Es könnte so leicht sein. Mit Sensoren ausgestattete Drohnen vermessen die Struktur von Landschaften, kostengünstiger, als es mit einem Flugzeug möglich wäre, und schneller als mit anderen Methoden. Wäre da nicht die 2021 in Kraft getretene EU-Drohnenverordnung. Denn dadurch ist der Einsatz von Drohnen zu diesem Zweck in Deutschland oft nur nach einem langwierigen Genehmigungsverfahren möglich. Zudem sind die regulatorischen Anforderungen hierbei höher und dauern länger als für die Datenerhebung per Flugzeug.
Das könnte sich jetzt ändern ‒ zunächst zumindest für die Vermessung im Tagebau. Das legen die diese Woche veröffentlichten Ergebnisse des Forschungsprojekts „Tagebau: Autonome Drohnenvermessung für den Strukturwandel“ nahe. In dem Projekt wurden nämlich nicht nur die Auswahl der nötigen Vermessungssensorik sowie Methoden zur Datenaufbereitung untersucht, sondern auch ein standardisiertes Betriebskonzept inklusive der nötigen Risikobewertung entwickelt.
Damit möchte die im Projekt maßgebliche Emqopter GmbH die Grundlage für ein Standardszenario oder eine vordefinierte Risikobewertung (englisch: Predefined Risk Assessment, kurz PDRA) legen. Die Genehmigung solcher Drohnenflüge soll damit in Zukunft schneller gehen. Der Drohnenhersteller hat sich für das vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr geförderte Projekt zunächst auf nötige Maßnahmen für den Strukturwandel ehemaliger Braunkohlereviere fokussiert.
Deshalb ist die Vermessung alter Kohlereviere nötig
Durch die Folgen des Bergbaus entstehen bei Sanierungsarbeiten immer wieder Bodenabsenkungen (z. B. durch Unterspülung), die zu einer Stilllegung von Baustellen führen. Die Arbeit kann dann erst fortgesetzt werden, nachdem das Erdreich aufgefüllt und verdichtet ist. Die dazu erforderliche Vermessung und Volumenschätzung erfolgen bisher zu Fuß oder per Flugzeug. Das kostet viel Zeit. Der Einsatz unbemannter Drohnen, sogenannter UAS (Unmanned Aircraft Systems), scheitert dagegen bisher an der zeitintensiven Genehmigung.
Eine vollautonome Vermessung und KI-gestützte Volumenschätzung ohne aufwendige Nachbereitung der Daten (Post-Processing) per Drohne könnte die Prozesse effizienter machen. Die bei der Vermessung erhobenen Geodaten sollen darüber hinaus auch als Datengrundlage für weitere Forschungsprojekte im Themenbereich des ehemaligen Braunkohletagebaus dienen.
So sieht die Technik der autonomen Drohne zur Vermessung aus
Ergebnis des Forschungsprojektes ist ein Koaxial-Oktokopter (acht Propeller) mit einem leistungsstarken integrierten PC. Ausgestattet ist die Drohne mit einer hochauflösenden Kamera, einem 360°-Lidar-Sensor für dreidimensionale Messungen. Zusammen mit einem 3-Achs-Gimbal und KI-Unterstützung übernimmt das System die automatische Vermessung und Volumenberechnung. Die Planung von Bauvorhaben und des Materialbedarfs wird damit erleichtert.
Gerade in der entsprechenden Größe von Bauprojekten bieten die Drohnen laut dem Abschlussbericht des Projektes „eigentlich das perfekte Kosten-Nutzen-Verhältnis zur Datenerhebung“. Bleiben noch die Genehmigungen im Rahmen der EU-Drohnenverordnung: Die sollen künftig durch das dafür entwickelte standardisierte Betriebskonzept beschleunigt werden.
Standardisiertes Modell zur Risikobewertung von Drohnenflügen
Laut Emqopter ist nun die Grundlage für ein Standardszenario bzw. eine vordefinierte Risikobewertung im Tagebau gelegt. Das standardisierte Betriebskonzept zeichnet sich laut den Drohnenspezialisten dadurch aus, dass es bewusst generalistisch konzipiert wurde. Dadurch lasse es sich nicht nur auf eine spezifische Tagebaugrube anwenden, sondern flexibel auf beliebige andere übertragen. Damit könnten die Ergebnisse auf andere Einsatzbereiche übertragen und unkompliziert adaptiert werden.
Hintergrund zum Forschungsprojekt „Tagebau“
Das Projekt Tagebau wurde durch das BMDV im Rahmen der Förderlinie 1 des mFUND-Programms über das ergänzende Programmmodul zum Strukturwandel der ehemaligen Braunkohlereviere mit rund 365.000 € gefördert. Neben der Emqopter GmbH aus Würzburg waren beispielsweise das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme (IVI), der Vermessungsdienstleister Topodat sowie die Flugplatzgesellschaft Cottbus/Neuhausen eingebunden.
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