LMU Flüge

Zum Einsatz für diese Arbeit kamen zwei Modelle des Drohnenherstellers DJI.

Flugmuster Oktober, Wolfgang Stoiber, LMU München. Die schwarzen Punkte symbolisieren jeweils die GPS-Position der Fotos und die gelben Dreiecke sind die GCPs von Dr. Riccardo Civico bzw. im Flug deutlich sichtbare markante Punkte wie Felsen oder Solarpanels (Quelle Kartenmaterial: ArcGIS | Software für Kartenerstellung und Analyse, 2023).LMU Flüge

• DJI Mavic 2 Pro
  • mit einer Hasselblad LID-20c Kamera mit einem 1“ CMOS- Sensor und einer Auflösung von 20 Megapixeln.
  • Bildauflösung: 5472 x 3648 px.
  • GPS und GLONASS.
  • Relative Flugzeit liegt bei ca. 30 min (ohne Wind, Wind kann diese aber sehr verkürzen).
• DJI Mavic Air2 mit einem 1/2“ CMOS- Sensor und einer Auflösung von 12 Megapixeln.
  • Bildauflösung: 4000 x 3000 px.
  • GPS und GLONASS.
  • Die relative Flugzeit liegt bei ca. 25 min (ohne Wind, Wind kann diese aber sehr verkürzen).

Die beiden Drohnen liegen mit einem Gewicht von 507g (Mavic Air 2) und 907g (Mavic 2 Pro) deutlich über der 250 Gramm-Marke. Daher ist für diese beiden Modelle ein EU-Drohnenführerschein erforderlich. Im zusammengefalteten Zustand ist die 2 Pro um 4 cm breiter, auseinandergefaltet um 10cm breiter als die Air 2. In den Flugwerten sind die Unterschiede zu beiden Drohnen nur marginal, allerding erreicht die Pro 2 eine max. Flughöhe von bis zu 6000 m, die Air 2 nur 5000 m. Auch kann die Pro 2 bei bis zu -10° geflogen werden. Die Air 2 nur bei bis zu 0°. Der höhere Kaufpreis der Pro 2 macht sich in der Verwendung der Sensoren zur Hindernisvermeidung bemerkbar. So verfügen beide über front- und rückseitige Sensoren, die Pro 2 verfügt insgesamt über ein omnidirektionales Sensorenpaket für alle 4 Richtungen zur Hindernisvermeidung. Der größte Unterschied ist allerdings das verwendete Kamerasystem, das bei der Pro 2 standardmäßig 20 MP mit einem Vollformatsensor liefert und bei der Air 2 nur 12 MP mit einem Kleinbildsensor. Bei dieser kann allerdings durch eine interne Bildverrechnung 48 MP Auflösung erreicht werden.

Die Flüge wurden an drei Tagen von etwa der gleichen Startposition aus durchgeführt, die sich ca. 400–500 m nordöstlich der Virgen de Fatima in Manchas de Abajo, auf der Südseite des Tajogaite, befand. Mit der Mavic Air 2 betrug die Entfernung zum Vulkan ungefähr 1,2 km, und die Flughöhe variierte zwischen 100,3 m und 484,8 m (Durchschnitt: 302,28 m) über dem Boden (vgl. Abb. 6). Insgesamt wurden bei den Flügen 3044 Fotos aufgenommen, von denen 2750 für die Berechnung des digitalen Höhenmodells (DEM) verwendet wurden. Viele Bilder wurden wegen der Wolkenbildung durch die Gase am Krater aussortiert.

Screenshot des Handydisplays vom 20.Oktober 2022. Das gelbe Ikon bezeichnet die Startposition und die blaue Linie meinen zurückgelegten Weg. An der kurvigen Linie kann man sehr gut erkennen, dass die Windverhältnisse zugenommen hatten und der Kurs immer wieder korrigiert werden musste

Ein Screenshot des Handydisplays vom 20. Oktober 2022 zeigt die Startposition als gelbes Symbol und den zurückgelegten Weg als blaue Linie. Die kurvige Linie verdeutlicht die zunehmenden Windverhältnisse, die ständige Kurskorrekturen erforderlich machten.

Aufgrund der großen Distanz wurden die Flüge ausschließlich über das Handydisplay und Google Maps gesteuert. Zwar überträgt das Display das Bild der Kamera und ermöglicht eine gewisse Orientierung, jedoch ist das Kamerabild nur ca. 2 x 3 cm groß, während der Rest des Displays von Google Maps ausgefüllt wird. Der Tajogaite ist in Google Maps noch nicht verzeichnet, was mehrere Herausforderungen mit sich brachte:

Die erste Überraschung erlebte ich, als trotz einer Flughöhe von etwa 150 m die Abstandssensoren der Drohne eine Warnung auslösten. Da die Kamera senkrecht auf den Boden gerichtet war, konnte ich zunächst nicht erkennen, warum der Alarm ausgelöst wurde. Erst als ich die Kamera um 90° nach oben richtete und die Drohne drehte, sah ich die steile Flanke des Kegels, die beinahe eine Kollision verursacht hätte. Daher erhöhte ich das Höhenlimit von 250 m auf 500 m.

Das zweite Schockerlebnis ereignete sich beim Überflug des Kegels zur Nordseite. Da der Vulkan aufgrund der Startposition im Süden als Hindernis für die Funkwellen fungierte, brach die Verbindung zwischen Drohne und Fernsteuerung ab. Zusätzlich stürzte die DJI-App ab, und ich hielt die Drohne für verloren. Glücklicherweise leitete die Drohne nach dem Verbindungsabbruch den Heimflug zur gespeicherten Startposition ein, was nach dem Neustart der App und der automatischen Wiederherstellung der Verbindung angezeigt wurde. Für Aufnahmen der Nordseite wäre ein Standortwechsel von Vorteil gewesen.

Ein weiteres Hindernis waren die starken Winde, die die Akkuleistung der Drohne erheblich reduzierten. Während der Hinflug in Windrichtung noch 25 Minuten Akkulaufzeit anzeigte, schrumpfte diese Anzeige nach 2–3 Runden über den Kegel auf einen einstelligen Wert. Schließlich konnte ich die Drohne mit einer Restakkuleistung von 30 Sekunden landen.

Eine zusätzliche Schwierigkeit bestand darin, den Flug an die Topografie des Vulkans anzupassen und konstant in der gleichen Höhe über dem Boden zu fliegen, was mir nur teilweise gelang.