Brückenmonitoring auf der Basis von hochaufgelösten Drohnen-Bildverbänden
Die genaue und effiziente Überwachung des baulichen Zustands von Infrastrukturobjekten (Strucural Health Monitoring - SHM) wie Brücken ist eine wichtige Aufgabe, da viele bestehende Bauwerke ihre geplante Lebensdauer bereits erreicht haben oder kurz davor stehen, diese zu erreichen. In diesem Beitrag befassen wir uns mit der Frage nach der Eignung von UAV-basiertem Monitoring für SHM, wobei wir uns insbesondere auf die geometrische Verformung unter Last konzentrieren. Zu diesem Zweck haben wir umfangreiche Tests mit einer Forschungsbrücke durchgeführt. Die Brücke hat eine Gesamtlänge von 17,5 m, eine Plattenbreite von 4,0 m und eine Steghöhe von 0,8 m. Es ist möglich, die Brücke über Bodenanker mit einer vordefinierten Last zu belasten. Sehr hochauflösende Bildblöcke wurden in Epochen vor, während und nach dem Aufbringen der kontrollierten Lasten aufgenommen. Anhand dieser Bilder wurde die Bewegung bestimmter Punkte auf der Brücke überwacht, und zusätzlich wurden dichte Bildpunktwolken berechnet, um die Leistung der oberflächenbasierten Datenerfassung zu bewerten. Neben einem geodätischen Punktnetz in stabilen Regionen, das als Kontrollnetz für die Bündelausgleichung diente, setzten wir verschiedene Sensortechnologien ein, um die bildbasierten Verformungsergebnisse beurteilen zu können: Verschiebungsaufnehmer, Tachymetrie und Laserprofilmessungen. Als Träger für die photogrammetrischen Messungen wurde eine Multirotor-Drohne DJI Matrice 600 verwendet, die mit zwei RTK-GNSS-Empfängern ausgestattet war. Als Kamera wurde eine PhaseOne iXM-100 (100MP) mit einem 80mm Objektiv genutzt. Bei einer Flughöhe von 30 m über dem Gelände ergab dies eine GSD von 1,4 mm, wobei eine Überlappung von 80 % nach vorne und seitwärts eingehalten wurde. Der Vergleich mit Referenzdaten zeigt eine sehr gute Übereinstimmung. Allerdings wurden einige Probleme deutlich: Die Definition des geodätischen Datums ist selbst mit modernster Vermessungstechnik immer noch um eine Größenordnung schlechter als die erwartete Bildblockgenauigkeit, was in den Experimenten zu einigen augenscheinlichen Verformungen führte.
