CUSTOMER STORY
Smart City trifft auf GeoFly: Erstellung eines 3D-Stadtmodells für die Stadt Stuttgart
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Über GeoFly
GeoFly bietet langjährige Erfahrung in der Erstellung und Auswertung photogrammetrischer Produkte. Die GeoFly nutzt dabei moderne Technologien, um innovative Produkte anzubieten. Ein Team aus sowohl jungen als auch erfahrenen Mitarbeitenden ist engagiert im Bereich Geodatenerfassung, -verarbeitung sowie Softwareentwicklung.
GeoFly ist spezialisiert auf präzise Luftbildvermessung und Geodatenerfassung aus der Luft. Mit modernster Technik – von hochauflösenden Luftbildern und Laserscanning bis hin zu thermalen und hyperspektralen Aufnahmen – erfasst GeoFly umfassende Geodaten. Diese Daten werden genutzt, um virtuelle Welten (3D-Meshes) zu erstellen, die vielseitige Anwendungen in der Vermessung, Stadtplanung und Umweltanalyse finden.
Anzahl Mitarbeitende: Circa 30 Mitarbeitende
Standorte: 1 Standort in Magdeburg
Die Challenge
Die Stadt Stuttgart in Deutschland hat im Rahmen ihres Smart City Stuttgart-Konzepts strategische Ziele zur Unterstützung ihrer Ämter für Stadtplanung, Wohnen und Bauen. Eines dieser Ziele ist die Verbesserung der Datenbanken für die Stadtplanung innerhalb der Verwaltung. Eine Initiative, die dieses Ziel unterstützt, besteht darin, alle zwei Jahre ein realistisches 3D-Stadtmodell erstellen zu lassen.
Die Stadt Stuttgart veröffentlicht eine öffentliche Ausschreibung für die Bilderfassung, die Verarbeitung und die Erstellung eines digitalen Oberflächenmodells (DSM), eines True Ortho, einer Punktwolke und eines 3D-Netzes. In der Praxis bedeutet dies eine komplizierte Flugplanung, Bilderfassung, photogrammetrische Verarbeitung und die Erstellung von Endresultaten, um die Stadt Stuttgart und ihre Interessengruppen bei der Unterstützung städtischer Initiativen wie Planungsprojekten zu unterstützen. Im Jahr 2023 hat die GeoFly GmbH, ein weltweit tätiges Luftbildvermessungsunternehmen, diese Ausschreibung gewonnen.
Der Prozess der Flugplanung und der Luftbilderfassung birgt für jede Stadt unterschiedliche Herausforderungen, und es müssen mehrere Aspekte berücksichtigt werden: Ground Sampling Distance (GSD) und Bildüberlappung sind wesentliche Bestandteile der Planung und werden in einer Ausschreibung festgelegt. Für Städte mit kesselartiger Topographie wie Stuttgart, muss bei der Berechnung der einheitlichen Flughöhe die größte Entfernung zum Boden berücksichtigt werden. So wird gewährleistet, dass die maximale GSD nicht überschritten wird und gleichzeitig die erforderliche Überlappung für alle Bilder erhalten bleibt.
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Digital Surface Model (DSM) der Stadt Stuttgart
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Die Lösung
Für das Projekt der Stadt Stuttgart wurden 69.760 Bilder aufgenommen, was einer Datenmenge von 40 Terabyte und etwa 12,5 Terapixeln entspricht. Allein die Nadir-Bilder (senkrecht zur Erdoberfläche) des größeren Projektgebiets decken 1152 km² ab, was einer Flugstrecke von 2330 km und 12,5 Stunden Flugzeit an vier verschiedenen Tagen entspricht.
Die Anzahl der Flugtage ist erforderlich, um die besten Wetter- und Beleuchtungsbedingungen für alle Bilder zu gewährleisten. Die Bilder wurden mit 7 cm GSD aufgenommen. Für das Stadtzentrum wurde ein zusätzlicher Datensatz mit 4 cm GSD aufgenommen. Beide Datensätze wurden mit einer Vorwärtsüberlappung von 80 % und einem Sidelap von 65 % geflogen.
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Übersicht der Befliegung. Gut zu erkennen sind die parallelen Fluglinien.
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Nach Abschluss der Datenerfassung war es an der Zeit, die photogrammetrische Verarbeitung durchzuführen. Das ArcGIS Reality Studio von Esri wurde dabei verwendet, um die Bildausrichtung und die Verarbeitung von DSM, True Ortho, Punktwolke und 3D-Netz des gesamten Datensatzes durchzuführen. Die Ausrichtung des großen Gebiets umfasste vier Aufnahmesitzungen mit einer einzelnen Aufnahmesitzung für jeden Flugtag.
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Kundenstimme
„Ich bin begeistert! Die Software sieht wirklich gut aus, und die Handhabung ist toll. Die Qualität der Mesh-Textur übertrifft unsere Erwartungen, selbst schwierige Bereiche wie Fassaden werden sauber dargestellt. Und auch die Ergebnisse der Auswertung, gerade im Bereich von Streaming-Produkten, haben eine hervorragende Performance."
Aicke Damrau
Geschäftsführer, GeoFly GmbH
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3D-Mesh von Stuttgart mit Blick auf den Schloßplatz
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Die Behandlung der Flugtage als einzelne Aufnahmesitzungen ermöglicht die Berücksichtigung individueller Achs- und Hebelarmverlagerungen sowie individueller Kamerakalibrierungssätze. Dieser Ausrichtungsprozess beinhaltete die Messung von 23 Bodenkontroll- und Prüfpunkten, was ein zeitaufwändiger Prozess sein kann. ArcGIS Reality Studio unterstützt hier maßgeblich, da schnelle Kontrollpunktmessungen durchgeführt werden können. Geometrische Re-Projektion und Bildinhalte werden darüber hinaus verwendet, um die entsprechenden Merkmale in jedem relevanten Bild halbautomatisch zu finden.
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Kundenstimme
„Die Funktion zur automatischen Kontrollpunktmessung ist fantastisch, ich habe sie in dieser Qualität und Ausführung noch nie erlebt.“
Susann Nitzsche
Leiterin Datenproduktion, GeoFly GmbH
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Esri Technologie im Einsatz
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Die Erfolge
Um sicherzustellen, dass die Anforderungen der Ausschreibung erfüllt werden, bietet ArcGIS Reality Studio eine Vielzahl von einfach zu bedienenden QS-Tools und Funktionen, wie z. B. die Messung von manuellen Ankerpunkten, Kontrollpunkten und Bodenkontrollpunkten. Nach Abschluss des Ausrichtungsprozesses bestand die nächste Herausforderung darin, die photogrammetrischen Produkte schnell zu erzeugen.
Während das DSM und das True-Ortho-Foto auf dem Büro-Cluster von GeoFly verarbeitet wurden, wurde die Reality Engine für die Verarbeitung des 3D-Netzes in der Cloud erfolgreich verwendet.
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Kontakt
GeoFly GmbH
Ottersleber Chaussee 91
39120 Magdeburg
Tel.: +49 391 5095958-0
Fax: +49 391 5095958-99
Kontaktperson
Aicke Damrau
E-Mail: damrau@geofly.eu
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