Orthomosaik, DSM & DTM erklärt

Was ist ein Orthomosaik?

Ein Orthomosaik (Orthofoto) ist ein nahtloses Luftbild der ganzen Fläche, aus vielen Fotos zusammengesetzt und geometrisch um Kameraneigung und Geländerelief korrigiert, sodass es einen einheitlichen Maßstab hat. Strecken und Flächen lassen sich direkt darin messen, und es ist georeferenziert, das heißt, jedes Pixel hat eine Kartenkoordinate.

Es entsteht, indem jedes Foto auf ein Oberflächenmodell projiziert und die Überlappungen verblendet werden. Weil es auf ein Modell projiziert wird, ist es nur so gut wie dieses Modell: Objekte, die das Oberflächenmodell schlecht beschreibt, etwa eine hohe Gebäudekante oder ein dünner Mast, können weiterhin kippen oder verschmieren.

In Orthosite ist das Orthomosaik die Ansicht Ortho. Die Verarbeitung zielt auf ein 2-cm-Pixel (bei jeder wählbaren Qualitätsstufe gleich), nie feiner als die eigene GSD des Flugs, und vergröbert die Pixelgröße nur, wenn die Fläche 1,5 Gigapixel überschreiten würde. Sie können es auch als Kartenebene in QGIS anzeigen: Der Freigabedialog hat einen XYZ link (QGIS), der das Orthofoto als Standard-Web-Mercator-Kacheln für einen schreibgeschützten Freigabelink bereitstellt.

Was ist ein DSM (digitales Oberflächenmodell)?

Ein DSM ist ein Raster, in dem jede Zelle die Höhe der obersten Oberfläche enthält: Boden, Dächer, Baumkronen, Fahrzeuge und Halden. Es ist das richtige Modell für alles, was auf dem Boden steht, etwa Haldenvolumen, Kronen- und Gebäudehöhen und Sichtlinien.

Die Zellgröße zählt. Orthosite verlangt von der Engine eine Zelle von 3 cm (die Einstellung dem-resolution) und rastert sein eigenes DSM mit der Zelle, auf die sich die Engine festlegt; die Engine begrenzt diese Zelle auf ihre Schätzung der Bodenauflösung (GSD) der Fotos,^[6] da eine Zelle feiner als die GSD nur Interpolation wäre.

Was ist ein DTM (digitales Geländemodell)?

Ein DTM ist die nackte Erde: dieselbe Art Raster, aber nur aus als Boden klassifizierten Punkten aufgebaut. Planungs- und Erdbauarbeit (Planum, Entwässerung, Höhenlinien, Querprofile) erfolgt gegen das Gelände, nicht gegen das, was darauf steht.

Die Begriffe variieren. Viele Quellen verwenden DTM und DEM (digitales Höhenmodell) locker für ein „Raster der nackten Erde“; in manchen US-Praktiken trägt ein DTM auch Bruchkanten.^[5] In Orthosite und in diesem Leitfaden gilt: DSM = Oberseite von allem, DTM = Raster der nackten Erde, und der Name der Methode steht neben einer Zahl, damit die Definition nie mehrdeutig ist.

Die Photogrammetrie kann nicht durch dichte Vegetation oder Gebäude sehen. Ein DTM aus Fotos ist daher dort eine gute Schätzung, wo das Gelände sichtbar ist (offenes Gelände, Straßen, nackter Boden, kurzes Gras), und eine Interpolation, wo nicht. Wo Orthosite Zellen ohne gemessenen Boden füllt, werden sie aus den nächsten gemessenen Bodenzellen interpoliert, und die Anzahl wird in den Tags der Datei gezählt.

DSM oder DTM: Was ist der Unterschied, und welches brauchen Sie?

Bei einer Halde liefert das DSM die Oberseite der Halde und eine definierte Basisfläche darunter (in Orthosite zum Beispiel eine Ebene durch den Umriss, der triangulierte Umriss oder die Fläche eines früheren Flugs) den Boden; das Volumen ist die Differenz der beiden Flächen. Der Volumen-Leitfaden behandelt die Wahl der Basis.

Die Ansicht DSM/DTM von Orthosite zeigt das Höhenmodell mit Farbskala, Schummerung und einstellbaren Höhenlinien.

Wie baut Orthosite sein DSM und DTM?

Orthosite rastert DSM und DTM selbst aus der Punktwolke, statt die Raster der Engine zu übernehmen. Der Grund: Die Engine (ODM) rastert das DSM als Maximum der Punkte jeder Zelle, und diese Verzerrung wächst mit der Dichte der Wolke. Bei einem Orthosite-Testflug (Bräcke, hohe Qualität) lag das DSM der Engine an den Passpunkten 0,50 cm über dem Median der Wolke; das Raster von Orthosite lag 0,06 cm darunter. Verglichen wird DSM minus Median der Wolkenpunkte innerhalb von 5 cm an den Passpunkten, eine Prüfung, wie das Raster mit der Wolke übereinstimmt, keine Genauigkeitsaussage.

• DSM-Zelle: der Mittelwert der Punkte im oberen Band der Zelle (innerhalb weniger Zentimeter von ihrem höchsten Punkt), sodass eine Wand oder ein einzelner tiefer Punkt nicht in die Oberfläche eingemittelt wird.
• DTM-Zelle: der Mittelwert der als Boden klassifizierten Punkte (Klasse 2), erzeugt vom morphologischen Bodenfilter der Engine.
• Leere Zellen innerhalb der Daten werden aus den nächsten gemessenen Zellen interpoliert; Zellen weit von jedem Punkt bleiben leer, statt erfunden zu werden. Die Methode steht in den GeoTIFF-Tags.
• Das Raster wird direkt in Ihrem gewählten Koordinaten- und Höhensystem aufgebaut, wird also einmal resampelt, nicht zweimal.

Was sind Punktwolke, 3D-Mesh und TIN?

Die Punktwolke ist das primäre 3D-Ergebnis: Millionen gemessener Punkte, jeweils mit X, Y, Z und Farbe. Sie wird als LAS oder LAZ gespeichert (LAZ ist die komprimierte Form von LAS^[3]), wobei jeder Punkt auch eine Klassennummer trägt; Klasse 2 ist Boden.^[4] Im Tarif Pro und darüber klassifiziert der Punktwolken-Editor von Orthosite die Wolke mit regelbasierten Filtern (Boden, niedrige/mittlere/hohe Vegetation, Gebäude, Wasser, Fahrbahn, Leitungsseil, Brückendeck, Rauschen), nicht mit einem trainierten Modell, und exportiert die klassifizierte Wolke als LAS oder LAZ mit den gewählten Klassen, in Ihrem Koordinaten- und Höhensystem.

Das 3D-Mesh ist eine zusammenhängende texturierte Dreiecksfläche, aus der Wolke aufgebaut; es dient Inspektion und Präsentation, und Orthosite liefert es als OBJ. Ein TIN (unregelmäßiges Dreiecksnetz, triangulated irregular network) ist die Fläche des Vermessers: Dreiecke zwischen ausgewählten Punkten und Bruchkanten, verwendet für Planung, Volumen und Maschinensteuerung. Orthosite baut TINs mit Bruchkanten, sodass Gräben und Kuppen verfolgt statt überbrückt werden.

Das Orthomosaik und das DSM/DTM sind 2,5D-Produkte (ein Wert je Pixel), abgeleitet aus derselben 3D-Rekonstruktion. Höhenlinien, Querprofile und Volumen werden ihrerseits aus den Flächen abgeleitet.

Welche Dateien erhalten Sie, und in welchem Koordinaten- und Höhensystem?

Downloads werden in dem Koordinaten- und Höhensystem erzeugt, das Sie für das Projekt festlegen (jeder EPSG-Code für das Lagesystem; 23 nationale Höhensysteme in 20 Ländern wie RH 2000, jeweils pro Punkt über ihr Geoidmodell oder Transformationsgitter angewendet, dazu EGM2008, EGM96 und ellipsoidische Höhen). Die Dateinamen tragen den EPSG-Code und das Höhensystem.

Höhen in einer Datei ohne Einheitenfeld (DXF, CSV, XYZ, OBJ, LandXML) werden in die Einheit des Lage-CRS umgerechnet; GeoTIFF und LAS geben Meter an. Der Leitfaden zu Koordinatensystemen erklärt CRS und Höhensysteme im Detail.

Wie öffnen Sie die Dateien in QGIS und Vermessungssoftware?

• QGIS: Ziehen Sie die GeoTIFFs hinein; DSM/DTM-Dateien tragen ihr zusammengesetztes CRS (geprüft mit GDAL 3.12 / QGIS 3.44). Das Orthofoto lässt sich auch über den XYZ-Link hinzufügen (Layer, Add Layer, Add XYZ Layer; Max zoom wie vom Dialog vorgeschlagen setzen). Öffnen Sie ein 2DM-TIN als Mesh-Layer, LAZ über Layer, Add Point Cloud Layer.
• Topocad, Gemini, SBG Geo, Trimble: Importieren Sie das TIN als LandXML, das Orthosite mit deklariertem Koordinaten- und Höhensystem schreibt.
• AutoCAD und Civil 3D: das TIN als DXF 3DFACE und Zeichnungsebenen als DXF. Prüfen Sie CRS und Einheit in Ihrer CAD-Vorlage gegen den Dateinamen, bevor Sie den Koordinaten vertrauen.

Wie genau sind diese Produkte?

Die Genauigkeit aller Produkte wird vom Flug bestimmt: GSD, Überlappung, RTK und eingemessene Passpunkte. Mit RTK und gut platzierten Passpunkten bei 1 bis 2 cm GSD erreicht die Drohnen-Photogrammetrie gegenüber unabhängigen Kontrollpunkten bestenfalls etwa 1 GSD in der Lage und 2 bis 3 GSD in der Höhe. Ein DSM ist nicht genauer als die Wolke, aus der es stammt, und ein DTM unter Vegetation ist unsicherer als eines auf offenem Gelände.

Orthosite meldet die erreichte Genauigkeit pro Flug gegenüber unabhängigen Kontrollpunkten (nie den in der Ausgleichung verwendeten Passpunkten) nach den ASPRS Positional Accuracy Standards, Edition 2,^[7] mit RMSE und dem 95-%-Wert in Lage und Höhe sowie der Anzahl der Kontrollpunkte. Behandeln Sie eine Zahl ohne diese Angabe als nicht verifiziert.

Zuletzt geprüft: 2026-10-10