Luftbildmesskamera

Messbildkamera im Flugzeug

Die Messbildkamera (oder Messkammer) ist eine Kamera mit geringen Abbildungsfehlern oder mit Fehlern, die sich durch Kalibrieren genau bestimmen lassen.

Einsatzgebiete

Sie wird hauptsächlich in der Photogrammetrie und Fernerkundung eingesetzt, um

• die Form von Objekten zu rekonstruieren - z. B. für Medizin, Archäologie oder Denkmalschutz
• Architekturfassaden, Gebäude oder Steinbrüche einzumessen und die Koordinaten ihrer wichtigsten Punkte zu bestimmen
• Reihenfotos vom Flugzeug aus aufzunehmen und diese später in der Geodäsie bzw. Kartografie zur Herstellung von Karten zu nutzen.
• In der Raumfahrt Details von Planeten zu vermessen.

Typen

Analoge Messbildkamera

Für analoge (= film-basierte) Messbildkameras sind Formate von 23 cm und die Rahmenmarken typisch, die auf jedes Bild des Filmes belichtet werden. Sie helfen, die innere Orientierung der Kamera festzulegen (Hauptpunkt des Bildes und Brennweite). Letztere liegt je nach Objektiv zwischen 8 und 60 cm und wird jedes Mal auf 0,001 mm berechnet bzw. kalibriert, weil sie u.a. von der Temperatur abhängt. Die Auswertung erfolgt mit speziellen, etwa schreibtischgroßen Auswertegeräten, die Genauigkeiten von 0,002 bis 0,01 mm im Bildmaßstab erlauben.

Mit terrestrisch eingemessenen Passpunkten wird die äußere Orientierung hergestellt. Darunter versteht man die Parameter "Aufnahmeort" (Koordinaten x, y, z) und "Aufnahmerichtung" (Drehwinkel Omega, Phi, Kappa) für die Transformation der Bildkoordinaten in das Landes-Koordinatensystem (z.B. in Deutschland und Österreich: Gauß-Krüger-Koordinaten).

Digitale Messbildkamera

Bei Digitalkameras wird statt fotografischen Filmen ein oder mehrere CCD-Sensoren verwendet. Ein Standard-Analog Film für Luftbildkameras hat eine Negativ Größe von 23 x 23 cm bei bis zu 152 m Filmlänge. Digitale Sensoren in dieser Größe sind derzeit nicht realisierbar. Daher werden häufig mehrere Sensoren verwendet, die zu einem großen Bild zusammengerechnet werden. Beispielsweise verwenden Kameras von INTERGRAPH Z/I Imaging (DMC) und Microsoft/Vexcel (UltraCam) diese Technik. Demgegenüber gibt es noch den Ansatz mit Zeilensensoren, beispielsweise von Jena-Optronik (JAS) oder Leica Geosystems (ADS40). Dadurch ist es möglich mit kleineren Sensoren eine nahezu gleiche Bildabdeckung wie bei Analog-Kameras zu erreichen. Die Messgenauigkeit der digitalen Luftbildkameras ist dabei etwas besser. Die Vorteile der Digitalen Luftbildfotografie sind:

• wesentlich reduziertes Rauschen als bei gescannten Negativen
• Einsparungen bei Film- und Entwicklungskosten
• Besser abgestufte Belichtungsbereiche
• Teilweise Multispektralaufnahmen möglich (etwa Infrarot-Bilder und Farbbilder gleichzeitig)
• Schnellere Weiterverarbeitung
• Dank dem Einsatz von Inertialnavigationssystemen kann sowohl die innere als auch die äußere Orientierung der Bilddaten mit sehr viel geringerem Aufwand bestimmt werden. Selbst ohne Passpunkte sind Positionsgenauigkeiten unter 5 cm erreichbar.

Ein Nachteil ist, dass entsprechend leistungsfähige Computer benötigt werden, welche besonders in Entwicklungs- und Schwellenländern noch wenig verbreitet sind (Rohdatenmengen von mehreren Dutzend Gigabytes pro Flugstunde sind keine Seltenheit). Die neue Technologie ist zudem mit hohen Investitionen verbunden. Weiter müssen die Verarbeitungsprozesse umgestellt werden und die Mitarbeiter mit der neuen Technologie vertraut gemacht werden. Analoge Kammern werden heute (2007) nicht mehr produziert.

Hersteller

Die bekanntesten Hersteller von Messbildkameras sind die Firmen Intergraph (Z/I Imaging früher Carl Zeiss), Leica Geosystems (früher Wild und Kern, Schweiz), Jena-Optronik GmbH (früher Kombinat Carl-Zeis Jena), Carl Zeiss (Deutschland), Microsoft (früher Vexcel Imaging (Österreich) und Kodak.