Drohnenbilder als interaktive Webkarte nutzen

Mehrere Gigabyte Luftbilder sind noch keine Webkarte. Entscheidend ist, dass Nutzer den passenden Ausschnitt öffnen, Details erkennen und mit ihren Fachdaten zusammen betrachten können.

Vorhandene Drohnenbilder nutzbar machen

Für Flächenplanung, Infrastruktur oder Umweltfragen können aktuelle Drohnenbilder eine wertvolle Grundlage sein. Sie zeigen den aufgenommenen Zustand von Gebäuden, Wegen und Freiflächen. Ihr Nutzen entsteht aber erst, wenn diese Informationen dort verfügbar sind, wo Menschen planen, vergleichen und entscheiden.

In einem Projekt standen uns 132 bereits georeferenzierte JPEG-Dateien mit insgesamt rund 3,35 GB zur Verfügung. Solche Rasterdaten bestehen aus einem regelmäßigen Raster von Bildpunkten. Deren räumliche Zuordnung war bereits vorhanden. Unsere Aufgabe war, diese Grundlage für eine bestehende Browseranwendung aufzubereiten. Eine neue Vermessung oder die Herstellung von Orthofotos aus unbearbeiteten Drohnenaufnahmen war nicht Teil dieses Arbeitsschritts.

Die Herausforderung: Der Browser soll einen Kartenausschnitt anzeigen können, ohne dafür den gesamten Bildbestand herunterzuladen. Gleichzeitig müssen benachbarte Bilder zusammenpassen und die Darstellung beim Verschieben oder Zoomen funktionieren.

Kartenkacheln statt kompletter Luftbilder

Dafür werden die Luftbilder vorab zu einer gemeinsamen Bildgrundlage verbunden und in kleine Kartenkacheln (Map Tiles) zerlegt. Diese Kacheln liegen für mehrere Zoomstufen bereit: Eine Übersicht benötigt andere Bildausschnitte als der Blick auf ein einzelnes Grundstück.

Beim Öffnen der Karte lädt der Browser die zur Ansicht passenden Kacheln. Beim Verschieben kommen weitere hinzu. Der große Datenbestand bleibt im Hintergrund; übertragen werden die jeweils benötigten Ausschnitte und gegebenenfalls angrenzende Kacheln.

Im Projekt entstanden so rund 294.000 Kartenkacheln mit insgesamt etwa 3,47 GB. Der Vorteil liegt hier in der gezielten Auslieferung pro Ansicht. Die Gesamtmenge wird durch mehrere Zoomstufen nicht zwangsläufig kleiner.

Erst kleine Ausschnitte prüfen, dann alles verarbeiten

Ein vollständiger Export kann viele Dateien erzeugen. Deshalb haben wir zunächst kleinere Ausschnitte verarbeitet. So ließen sich Fehler erkennen, bevor der gesamte Bildbestand umgerechnet und bereitgestellt wurde.

Die Vergleiche erfolgten gegenüber den Ausgangsbildern und daraus erzeugten Referenzen. Das prüft die Verarbeitung. Eine unabhängige Vermessung der Lagegenauigkeit ist damit nicht verbunden.

Die Befliegung wird Teil der bestehenden Karte

In Heat Impact wurde die Befliegung als zusätzliche Grundkarte integriert. Nutzer können zwischen ihr und den vorhandenen Ansichten wechseln. Fachliche Karteninhalte lassen sich dadurch auf einer passenden Bildgrundlage betrachten, ohne die Anwendung zu verlassen.

Zur Integration gehört mehr als das Laden der Bilder. Die Anwendung muss wissen, für welches Gebiet und welche Zoomstufen die Befliegung vorliegt. Auch die Auswahl soll nachvollziehbar bleiben: Ohne gespeicherte Einstellung wird die Befliegung verwendet; wer bewusst eine andere Grundkarte auswählt, behält diese Auswahl beim erneuten Öffnen.

Welche weiteren Funktionen sinnvoll sind, hängt vom Arbeitsablauf ab. Unser Beitrag zu den Funktionen interaktiver Karten zeigt, wie sich Suche, Ebenen und Fachdaten passend zur Aufgabe kombinieren lassen.

Vorberechnen statt bei jedem Aufruf neu berechnen

Die Bildkacheln werden einmal erzeugt und anschließend als statische Dateien ausgeliefert. Für diese Grundkarte ist während der Nutzung kein eigener dynamischer Tile-Server erforderlich, der die Rasterbilder bei jedem Abruf neu verarbeitet.

Im Projekt liegen die Dateien in einem S3-kompatiblen Objektspeicher. Nach der Übertragung wurden Anzahl, Größen und Prüfsummen mit dem lokalen Export abgeglichen. Der für diese Bilddaten eingerichtete öffentliche Zugriff erlaubt das Lesen der Kacheln; Schreibzugriffe bleiben geschützt. Zugangsdaten gehören nicht in den Browser.

Für einen Bildbestand, der sich zwischen zwei Befliegungen nicht verändert, ist diese Trennung gut nachvollziehbar. Eine neue Befliegung braucht allerdings einen erneuten Aufbereitungs- und Veröffentlichungsprozess. Welche Bildversion sichtbar ist und wann sie aufgenommen wurde, sollte deshalb bewusst festgelegt werden.

Technischer Einblick: vom Raster zur XYZ-Grundkarte

Die Aufbereitung der Rasterdaten für die Webkarte lässt sich in vier technische Schritte einteilen. Die genannten Einstellungen beschreiben dieses Projekt; für andere Bildbestände müssen Auflösung, Abdeckung und Zoomstufen passend gewählt werden.

1. Georeferenzierung prüfenZu den JPEGs gehörten World Files im Format .jgw und .wld. Zusammen mit dem bestätigten Koordinatensystem ETRS89 / UTM Zone 32N (EPSG:25832) ermöglichten sie die geografische Einordnung. Die Bodenauflösung betrug 7,5 cm pro Pixel und ist kein eigenständiger Nachweis der Lagegenauigkeit.
2. Mosaik aufbereitenGDAL verband die Bilder in einem virtuellen Mosaik (VRT). Es verweist auf die Quelldateien, ohne deren gesamte Bilddaten zu kopieren. Für den Export entstand daraus ein komprimiertes, intern gekacheltes GeoTIFF. Die Ausgangsbilder blieben unverändert.
3. Tiles exportierenDie XYZ-Pyramide umfasst die Zoomstufen 13 bis 20 in Web Mercator (EPSG:3857). Die WebP-Kacheln sind 256 × 256 Pixel groß. Vollständig leere Kacheln wurden ausgelassen; teilweise belegte Randkacheln behalten ihre Transparenz.
4. Ausliefern und einbindenrclone übertrug die Dateien in den Objektspeicher RustFS. Eine CORS-Konfiguration ermöglicht die Nutzung aus der Webanwendung. OpenLayers bindet die Dateien über ein XYZ-URL-Schema mit Zoomstufe, Spalte und Zeile ein.

Technische Hintergründe: virtuelle Rasterdatensätze mit GDAL, Kartenkacheln mit GDAL erzeugen und XYZ-Bildquellen in OpenLayers.

Was vor einer ähnlichen Umsetzung geklärt sein sollte

Der Weg zur Webkarte beginnt mit den vorhandenen Daten und dem späteren Einsatzzweck. Für eine erste Einschätzung helfen diese Fragen:

• Liegen bereits georeferenzierte Bilder und ein bestätigtes Koordinatensystem vor?
• Welches Gebiet, welche Detailtiefe und welche fachlichen Karteninhalte werden benötigt?
• Dürfen die Bilder im vorgesehenen Nutzerkreis beziehungsweise öffentlich bereitgestellt werden?
• Wie häufig kommen neue Aufnahmen hinzu, und wer verantwortet deren Prüfung und Austausch?

Das Ergebnis ist eine Bildgrundlage, die sich im bestehenden Arbeitsablauf nutzen lässt. Datenaufbereitung, Qualitätsprüfung und Bedienung entscheiden gemeinsam darüber, ob aus einer Befliegung ein hilfreiches Werkzeug wird.

Mehr zu unseren Leistungen: individuelle Karten- und Geodaten-Anwendungen.