Im Bereich des Vermessungswesens finden unbemannte Luftfahrzeuge (uLFZ) hauptsächlich als Trägerplattformen für unterschiedlichste Sensoren Anwendung. Dabei handelt es sich im Allgemeinen entweder um Kameras oder Laserscanner, die es ermöglichen, ein zu vermessendes Objekt vollständig dreidimensional zu erfassen. Bei der Rekonstruktion der dreidimensionalen Lage und Form eines Objektes mittels der erstellten Bilder spricht man in der Geodäsie von Photogrammetrie. Hierbei werden Bilder aus möglichst vielen unterschiedlichen Positionen und Blickwinkeln aufgenommen. Danach folgen die Bestimmung von Punkten, die in mehreren Bildern sichtbar sind, sowie die Berechnung der räumlichen Ausrichtung der Bilder zueinander. Den Abschluss des Vermessungsprozesses aus der Luft bildet die so genannte Georeferenzierung, die Ausrichtung des nunmehr bereits zueinander orientierten Bildverbandes in einem globalen Koordinatensystem. Mit geeigneten Softwareprodukten kann ein solcher Prozess weitgehend automatisiert ablaufen. Dem uLFZ kommt in der Photogrammetrie eine entscheidende Rolle zu, ist es als Trägerplattform für die Kameras doch eine grundlegende Voraussetzung für das Erstellen von optimalen Bildern.

Viele Propeller bedeuten hohe Stabilität

Die im Vermessungswesen verwendeten unbemannten Luftfahrzeuge sind im überwiegenden Teil Multicopter. Diese werden von mehreren Propellern in der Luft gehalten. Dafür sind mindestens drei Propeller notwendig, aufgrund der Gesetzeslage und der erhöhten Sicherheit werden aber meist Typen mit acht Propellern, so genannte Oktocopter, verwendet. Der Vorteil von möglichst vielen Propellern liegt in der Ausfallsicherheit, denn auch beim Versagen von einem oder sogar mehreren Rotoren kann der Oktocopter noch stabil gesteuert werden. Als Standard werden im Vermessungswesen uLFZ mit ca. zehn Kilogramm Gewicht eingesetzt, die - dem Luftfahrtgesetz entsprechend - bis zu einer Höhe von 150 Meter über den Grund aufsteigen dürfen.

Zum überwiegenden Teil sind die Multicopter elektrisch betrieben, die Energie für die Motoren liefern Lithium-Polymer Akkus. Die Flugsteuerung ist die zentrale Schaltstelle des unbemannten Luftfahrzeugs, da sie für die Fluglageregelung, die Auswertung der Steuersignale über die Fernbedienung sowie die Navigation und die Ansteuerung der Motoren verantwortlich ist. Diese Steuerungen sind in den letzten Jahren durch die Verwendung von intelligenten,
miniaturisierten 3D-Bauteilen zu erschwinglichen Preisen verstärkt in Verwendung gekommen. Kleinste Bauteile erlauben die Messung der notwendigen Messgrößen mit hinreichender Genauigkeit.

Multicopter statt Hubschrauber oder Flugzeug

Gegenüber klassischen Luftfahrzeugen wie Helikopter und Flugzeug bieten unbemannte Luftfahrzeuge im Bereich des Vermessungswesens in ihrer Anwendung zahlreiche Vorteile. Zum einen ist der Einsatz eines Multicopters im Vergleich zu einem Hubschrauber oder Kleinflugzeug deutlich kostengünstiger, zum anderen erlaubt die niedrige Flughöhe eines unbemannten Luftfahrzeugs große Flexibilität am Aufnahmeort und ermöglicht zeitgleich Bilder in hoher Auflösung. Weitere Vorteile sind der geringe Platzbedarf bei Start und Landung sowie die einfache Integrationsmöglichkeit weiterer Sensoren. Auch die stabile Fluglage sowie die Möglichkeit, in der Luft an einem gegebenen Punkt stehen zu bleiben, prädestinieren Multicopter für ihren Einsatz im Vermessungswesen. Helikopter und Flugzeuge können da aufgrund ihrer weniger stabilen Fluglage beziehungsweise der fehlenden Möglichkeit, in der Luft am selben Punkt zu verharren, nicht mithalten.