How to Build Accurate 3D City Models with Drones and Agisoft Metashape
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Wie Sie mit Drohnen und Agisoft Metashape genaue 3D-Stadtmodelle erstellen

Veröffentlicht am von admin

Die Erstellung realistischer und genauer 3D-Stadtmodelle ist dank der Fortschritte in der Drohnenphotogrammetrie und Software wie Agisoft Metashape leichter geworden. Ganz gleich, ob Sie in der Stadtplanung, der Architektur oder der Entwicklung intelligenter Städte tätig sind, eine 3D-Rekonstruktion von Stadtlandschaften kann unschätzbare räumliche Daten liefern. Dieser Artikel führt Sie durch die wichtigsten Schritte und Best Practices für die Erstellung von 3D-Stadtmodellen mit Drohnen und Metashape im Jahr 2025.

1. Wählen Sie die richtige Drohne und Kamera

Städtische Umgebungen bieten komplexe Herausforderungen wie hohe Gebäude, enge Gassen und variable Beleuchtung. Daher ist die Auswahl der richtigen Drohne und Kamera entscheidend. Zu den empfohlenen Optionen gehören:

  • DJI Matrice 4-Serie: Leichtgewicht mit RTK-Unterstützung und einem 20MP-Sensor
  • DJI Matrice 400 + Zenmuse P1: Für professionelle Genauigkeit und Vollformat-Bilder

2. Planen Sie Ihren Flugauftrag

Die Stadtmodellierung erfordert sowohl Nadir- als auch Schrägaufnahmen, um Fassaden und Dachlinien zu erfassen. Eine typische Mission umfasst:

  • Nadir-Pass: Fliegen Sie auf 70-80 Meter mit 80% Front- und 70% Seitenüberlappung
  • Schräge Durchgänge: Erfassen Sie Bilder im 45°-Winkel aus allen vier Himmelsrichtungen
  • Höhe: Halten Sie eine sichere Höhe über den höchsten Gebäuden ein
  • Geschwindigkeit: Verlangsamen, um Bewegungsunschärfe zu reduzieren (≤ 3 m/s)

Verwenden Sie Software wie DJI Pilot 2, Litchi oder UgCS für die Missionsplanung. Für optimale Genauigkeit sollten Sie RTK/PPK-Daten oder Bodenkontrollpunkte (GCPs) einbeziehen.

3. Importieren und Ausrichten von Fotos in Metashape

Sobald Sie Ihre Bilder gesammelt haben, laden Sie sie in Metashape hoch und befolgen diese Schritte:

  • Fotos importieren: Ziehen und ablegen oder „Ordner hinzufügen“ verwenden
  • Fotos ausrichten: Hohe Genauigkeit + Allgemeine Vorauswahl verwenden
  • Prüfen Sie Verbindungspunkte: Prüfen Sie die Sparse Cloud auf Ausrichtungsfehler
  • Optimieren Sie Kameras: GCPs hinzufügen und Kamerapositionen verfeinern

Wenn Schräg- und Nadir-Bilder in getrennten Missionen aufgenommen wurden, verwenden Sie Teile davon und richten sie vor dem Zusammenführen aus.

4. Erstellen Sie eine dichte Punktwolke

Nach der Ausrichtung erstellen Sie die dichte Wolke mit diesen Einstellungen:

  • Qualität: Hoch (oder Mittel, wenn die Ressourcen begrenzt sind)
  • Tiefenfilterung: Mäßig (um feine Kanten zu erhalten)
  • Hardware: Stellen Sie sicher, dass die GPU für eine schnellere Verarbeitung aktiviert ist

Die dichte Wolke ist entscheidend für die Erfassung der Fassadengeometrie und der Bodenhöhe zwischen den Gebäuden.

5. Erstellen Sie das 3D-Netz und die Textur

Um Gebäude in 3D zu visualisieren, müssen Sie die Punktwolke in ein Netz umwandeln:

  • Mesh erstellen: Verwenden Sie Tiefenkarten oder Punktwolken als Quelle
  • Oberflächenart: Arbiträr (3D) für Gebäude
  • Textur erstellen: Verwenden Sie Mosaik oder Adaptive Orthofoto-Mischung

Die Textur bietet ein fotorealistisches Aussehen, das sich ideal für Stadtsimulationen und Präsentationen eignet.

6. Exportieren Sie das Stadtmodell

Exportieren Sie Ihr 3D-Stadtmodell in weit verbreiteten Formaten, je nach Ihrem Arbeitsablauf:

  • OBJ/FBX: Für Rendering und Visualisierung
  • Cesium 3D-Kacheln: Für webbasierte Stadtbetrachter
  • DXF/SHP: Für die GIS-Integration
  • GLB/USDZ: Für AR/VR und mobile Anwendungen

7. Nachbearbeitung und Bereinigung

Verwenden Sie externe Software, um die Ausgabe zu polieren:

  • Blender: Geometrie korrigieren und das Mesh vereinfachen
  • CloudCompare: Zum Bereinigen verrauschter Punkte und Zusammenführen von LiDAR
  • QGIS/ArcGIS: Zum Überlagern von 2D-Karten und Zonendaten

Anwendungen von 3D-Stadtmodellen

  • Stadtplanung: Visualisieren Sie Zoneneinteilung, Schatten und Auswirkungen der Entwicklung
  • Architektur: Vorgeschlagene Gebäude in reale Kontexte integrieren
  • Smart Cities: Digitale Zwillinge für Echtzeit-Management
  • Notfallplanung: Analysieren Sie Evakuierungsrouten und Risikozonen

Letzte Überlegungen

Dank der Drohnentechnologie und Agisoft Metashape ist es jetzt einfacher denn je, detaillierte und skalierbare 3D-Modelle ganzer Stadtviertel zu erstellen. Wenn Sie die besten Verfahren zur Bilderfassung, -verarbeitung und -export befolgen, können Sie hochwertige Stadtmodelle erstellen, die sich für die Planung, Visualisierung oder Analyse eignen. Da Städte digitale Zwillinge annehmen, sind diese Techniken für Fachleute, die an der Schnittstelle zwischen Technologie und gebauter Umwelt arbeiten, unerlässlich.