PIX4D

Von der UAV-Lösung zur Plattform

Gegründet vor gut zehn Jahren hat PIX4D seine Software zu einer Plattform für alle Aufgaben der Photogrammetrie ausgebaut.

Orthomosaik, generiert mit PIX4Dmatic auf Basis einer Befliegung. Die Software liefert die Daten in verschiedenen Ausgabeformaten nach Angaben von PIX4D in sehr kurzer Zeit unter Beibehaltung höchster Präzision. Foto: PIX4D SA

Vom Startup zum Global Player in nur 10 Jahren: solche Unternehmensgeschichten gibt es auch in kleinen Branchen wie jener der Vermessung. Das Unternehmen PIX4D wurde 2011 von Dr. Christoph Strecha im schweizerischen Lausanne gegründet. Heute besitzt das Unternehmen Niederlassungen in Denver, Madrid, Berlin, Bukarest, Shanghai und Tokio. Parallel hat das Unternehmen den Markt für Photogrammetrie auf ein neues Level gehoben.

Ursprünglich startete das Unternehmen mit dem Produkt PIX4UAV, einer Software, die aus Fotodaten automatisch 3D-Punktwolken erzeugen konnte. In Kombination mit den damals aufkommenden UAVs sorgte es damit für eine neue Gattung von Vermessungslösungen. Heute gehören die Drohnen zum festen Grundbestandteil eines jeden Vermessungsspezialisten und erobern Anwendungen in nahezu allen Branchen.

Aus der einen Software für UAV ist inzwischen eine ganze Lösungsfamilie geworden. Entscheidendes Jahr war 2020, denn dort hat PIX4D gleich 5 neue Lösungen veröffentlicht. „Wir testen ständig die Grenzen des Machbaren, um die Möglichkeiten der Photogrammetrie zu erweitern“, sagt Strecha. Neue Produkte wie beispielsweise PIX4Dsurvey, PIX4Dcatch, PIX4Dmatic erweitern das Angebot. PIX4Dmatic unterstützt dabei eine effiziente Auswertung von Massendaten, PIX4Dsurvey fungiert als Brücke von Photogrammetrie zu CAD/GIS-Systemen und PIX4Dcatch ist eine kostenlose App für den Einsatz auf Smartphones, die für Vermessungsaufgaben genutzt werden.

Hintergrund dazu ist, dass immer mehr Sensoren gute Ausgangsdaten liefern und auch manche Kleingeräte für terrestrische Anwendungen sogar LiDAR-Daten erzeugen. Anwender haben so alle Möglichkeiten, Daten aus den verschiedenen terrestrischen und luftgestützten Quellen zu fusionieren und so Punktwolken mit höherer Qualität und Dichte zu erzeugen.

Beispiel vidoc RTK-Rover

Heute verbreitet es sich in der Praxis zunehmend, dass in 3D-Punktwolken Daten verschiedener Sensoren übernommen werden. Welchen Mehrwert die Softwarelösung wirklich bringen kann, hat PIX4D im Rahmen eines Anwendungsprojekts in der Türkei gezeigt: in Ankara sollte untersucht werden, ob eine alte, denkmalgeschützte Steinbrücke instandgesetzt werden muss. Das beauftragte Unternehmen setzte dafür den viDoc RTK-Rover von vigram (BUSINESS GEOMATICS berichtete) ein. Die auf dem Gerät installierte PIX4Dcatch-App verarbeitet nicht nur LiDAR- und Photogrammetriedaten, sondern auch die hochgenauen Positionierungsdaten aus dem viDoc, die durch eine integrierte RTK-Antenne erzeugt werden. Das Gerät von der deutschen Firma vigram GmbH, das PIX4D weltweit vertreibt, wurde kürzlich auch vom Bureau Veritas für die Eignung von Klasse A-Messungen zertifiziert, die eine Genauigkeit von unterhalb fünf Zentimetern umfassen müssen.

Nach der Erfassung überträgt PIX4Dcatch die Vermessungsdaten an PIX4Dmatic, wo die Punktwolke dann berechnet wird. „Die Datenverarbeitungen hier dauerte dann weniger als drei Stunden“, sagt Pierangelo Rothenbühler, Software Team Manager bei PIX4D. Ebenso kurz ist der Schritt in CAD und dessen Modellierungsaufgaben, denn die Daten werden mit PIX4Dsurvey zur Verwendung in CAD extrahiert und je nach Bedarf ausgedünnt. Die Software kann Punktwolken mit Milliarden von Punkten verarbeiten, betont Rothenbühler. „Der gesamte Prozess – von Anreise über Vermessung bis Nachbearbeitung – dauerte nur etwas über vier Stunden für eine durchschnittliche Bodenauflösung von 0.2 Zentimeter“, so der Software Team Manager. Die Aufgabe von PIX4Dmatic ist es nicht nur, große Datenmengen schnell zu verarbeiten, sondern auch das Handling der Daten zu verbessern und die Arbeitsabläufe bei der Datenfusion zu optimieren.

PIX4Dmatic fusioniert die RTK-Daten vom viDoc RTK Rover, mit dem Bilder aufgenommen werden können, und PIX4Dcatch, das für die LiDAR-Scans zuständig ist. „Dies geschieht auf eine spezielle Art, um sowohl die Kalibrierung der Daten zu verbessern, als auch die Vollständigkeit der Punktwolke, auch auf den schwierigsten Projekten für klassische Photogrammetrie, wie homogene weisse Wände, oder reflektierende Oberflächen“, so Rothenbühler. Dies öffne neue Möglichkeiten für das Vermessungswesen, da ein Smartphone oder Tablet zu einem Messgerät wird.

Die Anwendung verfügt über spezielle Funktionen für diesen Arbeitsablauf und bietet dem Nutzer die Möglichkeit, photogrammetrische Punktwolken, LiDAR-Punktwolken oder eine kombinierte Punktwolke mit beiden Datensätzen zu erstellen. Die Software verfügt außerdem über Optionen zur Rausch- und Himmelsfilterung, um eine ‚saubere‘ Punktwolke mit minimaler Störung zu gewährleisten. „Dies spart enorm Zeit beim Post-Processing“, so Rothenbühler.

Massendatenverarbeitung

PIX4Dmatic ist spezialisiert auf Massendatenverarbeitung. So hat Pix4D gemeinsam mit dem Drohnenhersteller SenseFly im Jahr 2020 ein Befliegungsprojekt gestartet, bei dem gleich vier ebee X-Starrflügeldrohnen mit einer Flugzeit von 90 Minuten parallel im Einsatz waren, um so schnell wie möglich, so viele Bilder wie möglich zu sammeln. Hintergrund war, dass man die Aufnahmen eines großen Gebietes einerseits in hoher Genauigkeit erzielen wollte, andererseits aber die Bilder aufgrund der Licht- und Wetterverhältnisse in einer möglichst engen Zeitspanne aufnehmen wollte.

Das Team importierte den über 10.000 Bilder umfassenden Datensatz per Drag-and-Drop in PIX4Dmatic. „Für die Verdichtung des Datensatzes sowie die DOM- und Orthomosaikgenerierung wurden hier die Standardverarbeitungsoptionen ausgewählt. Um die Genauigkeit der Ergebnisse zu überprüfen, fügte das Team außerdem Bodenkontrollpunkte (Ground Control Points; GCP) hinzu“, berichtet Pierangelo Rothenbühler und führt aus: „Die Verarbeitung des Datensatzes in PIX4Dmatic erzeugte keinerlei Probleme, die Software erledigte die Aufgabe in einem Durchgang in rund 46 Stunden. Die Kalibrierung selbst dauerte nur 13 Stunden. Interne Benchmarks zeigen in diesem Zusammenhang eine deutliche Steigerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit und -leistung im Vergleich zu anderen Softwarelösungen mit einem Unterschied von bis zu 60 Prozent.“ Dies eröffne die Tür zur Nutzung von PIX4Dmatic selbst für größere Vermessungsprojekte, die bisher nur mit Leichtflugzeugen möglich waren. (sg)

www.pix4d.com