GPS/ INS zur direkten Georeferenzierung von LIDAR-Biddaten

Die Georeferenzierung ist ein entscheidender Schritt in der Fernerkundung, bei dem die erfassten Bilddaten geometrisch auf ein erdfestes Koordinatensystem bezogen werden. Dies erfordert Kenntnis über die äußere Orientierung des Bildsensors (d.h. Position und räumliche Ausrichtung) zum Zeitpunkt der Bildaufnahme. Während dieses Problem "traditionell" durch die Verwendung von Passpunkten und, im Fall von Bildverbänden, durch die Bildtriangulation gelöst wird, basiert die direkte Georeferenzierung `bei Aero-Anwendungen auf der Bestimmung der zeitlich veränderlichen äußeren Orientierung des Bildsensors durch eine geeignete Kombination von Navigationssystemen. Ein sehr erfolgreicher Ansatz ist die Integration des Global Positioning System (GPS) mit einem inertialen Navigationssystemen (INS). Dieses Verfahren ist bereits weit verbreitet für passive Bildsensoren (optische Kameras) und nahezu unumgänglich für aktive Sensoren. Im Fall von LIDAR (light detection and ranging) wird die abzubildende Szene von einem rotierenden Laserstrahl abgetastet. LIDAR erlaubt die Erfassung mehrerer tausend Messungen pro Sekunde; dabei müssen jedoch etwaige Bewegungen und Verdrehungen des Sensors während der Aufnahme berücksichtigt werden. Diese Problemstellung ist ein aktueller Forschungsbereich in der Fernerkundung und Navigation. Das geplante Forschungsprojekt befasst sich mit einem portablen LIDAR-basierten Fernerkundungssystem, das mit GPS/INS ausgestattet ist und an der Ecole Polytechnique Federal de Lausanne entwickelt wurde. Die Handlichkeit des Systems macht es zu einem idealen Werkzeug für Aufgaben des Umwelt-Monitoring wie etwa die Überwachung von Lawinen und Hangrutschungen von einem Kleinflugzeug oder Hubschrauber. Die vorrangigen wissenschaftlichen Ziele des Projekts sind die Untersuchung geeigneter Ansätze zur direkten Georeferenzierung der LIDAR-Daten mit GPS/INS und deren Weiterentwicklung, die Sensor- und Systeinkalibration, sowie eine eingehende Qualitätsanalyse. Der Forschungsschwerpunkt des Projekts liegt im Bereich der integrierten Navigation und Sensorfusion.