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Agisoft Metashape ist eine leistungsstarke Photogrammetrie-Software, die zur Erstellung hochauflösender Orthophotos verwendet wird. Standard-Orthophotos leiden jedoch häufig unter einem in städtischen Gebieten häufig auftretenden Problem: der Neigung von Gebäuden. Diese Verzerrung tritt auf, wenn hohe Gebäude auf dem Bild schief erscheinen, weil die Perspektive nicht dem Nadir entspricht. In diesem Handbuch erfahren Sie, wie Sie in Metashape echte Orthofotos erstellen, indem Sie die Neigung korrigieren und hochpräzise, planimetrische Ergebnisse erzielen.
Was ist ein echtes Orthofoto?
Ein echtes Orthofoto ist ein geometrisch korrigiertes Bild, bei dem alle Elemente – Dächer, Bodenmerkmale und vertikale Strukturen – in ihrer exakten Position über dem Kopf platziert sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Orthophotos, die Verzerrungen aufgrund von Kamerawinkeln enthalten können, beseitigt ein echtes Orthophoto diese visuellen Unstimmigkeiten, insbesondere in bebauten Umgebungen.
Damit sind echte Orthofotos ideal für die Stadtkartierung, Katastervermessung, Infrastrukturplanung und jede GIS-Anwendung, die eine präzise Platzierung von Objektgrundrissen erfordert.
Warum ist das Gebäude schlank?
Die Neigung von Gebäuden tritt auf, wenn die Fotos aus einem Winkel aufgenommen werden. Dadurch erscheinen hohe Gebäude gegenüber ihrer tatsächlichen Position verschoben. Selbst bei nadir-orientierten Drohnen können geringfügige Neigungen und Geländeerhebungen zu Schräglageneffekten führen, insbesondere wenn sie in der Nachbearbeitung nicht korrigiert werden.
Arbeitsablauf zur Erstellung eines echten Orthofotos in Metashape
Schritt 1: Erfassen Sie eine ausreichende Überlappung mit schrägen und Nadir-Bildern
Verwenden Sie eine Drohne mit Nadir- (vertikal) und schrägen (abgewinkelten) Kamerawinkeln. Eine Flugroute mit 80% Front- und 70% Seitenüberlappung gewährleistet die Rekonstruktion von vertikalen Flächen wie Fassaden, die für die Schräglagenkorrektur erforderlich sind.
Verwenden Sie einen mechanischen oder softwaregesteuerten Gimbal, um gleichbleibende Neigungswinkel bei allen Aufnahmen zu gewährleisten.
Schritt 2: Fotos ausrichten und dichte Wolke erstellen
Importieren Sie Ihre Bilder in Metashape und führen Sie „Fotos ausrichten“ mit hoher Genauigkeit aus. Überprüfen Sie die Qualität der Ausrichtung und entfernen Sie alle falsch ausgerichteten Kameras. Erstellen Sie dann die dichte Wolke in mittlerer oder hoher Qualität, um genügend Details für die Netzgenerierung sicherzustellen.
Schritt 3: Erzeugen Sie ein 3D-Netzmodell
Anstatt direkt ein Orthofoto aus der Punktwolke oder dem DEM zu erzeugen, erstellen Sie ein 3D-Netzmodell der Szene. Dieses Modell enthält vertikale Strukturen und nicht nur die Bodenhöhe, so dass eine korrekte Korrektur der Neigung im Orthofoto möglich ist.
Navigieren Sie zu Workflow → Modell erstellen, wählen Sie den Oberflächentyp „Arbitrary (3D)“ und „Dense Cloud“ als Quelldaten.
Schritt 4: Einrichten einer ebenen Projektionsfläche
Um eine genaue Projektion zu gewährleisten, erstellen Sie eine ebene Projektionsfläche. Dies können Sie tun, indem Sie ein planares DEM erzeugen oder eine Form in der Orthofoto-Ansicht zeichnen. Dieser Schritt definiert den „Kamera“-Ansichtspunkt für den Orthorektifizierungsprozess.
Schritt 5: Orthomosaik aus 3D-Modell erstellen
Dies ist der wichtigste Schritt. Anstatt das Orthomosaik aus einem DEM zu erstellen (das die Vertikalen ignoriert), erstellen Sie es aus dem Netzmodell. Wählen Sie in Workflow → Orthomosaik erstellen:
- Oberfläche: Modell
- Überblendungsmodus: Mosaik
- Lochfüllungen aktivieren: Ja (optional)
- Aktivieren Sie die Nahtlinien-Optimierung: Ja
Dieser Ansatz berücksichtigt vertikale Merkmale in der Orthoprojektion und korrigiert die scheinbare Neigung von Gebäuden und Objekten.
Schritt 6: Exportieren Sie das echte Orthofoto
Sobald das Orthomosaik erstellt ist, exportieren Sie es als GeoTIFF, JPEG oder PNG, je nach Ihrer Anwendung. Geben Sie die Projektion (z.B. WGS84 UTM) und die Auflösungseinstellungen (z.B. 5cm/Pixel) für eine optimale GIS-Kompatibilität an.
Tipps für bessere Genauigkeit
- Verwenden Sie GCPs (Ground Control Points), um die Genauigkeit der Geolokalisierung zu verbessern.
- Fliegen Sie bei wenig Wind, um Bildverzerrungen und Parallaxenfehler zu reduzieren.
- Kalibrieren Sie Ihre Kamera und verwenden Sie einheitliche Belichtungseinstellungen.
- Überprüfen Sie die Nahtlinien im Orthomosaik-Editor, um die Überblendungsbereiche fein abzustimmen.
Einschränkungen echter Orthofotos
Selbst bei einer Neigungskorrektur kann es immer noch zu Verdeckungen kommen – Bereiche, die hinter Gebäuden oder Bäumen verborgen sind, bleiben möglicherweise untexturiert. In komplexen städtischen Umgebungen können mehrere Flughöhen und seitlich ausgerichtete Bilder helfen, dieses Problem zu lösen.
Anwendungsfälle von echten Orthophotos
- Katasterkartierung – zeigt Grundstücksgrenzen ohne Dachverschiebungsfehler
- Stadtplanung – genaue Platzierung von Gebäuden und Überlagerung der Infrastruktur
- Planung von Versorgungs- und Telekommunikationseinrichtungen – korrekte Platzierung von Masten, Antennen und Aufdachanlagen
- Dokumentation archäologischer Stätten – klare Top-Down-Aufzeichnungen ohne geometrische Verzerrung
Fazit
Die Erstellung echter Orthofotos in Agisoft Metashape ist eine fortschrittliche, aber äußerst lohnende Technik. Indem Sie vom 3D-Modell statt von einem flachen DEM projizieren, können Sie die Neigung von Gebäuden korrigieren und geometrisch zuverlässige Bilder erstellen. Dies ist für Fachleute in der Stadtentwicklung, der Landverwaltung und in allen Bereichen, in denen es auf räumliche Präzision ankommt, unerlässlich. Mit der richtigen Aufnahme- und Verarbeitungsstrategie wird Metashape zu einem leistungsstarken Werkzeug für echte Orthophotographie im Jahr 2025.
