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UAS-GEO
Unbemannte Flugsysteme (UAS/RPAS) Anwendungsmöglichkeiten in der Fernerkundung
21. Januar 2016Geonetzwerk.metropoleRuhr
Peter LoefAIR e.V.Vorstand
© FhG-FKIE
© Heigh Tech
© Blom
© CENALO
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UAS-GEOÜbersicht
Einführung in UAS/RPAS-Technologie – Kategorien
Rechtliche Situation – Aufstiegserlaubnisse – Datenschutz
UAS/RPAS-Systeme und Sensoren
Anwendungen in der Fernerkundung
Ausblick und Perspektiven
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Folie 3
UAS-GEOBegriffe und Definitionen
UAV
RPAS
VTOL
MUAS
LUNA-DrohneEADS Barracuda
Drohne
UAVULSRPASDrohne
ULS MALE
HALE
© Heigh Tech
© Cassidian
© FhG-FKIE
© EMT
© MAVINCI
© CENALO
© Blom
© SWISS UAV
UAS
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UAS-GEOBegriffe und Definitionen
ULS Unbemannte Luftfahrtsysteme
RPAS
UAS unmanned aircraft systems
Remotely Piloted Aircraft Systems
Luftverkehrsgesetz (LuftVG) - § 1
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UAS-GEOUAS-KategorienMilitärisch - Zivil
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UAS-GEOAnwendungsbereiche – Zivile Anwendungen
Energiewirtschaft
Land- und Forstwirtschaft
Wasser- und Abfallwirtschaft
Immobilienwirtschaft – Facility Management
Umwelt- und Naturschutz
Geoinformation - Landmanagement
Raumplanung
Feuerwehr und Polizei
Katastrophenschutz
Sicherheit
………
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UAS-GEOÜbersicht
Einführung in UAS/RPAS-Technologie – Kategorien
Rechtliche Situation – Aufstiegserlaubnisse – Datenschutz
UAS/RPAS-Systeme und Sensoren
Anwendungen in der Fernerkundung
Ausblick und Perspektiven
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Folie 8
UAS-GEORechtliche Rahmenbedingungen
Gesetze und Verordnungen
Neue Luftraumstruktur VFR ab 05.12.2014 (Quelle: DFS)
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Folie 9
UAS-GEORechtliche Rahmenbedingungen
Gesetze und Verordnungen
LuftVO – Novellierung Jan. 2010 Aufnahme: Unbemanntes Fluggerät
Luftverkehrsgesetz – 14. ÄndG LuftVG, Mai 2012 Aufnahme: unbemanntes Luftfahrtsystem
Aufstiegserlaubniss Aufstiegserlaubniss für unbemanntes Fluggerärt durch die
Luftaufsichtsbehörden der Länder
Datenschutz Geodatenerfassung, allgem. Datenschutzregeln
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UAS-GEORechtliche Situation – Gesetzeslage 1(2)
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Luftverkehrsgesetz (LuftVG) - § 1 Absatz 2 Nummer 11 Luftfahrzeuge sind: sonstige für die Benutzung des Luftraums bestimmte Geräte, sofern sie in Höhen von mehr als dreißig Metern über Grund oder Wasser betrieben werden können.
Luftverordnung (LuftVO) –
§ 15a Verbotene Nutzung des Luftraums(3) Der Betrieb von unbemanntem Luftfahrtgerät im Sinne von § 1 Absatz 2
Nummer 11 des Luftverkehrsgesetzes ist verboten, wenn er außerhalb der Sichtweite des Steuerers erfolgt oder die Gesamtmasse des Geräts mehr als 25 Kilogramm beträgt.
§ 16 Erlaubnisbedürftige Nutzung des Luftraums(1) Die folgenden Arten der Nutzung des Luftraums bedürfen im Übrigen der
Erlaubnis:
7. der Aufstieg von unbemanntem Luftfahrtgerät im Sinne von § 1 Absatz 2 Nummer 11 des Luftverkehrsgesetzes.
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UAS-GEORechtliche Situation LuftVO 1(2)
§ 16 Erlaubnisbedürftige Nutzung des Luftraums -Grundsätze
AnwendbarkeitDiese Grundsätze betreffen die Erteilung der Erlaubnis zum Aufstieg von unbemannten Luftfahrtsystemen1, die:
in Sichtweite des Steuerers
nicht ausschließlich zum Zweck des Sports oder der Freizeitgestaltung betrieben werden,
eine maximale Flughöhe von 100 Metern über Grund nicht übersteigen und
deren Gesamtmasse bis zu 25 kg beträgt.
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UAS-GEORechtliche Situation LuftVO 2(2)
§ 16 Erlaubnisbedürftige Nutzung des Luftraums -Grundsätze
ErlaubnisverfahrenErteilung der Allgemeinerlaubnis zum Aufstieg von unbemannten Luftfahrtsystemen durch die Luftaufsichtsbehörden der Länder
Für den Aufstieg von unbemannten Luftfahrtsystemen ohne Verbrennungsmotor bis 5 kg Gesamtmasse kann eine allgemeine Erlaubnis erteilt werden, wenn das Gerät nicht über
Menschenansammlungen
Unglücksorten, Katastrophengebieten und anderen Einsatzorten von Polizei oder anderen Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS),
Justizvollzugsanstalten und militärischen Anlagen,
Industrieanlagen und Kraftwerken
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Folie 13
UAS-GEORechtliche Situation – Einzel Aufstiegserlaubnis
Fluggerät
Mit Verbrennungsmotor
> 5 kg Gesamtmasse bis 25 kg
Erlaubnis
Für beabsichtigtem Aufstieg mit einem erhöhten Gefährdungspotential,
insbesondere über Menschenansammlungen, dicht besiedelten Gebieten, ………
Erteilung
durch eine Luftaufsichtsbehörde im Einzelfall
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UAS-GEORechtliche Situation Allgemeine Aufstiegserlaubnis
Fluggerät
zu kommerziellen und gewerblichen Zwecken
ohne Verbrennungsmotor bis 5 kg Gesamtmasse
Erlaubnis
in Sichtweite des Flugsteueres
Flughöhe bis max. 100 m ü. Grund
Erteilung
durch eine Luftaufsichtsbehörde
Anerkennung durch die anderen Bundesländer gegeben –Ausnahme: Baden-Württemberg, Berlin, Bremen, Hamburg und Rheinland-Pfalz
für die Dauer von 2 – 3 Jahren
Kosten zwischen 50 und 200 Euro
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UAS-GEORechtliche Situation – Datenschutz
Bundesdatenschutzgesetz sowie die Datenschutzgesetze der Länder, Geodatengesetze
Umgang mit personenbezogenen Daten, die in IT-Systemen oder manuell verarbeitet werden, wie auch das "Recht am eigenen Bild„
Geodatengesetzte der Länder
?? Zeitliche und räumliche Zuordnung
Bodenauflösung 40 cm
Abgabe von Daten und öffentliche Bereitstellung („Google“)Entwurf eines Gesetzes zum Schutz vor Gefährdung der Sicherheit der Bundesrepublik durch das Verbreiten von hochwertigen Erdfernerkundungsdaten (Satellitendatensicherheitsgesetz - SatDSiG) - BT-Drs. 16/4763 v. 21.03.2007 – Unabhängiges Landeszentrum für Datenschutz Schleswig-Holstein
https://www.datenschutzzentrum.de/presse/20070614-geodaten.htm
http://www.datenschutz.de/suchen/datenschutzzentrum/?sh_query=y&num_of_results=11&search=geodaten&Submit=Suchen&r8=y
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Folie 16
UAS-GEORechtliche Situation Informationen
BMVI- Broschüre
Bezirksregierung D‘dorf
UAV-DACH e.V
DFS – Deutsche Flugsicherungwww.dfs.de
www.uavdach.org
www.brd.nrw.de/verkehr/flugplaetze_flugbetrieb/UAV-
Aufstieg.html
www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Publikationen/LF/unbemannte-
luftfahrtsysteme.html
www.uavdach.org/korr.Nutzung/korr-Nutzung.htm
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UAS-GEOÜbersicht
Einführung in UAS/RPAS-Technologie – Kategorien
Rechtliche Situation – Aufstiegserlaubnisse – Datenschutz
UAS/RPAS-Systeme und Sensoren
Anwendungen in der Fernerkundung
Ausblick und Perspektiven
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UAS-GEOUAS / RPAS Flugsysteme
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TechnischeDaten
FlächenflugzeugFix-Wings„Aladin“
Helikopter“SR30 Long-Endurance Tactical VTOL UAV“
MultikopterQuadro-, Hexa-, Oktokopter„HT-6-800“
Flugzeit [Min] 30 - 90 30 - 90 10 - 40
Payload [kg] < 3 < 3 < 2
Abfluggewicht [kg] 4 5,5 5,0
Spannweite [m] 1,46 1,70 1,70
Antrieb Batterie Verbrennungsmotor und Batterie (backup)
Batterie
Missionsradius [km]* < 15 < 15 < 15
Fluggeschwindigkeit [km/Std.]
45 45 55
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*) in Abhängigkeit der Kommunikationstechnik
© Heigh Tech© EMT © FhG-FKIE
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Folie 19
UAS-GEO
Digitalkameras/Videokameras
Thermographiekameras
Laserscanner
Infrarotkameras
Hyperspektralkameras
Umweltmesssensoren
LIDAR-Systeme
UAS-Systeme / Sensoren
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Folie 20
UAS-GEOÜbersicht
Einführung in UAS/RPAS-Technologie – Kategorien
Rechtliche Situation – Aufstiegserlaubnisse – Datenschutz
UAS/RPAS-Systeme und Sensoren
Anwendungen in der Fernerkundung
Ausblick und Perspektiven
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Folie 21
UAS-GEOAnwendungen in der Fernerkundung- Produkte
© Blom
© CENALO
© CENALO
© CENALO
© CENALO
© Height Tech GmbH
Luftbildfotos und Luftbildvideos
Luftbilder – Luftbildmosaik
Orthofotos
3D Geländemodelle
3D Gebäudemodelle
3D Punktwolken – Laserscanning
Spezialprodukte
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Folie 22
UAS-GEOAnwendungen in der Fernerkundung- Branchen
Abfallwirtschaft
Tagebau
Straßenbau
Bahn
Umwelt
Land- und Forstwirtschaft
Biomasse
Golfanlagen
Historische Stätten
Archäologie
Quelle: Germap GmbH
Quelle: Germap GmbHQuelle: Germap GmbH
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Folie 23
UAS-GEOLuftbilder – Luftbildmosaik
• Schrägluftbild – Panorama
• Luftbildmosaik - Georeferenziert
• Luftbildmosaik –Georeferenziert
• 78 Einzelbilder
• 4 Flugstreifen
• 70/30 Überlappung
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Folie 24
UAS-GEOOrthofotosBodenauflösung 3 – 5 cm (100 – 150 Flughöhe)
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Deponie Autobahnparkplatz
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Folie 25
UAS-GEO
27.01.2016
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3D Visualisierung
• Schrägluftbildfotos
• Stereobildflug 70 % Überlappung
• 60 Einzelbilder
• Verarbeitung mit „MS PhotoSynth“
• Link: http://www.youtube.com/watch?v=y4fbN76qUP0
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Folie 26
UAS-GEOEnergiewirtschaft Laserscanflug
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Flugroute:
Mast 15 – Mast 16
Flughöhe über Leiterseile: 20 m
Gitternetzabstand: 10 m
Abstand zum Leiterseil:
rot < 2,5 m
orange: < 5 m > 2,5 m
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Folie 27
UAS-GEOEnergiewirtschaft Laserscanning –Abstandsmessung zu Bäumen
Version 1.0
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2,5 m
0,0 m
5,0 m
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Folie 28
UAS-GEOAnwendungen in der FernerkundungMarkttrends
Die Großen des GeoMarktes haben UAS/RPAS in ihr Portfolio aufgenommen
Trimble / Gatewings + Geokonzept
Leica Geosystems /Aibotix + Riegel
Topcon / Mavinci + Ascending
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Folie 29
UAS-GEOAnwendungen in der Fernerkundung
Intergeo 2015
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Folie 30
UAS-GEOAnwendungen in der Fernerkundung- Beispiel MAVINCI
Genauigkeit?! – Beispiel MAVINCI
Kamera – Fujifilm X-M1-16 MP
Flugzeit 40 Min
Quelle: Mavinci GmbH
pseudo Orthofotos (65% / 20 % Überlappung)
Quelle: Mavinci Gmb
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UAS-GEOAnwendungen in der Fernerkundung- Beispiel MAVINCI
Genauigkeit?! – Beispiel MAVINCI
Kamera – Fujifilm X-M1-16 MP
Flugzeit 40 Min
Quelle: Mavinci GmbH
Orthofotos (85% / 65 % Überlappung)
Quelle: Mavinci Gmb
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UAS-GEOAnwendungen in der Fernerkundung- Bildverarbeitung
Weitere Bildverarbeitungsprodukte:
Vollautomatische Bildverarbeitungssoftware:
Anbieter von Bildverarbeitungsservice:
Quelle: Mavinci GmbH
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Folie 33
UAS-GEOAnwendungen in der Fernerkundung- Teilsysteme / Einflussfaktoren
Bildverarbeitungssoftware
Flugsystem
Sensorik
Flughöhe
Bodenpasspunkte
© Heigh Tech© EMT © FhG-FKIE
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UAS-GEOAnwendungen in der FernerkundungFlugsysteme
MAVINCI – Sirius pro
Spannweite: 1,6 m
Länge: 1,2 m
Maximales Abfluggewicht: 2,7 kg
Nutzlast: 0,55 kg
Flugdauer: bis zu 45 Min
V-Reise: 65 km/h
Quantum Systems – 2M Spannweite: 4,5 m
Länge: 1,95 m
Maximales Abfluggewicht: 25 kg
Nutzlast: 10 kg
Antrieb: 2 x Brushless 3.500 Watt
Akkus: 2 x Lithium-Polymer 33,6 V
(redundant)
Flugdauer: bis zu 4 h
V-Reise: 90 km/h
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UAS-GEOÜbersicht
Einführung in UAS/RPAS-Technologie – Kategorien
Rechtliche Situation – Aufstiegserlaubnisse – Datenschutz
UAS/RPAS-Systeme und Sensoren
Anwendungen in der Fernerkundung
Ausblick und Perspektiven
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UAS-GEOAusblick- Intergeo 2009 - 2015
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INTERGEO 2015
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UAS-GEOAusblick- Intergeo 2009 - 2015
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UAS-GEOAusblick und Perspektiven- Europäische Regelungen
Klassifizierungen EASA - 2015
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UAS-GEOAusblick und Perspektiven- Europäische Regelungen
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UAS-GEOAusblick und Perspektiven
Die rechtlichen Rahmenbedingungen schränken die Anwendungen insbesondere in der Fläche/Länge ein
Änderungen sind angestrebt – 2 – 3 Jahre
Die Auswahl an Flugsystemen ist sehr groß
Für jede Anwendung das passende System nutzen
Kamera-/Sensorsysteme gibt es als Standardsysteme
Spezialisierte Systeme für UAS/RPAS müssten entwickelt werden
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UAS-GEOAusblick und Perspektiven
Definition von Verfahren sollte erfolgen
Bodenpasspunkte ? Kamera-/Sensor Kalibrierung ?
Bestimmung der Äußeren Genauigkeit
Hochgenaue absolute und relative Positionierung der Sensorplattform
Eigenen Sachverstand einsetzen
Herstellerangaben kritisch hinterfragen
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UAS-GEO
Viel Erfolg bei der Anwendung der gewonnenen Erkenntnisse
Peter [email protected] 496www.air-verband.de