Warstumermolen

Inleiding
Ondanks dat Wetterskip Fryslân in de Nieuwkruislandpolder egalisatiewerkzaamheden heeft uitgevoerd, bleef een drietal gebieden met een grootte van circa 1 ha toch klachten betreffende de waterhuishouding bestaan. Het Wetterskip heeft daarop besloten om een intensieve DTM te laten meten om zeer gedetailleerd deze drie gebieden in kaart te brengen. Omdat MUG Ingenieursbureau een raamcontract bij het Wetterskip heeft voor landmeetkundige werkzaamheden, hebben zij MUG Ingenieursbureau benaderd met de vraag om een drone-meting te laten uitvoeren. MUG Ingenieursbureau is voor dit soort werkzaamheden een samenwerking aangegaan met Skeye. De samenwerking houdt in dat Skeye de drone-metingen uitvoert en hieruit puntenwolken en orthofoto’s genereert. MUG Ingenieursbureau legt de paspunten en meet de paspunten en controlepunten in. MUG Ingenieursbureau doet de geodetische eindcontrole op de puntenwolk en genereert hier aanvullende producten uit.

Voorbereiding in het veld
Voorafgaand aan de meting zijn rond ieder te meten gebied paspunten gelegd met een diameter van 50 cm (zes tot acht per meetgebied). Deze schijven zijn door MUG Ingenieursbureau horizontaal op het maaiveld gelegd. Hiertoe is een AutoCAD-bestand met de gebiedsgrenzen van te voren in de Total Station en gps-ontvanger ingelezen. Vervolgens zijn de paspunten met Total Station en RTK-GPS-ontvanger ingemeten. Daarnaast zijn in de drie gebieden, ter controle op de kwaliteit van de drone-meting, een groot aantal maaiveldpunten ingemeten. De reden voor de grote hoeveelheid maaiveldpunten is omdat het terrein erg ruw is (bouwland, deels met ploegvoren en een gebied met wintertarwe, zie onderstaande foto’s).

Metingen
De drone-metingen zijn uitgevoerd met een drone van het type Microdrone MD4-100. Dit type drone is erg geschikt voor lage vluchten in kleinere gebieden. Nadat in een gebied de paspunten gelegd zijn wordt het vluchtplan in de drone ingeladen.
De drone wordt met handmatige besturing omhoog gebracht, waarna het vluchtplan automatisch wordt uitgevoerd. De vlucht is in dit geval uitgevoerd op een hoogte van 75 m. De helikopter wordt geprogrammeerd om op de voor gedefinieerde locaties de opnamen te maken. Bij iedere fotopositie stopt de drone om een foto te maken. Er wordt met voldoende overlap gevlogen om een goed stereomodel te kunnen maken. De piloot kan op een laptop het beeld zien vanuit de drone.

Als de drone het vluchtplan heeft afgerond controleert de piloot of alle foto’s gemaakt zijn en het gebied goed dekkend is gefotografeerd. Daarna wordt de drone handmatig naar de landingsplek gemanoeuvreerd.

MUG Drone Aerial Survey Mapping DTM UAV UAS 06

Verwerking van de meetgegevens
Op kantoor worden alle luchtfoto’s geplaatst op de processingcomputer en er wordt een back-up van de beelden gemaakt. Vervolgens wordt de gebruikte lens gekalibreerd met behulp van een fotogrammetrisch kalibratiesoftwarepakket. Dit pakket maakt een model van alle geometrische afwijking die voorkomen in de lens van de camera. Dit model is van belang om tot een goed en accuraat eindresultaat te komen.

Het maken van het hoogtemodel gebeurt met behulp van fotogrammetrische software. In de eerste stap worden alle overeenkomstige punten gezocht tussen de foto’s. Dit zijn punten in de beelden welke de software in meer dan één beeld aantreft. Door middel van fotogrammetrie kan vervolgens de hoogte van deze punten worden bepaald. Het resultaat is een puntenwolk. Vervolgens worden de locaties van de vliegschijven ingelezen in de software. Deze moeten vervolgens met de hand worden aangewezen in de fotobeelden. Op basis van deze vliegschijven kan de software de gehele puntenwolk accuraat ‘plaatsen’ (geo-refereren) in het Rijksdriehoekstelsel. De puntenwolk wordt vervolgens gebruikt om een hoogtemodel te berekenen. Als de terreinhoogten eenmaal bekend zijn kan er vervolgens een orthofoto mozaïek worden samengesteld uit alle losse fotobeelden. Het resultaat is een vlakdekkende foto waarbij iedere pixel is gepositioneerd op zijn werkelijke locatie in Rijksdriehoekcoördinaten.

Controle en eindproducten
MUG Ingenieursbureau heeft een controle uitgevoerd op de geleverde data door de door MUG Ingenieursbureau gemeten controlemaaiveldpunten te vergelijken met de dichtstbij gelegen punten uit de foto. De verschillen in hoogte zijn in onderstaand histogram gepresenteerd. Uit de resultaten blijkt dat de gemiddelde hoogteafwijking 1 cm is. Per deelgebied is de gemiddelde afwijking 0, +2 en +5 cm. Het gebied met +5 cm is het gebied waar wintertarwe op staat en dit verklaart dat in de foto’s gemiddeld hoger gemeten wordt dan met de terrestrische meting. De standaardafwijking van de hoogteverschillen varieert per deelgebied van 4 tot 5 cm. De grootste afwijkingen zijn te vinden in het gebied met ploegvoren.

Naast bovengenoemde filteringen kan MUG Ingenieursbureau uit de puntenwolk en stereofoto’s allerlei andere producten genereren, bijvoorbeeld dwarsprofielen met een voor gedefinieerde interval of een DTM volgens Rijkswaterstaatspecificaties.

MUG Drone Aerial Survey Mapping DTM UAV UAS 05