- und Forstwirtschaft

    • . . .

  • Projektplanung:

    • GPS-Bodenstationen

    • Kontrollflächen

    • Befliegungsplan (Karten und Orthophotos)

    • Punktdichte (Scanwinkel, -frequenz, Fluggeschwindigkeit, Streifenüberlappung)

    • Kostenerrechnung


Laserscanner und sar projekt1

Laserscanner und SAR-Projekt

  • Befliegung:

    • zu jeder Jahreszeit,

    • zu jeder Tageszeit,

    • über den Wolken, nur SAR

    • Besonders empfohlen für bewaldete Gebiete, in denen terrestrische Messungen nicht oder nur schwer durchführbar sind

    • Gleichzeitige Aufnahme von Boden- und Vegetationspunkten

      • Scanner: First- / Lastpulse-Messung

      • SAR: Multifrequenzen

    • Intensitätsmessung

    • Bildflugplanungsprogramm und Autopilot

    • Videounterstützung oder RGB-Zeilensensor


Laserscanner und sar projekt2

Laserscanner und SAR-Projekt

  • Auswertung

    • Überprüfung auf Vollständigkeit aller Messdaten

    • GPS-Auswertung

    • Systemkalibrierung

    • Berechnung der Koordinaten aller Laserpunkte

    • Automatisierte Selektion und Klassifizierung der Laserpunkte (Bodenpunkt oder Vegetationspunkt)

    • Auswertung der Radarechos (auch in Echtzeit mögl.)=>20.000 km²/Woche


Laserscanner und sar projekt3

Laserscanner und SAR-Projekt

  • Graphisch Interaktive Überarbeitung

    • Korrektur fehlerhafter Klassifizierungen am PC

    • Generierung von Bruchkanten und Gerippelinien bei der Scannerauswertung noch nicht automatisiert möglich; mit Hilfe von digitalen Karten und Luftbildern

    • Bruchkantendetektion bei SAR-Messungen automatisiert


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

Christo ???


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

Bonn


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

Aufmessung der Vegetationsoberfläche

First-Pulse oder X-Band-SAR

Aufmessung der Geländeoberfläche

Last-Pulse oder L-Band-SAR


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

X-SAR

l = 3,1cm

Aufl.: 1,5m

L-SAR

l = 23cm

Aufl.: 1,5m

P-SAR

l = 67 cm

Aufl.: 8m


Jeder tag an dem du nicht l chelst ist ein verlorener tag c chaplin

Jeder Tag, an dem Du nicht lächelst,ist ein verlorener Tag.C. Chaplin


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

Mannheim

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Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

Interferogramm

Differentielles Interferogramm

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Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

Fiberglasoptik

Parallele Scanlinien orthogonal zur Flugrichtung aufgrund hoher Scanfrequenz (630Hz)

back


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

Palmerscanner

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Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

back


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

First pulse

Last pulse

back


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

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Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

back


Flugzeuggest tzte laseraltimetrie und interferometric sar

Berechnung differentieller

SAR-Interferogramme zur

Ermittlung von

Bodenbewegungen

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