Drohnen-Sensoren: Präzise Technik für Ihre Vermessungsprojekte

Moderne Drohnen sind vielseitig einsetzbar – doch erst die passenden Sensoren machen sie zu präzisen Vermessungswerkzeugen. Ob für die Dokumentation von Baustellen, die Kartierung von Wäldern oder die Inspektion von Solaranlagen: Die Wahl des richtigen Sensors beeinflusst Genauigkeit, Effizienz und Kosten maßgeblich. In diesem Artikel erhalten Sie einen Überblick über die verschiedenen Sensortypen und deren Einsatzmöglichkeiten.

Warum die Wahl des Sensors entscheidend ist

Während einfache Kamera-Drohnen für grobe Luftaufnahmen ausreichen, ermöglichen spezialisierte Sensoren millimetergenaue 3D-Modelle, die Analyse von Pflanzenstress oder das Durchdringen von dichtem Blattwerk. Die Auswahl des geeigneten Sensors hängt von folgenden Faktoren ab:

1. Anwendungsbereich: Was soll vermessen werden? (Oberflächen, Untergrund, Vegetation)
2. Genauigkeitsanforderungen: Wie präzise müssen die Ergebnisse sein?
3. Budget: Welche finanziellen Mittel stehen zur Verfügung?

Im Folgenden stellen wir die wichtigsten Sensortypen vor – von der klassischen RGB-Kamera bis zum hochmodernen LiDAR.

1. RGB-Kameras: Der Standard für visuelle 3D-Modelle

RGB-Kameras erfassen Bilder in den Farben Rot, Grün und Blau und sind der Einstieg in die Drohnenvermessung. Durch überlappende Fotos und die Verwendung von Photogrammetrie-Software entstehen präzise 3D-Modelle oder Orthofotos.

Anwendungsbeispiele:

Ein Beispiel für eine weit verbreitete Lösung in der Drohnenvermessung ist die Kombination aus RGB-Kamera und RTK-Modul, wie sie in vielen Vermessungsdrohnen zum Einsatz kommt. Diese Systeme ermöglichen die Erstellung hochpräziser Orthofotos mit einer Bodenauflösung von bis zu ca. 2 cm pro Pixel und werden häufig in der Bauvermessung sowie zur Volumenberechnung genutzt.

Wissenswertes:

• Kosten: Zwischen ca 4.000 € und bis zu mehreren 10 Tausend € (z. B. mit Vollformat Kameras).
• Einschränkungen: RGB-Kameras erfassen nur Oberflächen. Unter dichtem Bewuchs oder in schattigen Gebieten stoßen sie an ihre Grenzen.

2. LiDAR-Sensoren: Präzise Höhenmodelle und Strukturen unter Vegetation

LiDAR (Light Detection and Ranging) ist eine aktive Messtechnik, die mithilfe von Laserpulsen präzise 3D-Punktwolken erzeugt. Im Gegensatz zur Photogrammetrie misst LiDAR direkt Entfernungen, wodurch selbst feine Höhenunterschiede und Strukturen unter Vegetation erfasst werden können.

Anwendungsbeispiele:

Ein Beispiel für eine weit verbreitete Lösung in der Drohnenvermessung ist der Einsatz von kompakten LiDAR-Sensoren. Diese Systeme ermöglichen hochpräzise Geländemodelle mit einer Genauigkeit im Zentimeterbereich. Besonders in der Forstwirtschaft und bei der Erfassung von Stromleitungen haben sich Drohnen mit LiDAR bewährt, da sie auch durch Baumkronen hindurch Strukturen am Boden erfassen können.

Wissenswertes:

• Kosten: Professionelle LiDAR-Sensoren für Drohnen kosten zwischen 10.000 € (Einstieg) und über 100.000 € (hochpräzise Systeme für wissenschaftliche Anwendungen). Dazwischen gibt es eine ganze Pallette an Sensoren. Welcher der passende ist, hängt von den Projekten und der gewünschten Auflösung sowie Genauigkeit ab.
• Vorteile gegenüber Photogrammetrie: Erfassung von Gelände unter Vegetation, direkt georeferenzierte Punktwolken (bei Photogrammetrie je nach System), potentiell höhere Genauigkeit in Höhenmessungen.
• Einschränkungen: Höherer Preis, manchmal fehlende RGB Kamera für das meist benötigte Orthofoto. Das hängt allerdings auch sehr von dem System ab. Es gibt durchaus LiDAR & RGB Kombisensoren.

3. Thermalsensoren: Unsichtbares sichtbar machen

Thermalsensoren (Wärmebildkameras) messen die von Objekten abgestrahlte Infrarotstrahlung und wandeln sie in sichtbare Temperaturbilder um. Dadurch lassen sich Wärmeverluste, defekte Solarmodule oder sogar Menschen und Tiere im Gelände aufspüren. Im Gegensatz zu RGB-Kameras oder LiDAR sind Thermalkameras besonders für Inspektionen und Sicherheitsanwendungen geeignet.

Anwendungsbeispiele:

Ein Beispiel für eine weit verbreitete Lösung im Bereich Thermografie ist der Einsatz von Drohnen mit Thermal Sensoren. Diese Systeme werden häufig für Inspektionen von Photovoltaikanlagen genutzt, um überhitzte oder defekte Solarmodule schnell zu identifizieren. Auch in der Feuerwehr- und Rettungsarbeit kommen Thermalsensoren zum Einsatz, etwa zur Personensuche in unübersichtlichem Gelände oder zur Brandüberwachung.

Wissenswertes:

• Kosten: Thermalsensoren für Drohnen starten bei rund 5.000 € und reichen bis über 20.000 € für hochauflösende Dual-Sensor-Lösungen. Es gibt aber auch schon Einstiegslösungen für unter 5.000 € wo direkt eine Drohnen - Thermal Kombi gekauft werden kann.

• Typische Anwendungen:
• Gebäudeinspektionen: Aufspüren von Wärmeverlusten an Fassaden oder undichten Stellen bei der Dachisolierung.

• Photovoltaik-Überprüfung: Erkennung defekter Solarzellen durch Temperaturabweichungen.

• Tierrettung & Jagd: Wildtiere lassen sich im hohen Gras durch ihre Wärmesignatur erkennen.



• Feuerwehr & Sicherheit: Identifikation von Glutnestern oder Personen in verrauchten oder dunklen Bereichen.Erfassung von Gelände unter Vegetation, direkt georeferenzierte Punktwolken (bei Photogrammetrie je nach System), potentiell höhere Genauigkeit in Höhenmessungen.

• Einschränkungen: Thermalkameras haben meist eine geringere Auflösung als herkömmliche Kameras. Zudem kann die Temperaturmessung durch reflektierende Oberflächen oder Witterungseinflüsse beeinflusst werden.

4. Multispektral- und Hyperspektralsensoren:  Unsichtbare Details für präzise Analysen

Multispektral- und Hyperspektralsensoren erfassen Licht in verschiedenen Wellenlängenbereichen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Während Multispektralsensoren eine begrenzte Anzahl vordefinierter Spektralbänder aufzeichnen, bieten Hyperspektralsensoren eine weitaus höhere spektrale Auflösung mit Hunderten von feinen Bändern. Diese Technologie ermöglicht detaillierte Analysen in Bereichen wie der Landwirtschaft, Umweltüberwachung und Geologie

Anwendungsbeispiele:

Ein Beispiel für eine weit verbreitete Lösung im Bereich Thermografie ist der Einsatz von Drohnen mit Thermal Sensoren. Diese Systeme werden häufig für Inspektionen von Photovoltaikanlagen genutzt, um überhitzte oder defekte Solarmodule schnell zu identifizieren. Auch in der Feuerwehr- und Rettungsarbeit kommen Thermalsensoren zum Einsatz, etwa zur Personensuche in unübersichtlichem Gelände oder zur Brandüberwachung.

Wissenswertes:

• Kosten und Anforderungen: Multispektralsensoren sind vergleichsweise günstig und einfach zu integrieren, während hyperspektrale Systeme eine aufwendigere Kalibrierung und oft spezielle Software zur Datenanalyse benötigen.

• Genauigkeit: Hyperspektralsensoren bieten eine höhere Detailtiefe, erfordern jedoch mehr Rechenleistung und komplexere Datenverarbeitung.

• Typische Anwendungen:
• Präzisionslandwirtschaft: Multispektralaufnahmen helfen Landwirten, Pflanzenstress, Krankheiten oder Nährstoffmangel frühzeitig zu erkennen und gezielte Maßnahmen einzuleiten.

• Forstwirtschaft und Vegetationsanalyse: Mit spektralen Indizes wie NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) lassen sich Gesundheitszustand und Wachstum von Wäldern überwachen.

• Wasserqualität und Umweltüberwachung: Bestimmte Wellenlängenbereiche ermöglichen die Analyse von Schadstoffbelastungen, Algenwachstum oder Sedimentverteilung in Gewässern.

• Bodenkartierung und Geologie: Durch die spektrale Erfassung von Mineralien oder Feuchtigkeitsgehalten können Hyperspektralsensoren wertvolle Informationen für geologische Untersuchungen liefern.

• Infrastruktur- und Inspektionsanwendungen: Hyperspektrale Bildgebung wird zur Erkennung von Materialveränderungen oder Schäden an Gebäuden, Straßen und Industrieanlagen eingesetzt.

• Einschränkungen: Thermalkameras haben meist eine geringere Auflösung als herkömmliche Kameras. Zudem kann die Temperaturmessung durch reflektierende Oberflächen oder Witterungseinflüsse beeinflusst werden.