Der Einsatz von Structure from Motion zur archäologischen Profildokumentation - Die Vorstellung eines ersten Workflowskripts zur Erstellung einer Profilzeichnung mit Agisofts Photoscan Professional , QGIS und GeoTiffExaminer

1

Der Einsatz von Structure from Motion zur archäologischen Profildokumentation. Die Vorstellung eines ersten Workflowskripts zur Erstellung einer Profilzeichnung mit Agisofts Photoscan Professional1, QGIS®2 und GeoTiffExaminer3. von Marcel C. Hagner und Przemyslaw Sikora

Einleitung SfM4 spielt seit einiger Zeit eine immer stärkere Rolle bei der Erforschung und Dokumentation von archäologischen Fundstellen. Die Vorteile der 3D-Dokumentation sind vielseitig: Flächen und Befunde können schnell und maßstabsgerecht aufgenommen und in ein 3D-Modell verwandelt werden. Dieses Modell ist nicht nur sehr anschaulich, sondern aus ihm können auch georeferenzierte Orthofotos erstellt werden, deren Genauigkeit im Submilimeterbereich liegt5. Die Nutzung von Archäodrohnen (weiter als: UAVs – unmanned aerial vehicles) spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufnahme von größeren Arealen. Ihre Verwendung ist bereits ausführlich an verschiedenen Fundplätzen ausprobiert, perfektioniert und publiziert worden6. Der Schwerpunkt dieser Untersuchungen lag aber explizit auf einer detaillierten Aufnahme des Planums bzw. der Fläche7. Die Größe und deren Dreidimensionalität sorgen bei der Nutzung von Fotogrammmetrie zum einen für einen hohen Zeitaufwand und zum anderen für teils ungenaue Ergebnisse, da die Fotogrammmetrie nur zweidimensional arbeitet und somit unebene Fläche nur näherungsweise entzerren kann. Durch die Kombination von SfM und UAVs können exakte Modelle von teils großflächigen Grabungsarealen prozessiert werden und detaillierte Flächenzeichnungen angefertigt werden. Dadurch wird der Zeitaufwand für die Erstellung der Befundpolygone deutlich verringert, da die tachymetrische Vermessung einzelner Befundpolygone unnötig wird. Die Dokumentation und Vermessung von archäologischen Profilen rückt bei der modernen Grabungsdokumentation oft etwas in den Hintergrund. Archäologische Profile bieten eine 1

Weitere Infos, Tutorials und Anleitungen auf der Homepage des Entwicklers Agisoft: http://www.agisoft.com/ 2 Weitere Infos, Tutorials und Anleitungen auf der Homepage http://www.qgis.org/de/site/ 3 Freewareprogramm: http://freegeographytools.com/2007/handling-tiff-worldfiles-with-geotiffexaminer 4 Structure from Motion siehe hierzu u.a. https://www.academia.edu/2021718/3D_Digitization_using_Structure_from_Motion (Stand 17.02.2015). 5 Beitrag von Charles Koenig: „ Depending on the size of the area being mapped, we can produce 3D surfaces with sub-millimeter accuracy” auf https://aswtproject.wordpress.com/2014/01/23/the-structure-from-motionrevolution-digitally-documenting-the-archaeology-of-eagle-nest-canyon/ (Stand 17.02.2015). 6 z.B.: Kirchheim/Teck in Baden-Württemberg. Präsentation von Christoph Steffen http://www.landesarchaeologen.de/fileadmin/Dokumente/Dokumente_Kommissionen/Dokumente_Archaeol ogie-Informationssysteme/Dokumente_FOSS-ARCH/FOSS-ARCH_Steffen.pdf (Stand 17.02.2015). 7 z.B.: J. Bofinger/C. Steffen, Die fliegende Kamera. Neue Methoden der archäologischen Fotodokumentation aus der Luft, Denkmalpflege Baden-Württemberg 2, 2014, 108-112.

2

fein gearbeitete ebene Fläche, deren Dreidimensionalität vernachlässigt wird. Eine Verbesserung der Profildokumentation scheint daher zunächst nicht nötig und die Frage nach entscheidenden Vorteilen von SfM bei der Profildokumentation musste im Vorfeld der Ausarbeitung der Methode geklärt werden. Aufgrund von Funden, die aus dem Profil herausragen können, gibt es Profile, deren Dokumentationsebene komplex ist. Die Möglichkeiten der Fotogrammmetrie sind in solchen Situationen bereits weitgehend ausgereizt. Es gibt bereits Beispiele für die Durchführung einer schlichten SfM-Aufnahme eines archäologischen Profils8. Das Ziel bei dem Einsatz von SfM zur Profildokumentation soll aber nicht nur dessen einfache Durchführbarkeit sein, sondern auch dessen Praktikabilität und das Erreichen einer hohen Qualität beim gewünschten Resultat.

Ziele 1. Allgemein: - Die Methode muss von jedem Archäologen oder/und Grabungstechniker umsetzbar sein und in der Masse aller Grabungs- und Befundsituationen funktionieren, die SfM zulassen9. 2. Auf der Grabung: - Das Profil soll so zu dokumentieren sein, dass eine stetige Umstationierung des Tachymeters nicht mehr nötig ist und das Profil auch nur mit Hilfe eines dGPS einzumessen ist. Dafür müssten die Fotogrammmetrienägel (folgend nur noch FG-Nägel) aus dem Profil selbst entfernt werden und auf einer ebenen, erreichbaren Fläche platziert werden. - Die spätere Entzerrungsebene für das Profil muss ohne eine reflektorlose Messung des Tachymeters bestimmbar sein. - Die Menge an zu messenden Punkte soll minimal sein, um Messfehler zu minimieren und gleichzeitig Zeit zu gewinnen. 3. Photoscan: - Das Profil muss leicht und systematisch zu fotografieren sein, damit zum einen das Modell korrekt errechnet wird und zum anderen die Textur im Bereich des eigentlichen Profils hoch und lückenlos aufgenommen wird, dabei aber Bearbeitungszeit und Speichervolumen nicht zu sehr strapaziert werden. - Das Modell muss schnell, einfach und genau zu georeferenzieren sein. - Das aus dem Modell erstellte Orthofoto muss exakt dem Raster (gespeichert als GeoTiff) entsprechen, dass als „Profilzeichnung“ gewünscht ist, d.h. dessen Ausmaße/Maßstab

8

Beitrag von Charles Koenig: https://aswtproject.wordpress.com/2014/01/23/the-structure-from-motionrevolution-digitally-documenting-the-archaeology-of-eagle-nest-canyon/ (Stand 17.02.2015). 9 Gemeint sind hier solche Situationen, bei denen SfM korrekt angewendet werden kann z.B. nicht bei schlechten Lichtverhältnissen, bei spiegelnden Oberflächen etc. siehe hierzu eine sehr gute Zusammenstellung auf http://www.arch3d.org/3d-survey.html (Stand 14.04.2015).

3

korrekt ist, und das Ergebnis soll mindestens der Qualität entsprechen, die mit der Fotogrammmetrie erreicht wird. 4. GIS: - Das GeoTiff muss die korrekten Referenzwerte besitzen. - Die Profilnägel müssen an der korrekten Stelle ohne zusätzliche Messungen eingezeichnet werden können. 5. Profilzeichnung: Am Ende sollen eine vollständige digitale Profilzeichung und ein anschauliches Modell des Profils erstellt werden können, in denen auch Messungen durchgeführt werden können.

Der Workflow In den folgenden Abschnitten wird nun der eigens entwickelte Workflow in Grundzügen zum ersten Mal vorgestellt, mit dessen Hilfe Profile mit SfM effektiv, exakt und hochauflösend im Laufe einer Flächengrabung dokumentiert werden können. Dieser Workflow wurde in direkter Kooperation mit und für das Landesamt für Denkmalpflege Baden-Württemberg im Regierungspräsidium Stuttgart im Herbst 2014 durch die Autoren in Eigenarbeit entwickelt und im Frühjahr 2015 vollständig ausgearbeitet. Alle verwendeten Daten und Abbildungen sind Eigentum des LAD@RPS/Dr. Jörg Bofinger und stammen von der Pilotgrabung auf dem Hegelesberg in Kirchheim/Teck10. Der Workflow basiert auf Erfahrungen der Autoren, die im Laufe des Einsatzes von SfM zur Profildokumentation gemacht wurden und er repräsentiert nur eine erste Grundlage, die noch weiterentwickelt und auf diverse Situationen angepasst werden muss. Von ausreichend Erfahrung mit SfM wird in diesem Beitrag ausgegangen. Eine ausführlichere Beschreibung ist in Vorbereitung. Hinweis: Um die Methode umsetzen zu können ist das kommerzielle SfM-Programm Photoscan Professional von Agisoft nötig, alle anderen verwendeten Programme sind Open-Source oder Freeware und zurzeit frei zugänglich.

1. Das Anfertigen der Fotos und die Vermessung der benötigten Referenzpunkte Sobald das Profil bereit für die Dokumentation ist, müssen mind. vier FG-Nägel (oder eine andere Art von exakt vermessbarem Marker) gesetzt werden. Die Nägel werden nicht in das Profil, sondern über und unter das Profil gesetzt, d.h. in das Planum/die Fläche und die Sohle/das Zwischenplanum. Das Ganze ist sehr schematisch in Abbildung 1 dargestellt.

10

J.Bofinger/M.C.Hagner/P.Sikora/C.Steffen: Linearbandkeramiker am Albtrauf – Ausgrabungen in der frühneolithischen Siedlung von Kirchheim unter Teck, „Hegelesberg“, Arch. Ausgr. Baden-Württemberg 2014, im Druck, 68-71.

4

Abbildung 1: Skizzenhaftes Beispiel einer Profilsituation.

Beim Fotografieren zeigt sich schnell, dass zwei unterschiedliche Aspekte aus den zusammengerechneten Fotos von Bedeutung sind: Die Qualität des Modells und die Qualität der Textur. Modell Um ein möglichst gutes Modell zu erhalten, muss das Profil mit sich (50-60%) überlappenden Übersichtfotos gleichmäßig von verschiedenen Seiten fotografiert werden (Abb.2). Der Fokus liegt hierbei im oder auf dem Befund. Die Rückwand und die Seitenwände des sogenannten „Profilkastens“ können vernachlässigt werden. Dabei sollten die Fotoausschnitte so gewählt werden, dass möglichst wenig ungewollte Umgebung mit aufgenommen wird. Textur Um eine möglichst hohe Auflösung bei der späteren Modelltextur zu erhalten, müssen, ähnlich wie bei den bekannten FG-Fotos, mehrere sich mit ca. 60% überlappende orthogonale Aufnahmen des Profils anzufertigen werden, die später die Grundlage für die gewollte hochauflösende Textur bieten. Die entscheidenden Vorzüge sind fundamental: Zunächst stören keine FG-Nägel mehr das gesamte Profilbild, was vor allem bei kleineren Profilen von großem Vorteil ist. Weiter kann jedweder Profilausschnitt beliebig gewählt und fotografiert werden, da keine FG-Nägel zur Orientierung der Texturfotos nötig sind. Somit sind Makroaufnahmen von z.B. komplexen Schichtabfolgen oder besonderem Fundmaterial ohne weiteres möglich.

5

Abbildung 2: Schematische Darstellung der optimalen Aufnahmepositionen.

Anzahl der Fotos Je nachdem, wie groß, tief und eben usw. das Profil ist, müssen entsprechend viele Fotos angefertigt werden und dabei unterschiedliche Aufnahmewinkel genutzt werden, um eine hohe Bildqualität der Profilaufnahme zu gewährleisten. Die Erfahrungen zeigen, dass bei beachten der oben beschrieben Vorgaben mind. 12 Fotos angefertigt werden müssen, bei größeren Profilen können aber auch 70 oder mehr benötigt werden, um eine gleichmäßig gute Orthofotoqualität zu erhalten. Der Durchschnitt liegt geschätzt bei etwa bei 25 Fotos für ein ca. 1,5m breites und 70cm tiefes Profil. Entscheidend für den Erfolg ist, dass keine Stelle im Profil ausgelassen wird und vor allem die Randbereiche mit mindestens derselben Sorgfalt aufgenommen werden, wie der Rest des Profils. Wird dies nicht beachtet, führt dies später beim fertigen Orthofoto zu merklichen Unschärfen in den Randbereichen, da auf den Übersichtsfotos die Randbereiche meist unterrepräsentiert sind11. Nachdem die Fotos angefertigt wurden, müssen 6 Punkte tachymetrisch oder über ein dGPS aufgenommen werden: Die beiden Profilnägel, sowie die vier gesetzten FGNägel/Marker/Georeferenzpunkte. Damit ist die komplette SfM-Dokumentation eines Profiles auf der Grabung abgeschlossen. 11

Vergleiche hierzu das unnummerierte Orthofoto am Ende des Beitrags von Charles Koenig: https://aswtproject.wordpress.com/2014/01/23/the-structure-from-motion-revolution-digitally-documentingthe-archaeology-of-eagle-nest-canyon/ (Stand 17.02.2015).

6

2. Das Berechnen und Georeferenzierung des 3D-Modells Im zweiten Schritt müssen die erstellen Fotos und die eingemessenen Punkte zu einem SfM-Model zusammengeführt werden. Agisofts Photoscan erweist sich hier bereits als ausgezeichnetes Werkzeug, das sowohl die Qualität und Geschwindigkeit, als auch die nötige Benutzerfreundlichkeit aufweist. Open-Source Varianten wie VisualSFM, Blender etc. bieten zwar kombiniert denselben Workflow an, erreichen aber noch nicht die Qualität von Photoscan. Der Ablauf ist fast identisch mit dem, der für die Erstellung eines Planums-Orthofotos durchgeführt wird. -

Fotos ausrichten ( Einstellung: hoch) Punktwolke erzeugen (mittel bis hoch) Gitternetz erzeugen (mittel bis hoch) Textur erzeugen (Durchschnitt, Textur x2, Farbkorrektur)

Die Dauer dieses Vorgangs kann stark variieren und ist von vielen, teils bereits erwähnten Faktoren abhängig. Mit der Hardware12, die zur Erarbeitung dieses Workflows verwendet wurde, dauert die komplette Berechnung der meisten verwendeten Profile13 etwa 25-60 min. Nach der eigentlichen Berechnung des Modells, erfolgt die Georeferenzierung, die entweder manuell oder mittels automatischer Markererkennung durchgeführt wird. Der Gesamtfehler bei der Referenzierung liegt bei den durchgeführten Beispielen stets zwischen 3mm bis 15mm. Sobald das Modell georeferenziert wurde (Abb.3), muss es passend beschnitten werden, so dass nur noch das eigentliche Profil übrig bleibt (Abb.4). Der Rest von dem Profilkasten, der durch die Fotos mit aufgenommen wurde, kann entfernt werden. Es bietet sich aber an, das Modell zunächst als Gesamtobjekt mit Profilkasten, Planum und Sohle, als separates .Psz-Projekt abzuspeichern und auch eine PDF daraus zu erstellen. Dieser Schritt bietet die Möglichkeit, das Profil später auch dreidimensional zu untersuchen, zu vermessen und zu erkunden. Gerade bei komplexeren Profilen bietet sich diese Art der zusätzlichen Informationsquelle an.

12

Intel® Xeon® E3-1270 v3 @3.5GHz, 32 GB RAM, NVIDIA QUADRO K2000. Profile von neolithische Gruben in Lößboden mit teils aus dem Profil herausragendem Fundmaterial wie z.B. Keramik, Silexgeräte und Schleifsteinen/Mahlsteinen können so genauer dokumentiert werden.

13

7

Abbildung 3: Screenshot aus Photoscan - Das fertige Modell einer realen Befundsituation bei einer Notgrabung: Ein passender Maßstab bzw. ein Nordpfeil ist für die Veranschaulichung des Modells von Vorteil.

3. Die „Profilnagelmethode“ Aus dem beschnitten Modell/Profil kann nun ein geeignetes Orthofoto entstehen. Hierfür muss zunächst eine Projektionsebene für das Profil-Orthofoto definiert werden. Dies kann entweder über eine reflektorlose Messung mittels „KS-U KS-X KS-Y“ geschehen oder durch die oben beschriebene, deutlich effizientere Verwendung der Profilnägel. Die Profilnägel, im folgenden Beispiel ein A-B Profil, stehen (theoretisch) in der Archäologie für die Punkte, zwischen denen die Schnittebene durch einen Befund verlaufen soll. Somit steht A für KS-U und B für KS-X. KS-Y hingegen wird nicht gemessen, sondern aus A konstruiert und als neuer Punkt in die Referenzpunktetabelle in Photoscan eingefügt. Das heißt: der Rechts- und Hochwert von KS-Y (oder einfach nur Y) gleicht dem von A. Nur zur Höhe muss ein beliebiger Wert dazu addiert werden, z.B. der Einfachheit halber 1m. Wird die Höhe von Y kleiner als die von A, steht das Orthofoto auf dem Kopf.

Abbildung 4: Zu sehen ist das beschnittene Profil sowie alle Referenzpunkte/Markierungen. Das Fähnchen oben links ist Y (KS-Y). Es ist genau 1 Meter über A (Profilnagel A). Rot markiert ist der erste gemessene FG-Nagel.

8

Kritik Mit diesen drei Punkten kann die Projektionsebene gespannt werden. Sollte das Profil aber eine hohe Schräge aufweisen, kann dieses Verfahren natürlich zu ungewünschten Abweichungen führen. Der Meinung der Autoren nach, ist die reflektorlose Messung von KS-U etc. zwar korrekter, aber gleichzeitig auch weniger aussagekräftig. Da die „Profilnagelmethode“ in Photoscan das Profil in die theoretische perfekte Senkrechte kippt, können Schichten genauer gemessen werden und deren Mächtigkeit und Ausmaße besser bestimmt werden. Die Antwort auf die Frage, die sich hierbei stellt, ob nämlich solche Fehler ausschlaggebend für die Archäologie sind, sei jedem selbst überlassen. Die Nutzung von KS per reflektorloser Messung ist ja unabhängig der Profilnagelmethode trotzdem möglich. 4. Bestimmung der Projektionsebene Um das mit der entstandenen Projektionsebene vorbereitete Profilmodell nun als Profil-Orthofoto abzuspeichern, muss bei „Orthofoto exportieren“ die Einstellung „Planar“ und als Projektionsebene „Markierungen“ gewählt werden (Abb.5). Die Markierungen folgend gesetzt:

werden

Horizontale Achse A Vertikale Achse A

wie

B Y

Hierbei ist entscheidend, dass die Auswahl standardmäßig bei „vertikale Achse“ liegt, da sonst das Orthofoto logischerweise verkippt. Bei der optionalen Verwendung der „horizontalen Achse“, muss daher vorher die Höhe von B (KS-X) auf die Höhe von A (KS-U) in der Referenzpunktetabelle angeglichen werden.

manuell

Abbildung 5: Orthofoto exportieren in Photoscan.

Weitere Einstellungsmöglichkeiten, wie z.B. die Pixelgröße, können je nach Bedarf angepasst werden. Es bietet sich aber an, den Haken bei „Farbkorrektur aktivieren“ zu setzen.

9

Nachdem das GeoTiff erstellt worden ist, kann es theoretisch in jedes GIS geladen und weiterbearbeitet14 werden.

5. Georeferenzierung des Profil-Orthofotos Photoscan speichert zwar das Profil-Orthofoto im richtigen Maßstab, es besitzt aber verständlicherweise keine geographischen Daten, was auf ein geographisches Orthofoto zutrifft. Der daraus folgende Schritt ist bisher noch unumgänglich, aber einfach durchzuführen. Für die archäologische Profilzeichnung benötigen wir die Breite des Profils (in X-Richtung) und die Höhe über Normalhöhennull (NHN) (in Y-Richtung). Der Ursprung des von Photoscan produzierten GeoTIFFs ist der Profilnagel A. Dessen Position im ProfilOrthofoto ist (0/0). Unser Beispiel A-Nagel hat aber die korrekte Höhe von 322m. Zur Änderung der „Höhe“ wird ein weiteres Open Source Programm benötigt. GeoTiffExamine(r) (GTE) bietet genau die Funktion, die nun benötigt wird, um die Metadaten des Profil-Orthofotos einfach und korrekt abzuändern und die Höhe von KSU, unserem A-Nagel, auf seine korrekte Höhe zu bringen (Abb.6-8). Hierfür muss die Höhe von A zu dem bereits in dem Feld vorhanden Wert bei „Tie Point, World Y“ hinzugerechnet werden. Schritt 1 Das GeoTiff wird in GTE eingeladen

Abbildung 6: GeoTiffExamine.

14

Bildbearbeitung z.B. mit dem dStretch-Plugin von ImageJ.

10

Schritt 2 Der Höhenwert von A wird bei „Tie Point, World Y“ eingetragen: z.B. 322 + Feldwert

Abbildung 7: Zu dem Wert bei „Tie Point, World Y“ wird die Höhe von A hinzuaddiert bzw. subtrahiert.

Schritt 3 Nach drücken der „Update Referencing in Tiff File“ Taste ist das Profil-Orthofoto auf der korrekten Höhe.

Abbildung 8: Nach einem Klick auf „Update Referencing in TIFF File“ wird das GeoTIFF automatisch referenziert.

11

6. Die Profilnägel Das fertige GeoTiff kann nun in z.B. QGIS® geladen werden. Es ist nun an der richtigen Stelle. Sollten noch Reste vom Modell das Orthofoto stören, können diese einfach per Clipfunktion entfernt werden (Abb.10). Die letzte Hürde, bevor die Profilzeichnung wie gewohnt durchgeführt werden kann, liegt in der genauen Einzeichnung der Profilnägel. Unser Nagel A ist bekannt, da er die Koordinaten (0/322) besitzt. Mithilfe der ausgezeichneten QGIS®-Erweiterung SurveyingCalculation kann A problemlos eingezeichnet werden (Abb.9-15):

Abbildung 9: Screenshot aus QGIS®: Das frisch erstellte und mit GTE georeferenzierte GeoTiff unseres Beispielprofils.

Abbildung 10: Das Orthofoto kann mit Hilfe eines neuen Polygon-Shapes schnell zugeschnitten werden.

12

Abbildung 11: Mit Hilfe von SurveyCalculation (experimentell!!!) ist es möglich, Punkte direkt einzuzeichnen, deren x/yKoordinaten bekannt sind. Zunächst muss dafür eine „New coordinate list“ angelegt und benannt werden.

Abbildung 12: Sobald die neue Koordinatenliste als Punkt-Shapefile vorhanden ist, können mittels „Add new point“ leicht beliebig viele Punkte direkt in die Zeichnung eingefügt werden.

13

Abbildung 13: Das „Add New Point“ Pop-Up Fenster die benötigen Einträge erschließen sich schnell von selbst.

Abbildung 14: Die Werte von Profilnagel A werden eingetragen.

Abbildung 15: Sobald der Punkt hinzugefügt und das Bild kurz durch herauszoomen aktualisiert wurde, erscheint A an der gewünschten Stelle. Der Stil des Punkt-Shapes muss natürlich selbst definiert werden.

14

7. Profilnagel B Der Positionsermittlung von Profilnagel B ist hingegen nur mit Hilfe des Satzes des Pythagoras möglich: Wir benötigen die Entfernung von A zu B, die Höhe von B (322,05) ist ja bekannt. Kurzform der Rechnung: (X-Wert bzw. Rechtswert von A – X-Wert von B)² + (Y-Wert bzw. Hochwert von A – Y-Wert von B)²=Distanz² B ist also (Distanz/322,05) (Beispiel 1,92m neben A) (Abb.16-17) Diese einfache Rechnung kann entweder mittels z.B. Excel geschehen und per Skript für alle Profilnägel gelöst werden.

Abbildung 16: Die Daten von B werden eingetragen.

Abbildung 17: Vorbereitungen abgeschlossen. Jetzt können Befundgrenzen etc. eingezeichnet und in der Druckzusammenstellung Maßstab, Koordinatengitter, Beschriftung und Legende hinzugefügt werden.

15

Abbildung 18: Beispielhafte Darstellung einer A3-Zeichnung mit QGIS® ohne Umzeichnung der Befundgrenzen.

8. Weitere Zusatzmöglichkeiten: Marker Photoscan unterstützt das automatische erkennen von Markern (im Beispiel die FG-Nägel). Damit das Programm dies kann, müssen die Marker bestimmte Bedingungen erfüllen. -

Kreuz: Der Marker muss exakt kreuzförmig sein Kreis: Weißer Kreis auf Schwarz oder invertiert Mit Kodierung: Die Marker müssen mit bestimmten Kodierungen versehen werden.

Die Verwendung von Kreuz und Kreis bringt einen gewissen Qualitätsgewinn und einen nicht zu vernachlässigen Geschwindigkeitsschub, da die Marker meist selbstständig erkannt und dann jeweils selbstständig exakt in die Mitte des Markes gesetzt werden. Leider müssen aber die gemessen FG-Nägel in diesem Fall noch selbstständig zugeordnet werden. Bei Einsatz der kodierten Marker würde dieser Schritt wegfallen: Photoscan erkennt Marker und Markernummer und kann dies sofort mit den tachymetrischen Messungen in Korrelation bringen und somit automatisch das Modell georeferenzieren. Nur das Beschneiden des Modells müsste vom Bearbeiter noch selbstständig durchgeführt werden.

16

9. Fazit: Die Erfahrungen, die bei dem Einsatz von SfM zur Profildokumentation gesammelt wurden, fallen durchwegs positiv aus. Es gibt aber sicher noch einige Zwischenschritte, die verbessert oder umgangen werden müssen. Bereits jetzt ist es aber gut vorstellbar, eine deutliche Verbesserung durch eine schlichte Automatisierung des Workflow zu erreichen.

Workflowkurzfassung – Vom Profil zur Zeichnung 1. Standard Profilfotos mit Fototafel, Nordpfeil und Maßstab anfertigen 2. Insgesamt 4 FG-Nägel im Planum und Sohlenbereich platzieren 3. SfM-Fotos anfertigen (Ecken nicht vergessen) 4. Daten in Photoscan laden und prozessieren 5. Tachymetrische Messungen in Photoscan laden und Modell georeferenzieren 6. Das Modell zuschneiden, sodass hauptsächlich nur noch das eigentliche Profil vorhanden ist 7. Punkt Y erstellen (mit den Hoch und Rechtswerten von A + einem beliebigen Zusatz zur Höhe von A) 8. Profil-Orthofoto erstellen lassen (A->B A->Y

(o) bei vertikale Achse)

9. Fertiges Profil-Orthofoto in GTE laden und den Höhenwert von A bei „Tie Point, World Y“ eintragen und updaten 10. Georeferenziertes GeoTiff in ein GIS laden und zuschneiden 11. Punkt A setzen -> A= (0/Höhe von A) 12. Abstand von Punkt B zu A berechnen 13. Punkt B setzen -> B= (Abstand von A zu B/ Höhe von B) 14. Profilzeichnung fertigstellen