Luftbildfotografie – ganz einfach

Luftbildfotografie – ganz einfach! Christian Credner, Lambertsberg/Eifel Wer hat nicht schon einmal davon geträumt, sich wie ein Vogel hoch in die Luft zu schwingen, um von oben einen fantastischen Überblick auf den Boden mit den zwergenhaften Figuren der Menschen, den winzig klein erscheinenden Gebäuden, Straßen und Feldern zu haben. Jeder glaubt, er müsse, um von oben zu fotografieren, einen Pilotenschein erwerben, sich ein Sportflugzeug kaufen oder mieten und sagt sich: wer soll das bezahlen, das wird ein teures Hobby. Aber mit etwas Überlegung kommt man auf erheblich preiswertere Lösungen, denn vielleicht reicht es ja schon, wenn meine Digitalkamera allein in die Höhe fliegt und ich mir danach, wenn sie wieder heil heruntergekommen ist, den Videofilm oder die einzelnen Bilder ansehen kann. Die heutige Kamera-Generation verfügt außer dem geringen Gewicht über weitere erstaunliche Eigenschaften. Es ist anzunehmen, dass fast jeder schon einmal Kamera in der Hand hatte, um am Boden stehend zu fotografieren. Aber so richtig ist nicht jedem bewusst, zu welcher Weiterentwicklung es bei der Kameratechnik in den letzten Jahren gekommen ist. Den automatischen Film-Weitertransport gab es schon bei fast allen Fotoapparaten, nur die Anzahl der Fotos auf jedem Film war auf maximal 40 beschränkt. Hier nur einige Besonderheiten einer Digital-Kompaktkamera im Vergleich zur Analog- Kamera mit Film: 1. Die Anzahl der möglichen Digital-Fotos ist durch die Akkuleistung begrenzt. Ein frischer Akku schafft 300 bis 600 Aufnahmen. Die Analog-Kamera nur 40. Mit einem Datenspeicher von z.B. 16 Gigabyte könnten etwa 3000 bis 4000 Fotos aufgenommen werden. 2. Digitalkameras haben einen sog. AV-Ausgang, über den das Sucherbild zu einem Sender geführt und 100 m weiter auf einen Monitor gesendet werden kann. Die Sendleistung ist in Deutschland auf 10 mW begrenzt Ein solcher Sender wiegt nur wenige Gramm und darf mit getrenntem Monitor nicht mehr als 100,- € kosten. 3. Digitalkameras können Videos in guter Qualität aufnehmen. 4. Einige Digitalkameras können in vorab eingestellten Intervallen, z.B. in 10 bis 15 Sekunden Abständen selbstständig fotografieren, bis der Akku leer ist. Für das einfachste Segment der Kompaktkameras gehört nur bei den Kameras der R- und CX- Reihe sowie GR I bis IV von Ricoh Intervallfunktion zum Standard. Bei einigen Canon 1  Kompaktkameras lässt sich durch eine nachträgliche Programmierung (CHDK) ebenfalls die Intervallfunktion aktivieren. Eine solche Kamera könnte also im Intervallmodus fortlaufend automatisch einzelne Fotos machen, auch wenn sie sich einige 100 m vom Fotografen entfernt hätte. Nur wozu benötigt jemand Luftbilder? Dazu gibt es eine Reihe von Interessenten und Abnehmern. • Es ist ein hochinteressantes Hobby, unsere Umwelt aus der Vogelperspektive abzulichten. Diese Sichtweise ist uns, die wir nur die Ameisenperspektive kennen, weitgehend versagt. Es erschließt sich eine völlig neue Dimension der bildlichen Darstellung unserer Umwelt. • Immobilienmakler schätzen die attraktiven Schrägaufnahmen ihrer Verkaufsobjekte aus vielleicht 8 bis 12 m Höhe. • Ebenso die Bodendenkmalpflege zur übersichtlicheren Darstellung von Burgen, Schlössern, sonstigen Gebäuden wie alten Häusern oder Denkmälern. • Und schließlich die Archäologen, denen seit gut 20 Jahren der Etat für konventionelle Luftbild-Befliegungen aus Kostengründen gestrichen wurde. Sie sind dringend auf das Luftbild zur Dokumentation von Grabungen, aber auch zur Erkundung bekannter und unbekannter unterirdischer Bodendenkmäler angewiesen. Auch wenn es widersinnig klingt, dass man in die Luft gehen muss um etwas zu erkennen, was im Boden versteckt liegt. Mit etwas Überlegung versteht man, warum über einer 1 m breiten Grundmauer, die in Pflugtiefe beginnt, das Wachstum der Feldfrucht gehemmt wird und warum es bei anhaltender Trockenheit über der Mauer zuerst zur Vergilbung kommt. Ursache ist der begrenzte Vorrat an Nährstoffen und Feuchtigkeit in der dünneren Humusschicht. Schräg einfallendes Licht erzeugt über den Mauerzügen Schatten- und Aufhellungslinien. Der Grundriss eines verfallenen Gebäudes wird hierdurch nachgezeichnet, was im Zusammenhang aber erst von oben zu erkennen ist. Gleiches geschieht über verdichtetem Boden, wie bei alten Straßenführungen. Dagegen hat man über Gruben, Gräben oder Pfostenlöchern das umgekehrte Phänomen: durch den über Jahrhunderte erfolgten Erdeintrag in die Vertiefungen wird das Wachstum der Pflanzen begünstigt und das Vertrocknen wird verzögert. In beiden Fällen ist es das Relief, welches durch unterschiedliches Höhenwachstum entsteht, was das Bodendenkmal sichtbar werden lässt. Man nennt diese Veränderungen negative oder positive Bewuchsmerkmale. Es gibt noch weitere Merkmale, wie die sog. Körnung der Oberflächenerde, Verfärbung des Erdreichs durch hochgepflügtes Material und Zeichen bei Schneebedeckung. 2 Der Archäologe kann mit dieser Methode sehr wichtige Informationen über das Bodendenkmal erhalten, ohne es anzurühren und zu stören. Dann wäre nur noch zu überlegen, wie ich meine Kamera in die Höhe lifte. Unbelehrbare oder konservative Nutzer glauben immer noch, dass der Standard für die bodennahe Höhenfotografie in der Verwendung von Groß-Fluggeräten liegt, bei denen der Fotograf mitfliegt. In der Weltraumforschung ist man wegen schrumpfender Budgets rigoroser. Die Erkundung unseres Sonnensystems wird vornehmlich ohne Astronauten, nämlich mit miniaturisierten Sonden und Robotfahrzeugen geleistet. Man hat längst erkannt, dass die Gefährdung des Menschen beim heutigen Stand der Technik für solche Abenteuer noch viel zu hoch ist und diese Alternative nicht nur ungefährlicher, sondern auch erheblich kostengünstiger ist. Für unser Vorhaben so günstig, dass jedermann Luftbilder aufnehmen kann. Aber ganz konkret, welche Trägerplattformen für meine Kamera gibt es, welche funktionieren zuverlässig, sind leicht anzuwenden und preiswert und wo kann es Schwierigkeiten geben. Heute darf in Deutschland die Leinenlänge für Drachen und andere gefesselte Systeme, wie Ballons oder Ballondrachen, maximal 100 m betragen. Die Höhenbegrenzung von 100 m gilt für alle Flugmodelle oder unbemannte Drohnen, wie Modellflugzeuge, Zeppeline, Modellhubschrauber (Mono-, Quadro-, Hexa- oder Oktokopter). Der Luftraum darüber darf nur mit Ausnahmegenehmigung beflogen werden. Ab einer Höhe von 300 m außerhalb von Siedlungen beginnt der öffentliche Luftraum. Von der äußeren Umgrenzung von Flugplätzen muss ein Abstand von 1,5 km eigehalten werden. Außerdem gibt es eine Begrenzung des Gewichts auf 5 kg. Die folgende Aufstellung und Bewertung der Trägersysteme ist sicher subjektiv. Ein Anderer wird möglicherweise die Reihenfolge umstellen. • Der Fesseldrachen ist das erste alternative System, mit dem schon vor der Existenz von Flugzeugen eine Kamera angehoben wurde. 1888 ließ der Franzose Artur Batut einen Drachen mit Kamera aufsteigen. Das war die Geburtsstunde der alternativen Luftbildfotografie. Allerdings hatte bereits genau 30 Jahre zuvor sein Landsmann Gaspard Felix Tournachon, genannt „Nadar“, ein Luftbild von einem Fesselballon aus aufgenommen. Der Drachen benötigt nur „Sonnenenergie“, bzw. die durch Sonnenwärme erzeugte Luftbewegung, den Wind. Den Drachen kann man kaufen oder man wagt sich an den Eigenbau, wobei im Internet oder in Drachenläden Pläne und Material erhältlich sind. Zur Kamerabefestigung gibt es zwei Möglichkeiten: zum einen die etwas wackelige Aufhängung eines sog. Rig an der Leine, mit oder ohne ein sog. Pikavetsystem oder zum andern die Montage direkt am Drachen, z.B. am 3  Spannkreuz eines Zellen- oder Kastendrachens (KCF = Kite-Cross-Fitting), wobei die Kamera besser geschützt ist. Übrigens bezeichnet man international diese Luftbild Methode mit KAP, was das Akronym von Kite-Aerial-Photography ist. Auch bei Windstille kann man mit dem Kastendrachen, z.B von einem Grabungsareal, Luftbilder erstellen: Die im Drachen montierte Kamera fertigt im Intervallmodus alle 5 Sekunden ein Bild. Zwischen dem Drachen und der Haspel liegt unter der lang ausgerollten Leine, das zu fotografierende Objekt. Mit dosiertem Tempo wird die Leine durch einem Akkuschrauber auf die Haspel gewickelt. Der Drachen überfliegt und fotografiert in Bauchlage das Objekt. • Der Kopter mit vier bis acht Rotoren ist, wenn man die Steuerung gut beherrscht, eine zuverlässige Foto-Drohne. Er muss aber sehr diszipliniert, was die Flugdauer und Steuerung betrifft, geflogen werden, weil die Akkukapazität begrenzt ist und nach mehreren Ladevorgängen abnehmen kann, der Wind sehr störend wirkt und bei einer zu heftigen Landung das Gerät, welches doch deutlich teurer als ein Drachen ist, beschädigt oder zerstört werden kann. Ab Windstärke 3 Bft ist ein sicheres Steuern gegen den Wind mit einem leichten Kopter (um 1 kg), nicht gewährleistet. • Der Einbein-Teleskopstab aus Fiberglas oder Aluminium-Profilrohr mit einer Auszuglänge bis 12 m ist hervorragend für Senkrecht – und Schrägaufnahmen zur Dokumentation in der Archäologie und für Fotos von Gebäuden und Denkmälern geeignet. Siehe hierzu meinen Beitrag bei www.grabungswoerterbuch.de unter Luftbildtechnik. Die Stabfotographie wird PAP genannt. Es ist das Akronym für Pole- Aerial-Photography. Der ausgezogene Stab wird an den rechten (oder linken) Innenfuß gestellt und mit der rechten Hand gehalten. Am linken Handgelenk befindet sich der Monitor für den Empfang des Sucherbildes. Die Ausrichtung der Kamera erfolgt durch Neigung des Stabes und zugleich durch kippen der Kameraplattform durch Zug an einem dünnen Seil mit der linken Hand. Der Zug am Seil kann zugleich Schwingungen der Stabspitze dämpfen. Die etwa eine Sekunde dauernde Verdunklung des Monitors zeigt die Aufnahme und Abspeicherung des Fotos an. Ab Windstärke über 3 Bft wird das ruhige Halten der Stabspitze schwierig. Ein Fiberglas Teleskopstab ist erhältlich bei http://www.wimo.com unter Antennenzubehör, Maste, Fiberglasmaste und der Alu-Stab bei http://www.wischmop-shop.de/profi-glasreinigung-telekopstangen-meter-c- _72.html in verschiedenen Längen, mit weiterem Zubehör. • Von einem Teleskopmast spricht man, wenn das Stativ länger als 12 m ist. Es ist dann nicht mehr von Hand sicher zu halten und benötigt einen drei- oder vierbeinigen Fuß oder muss seitlich am PKW, an einer Mauer oder ähnlichem mit z.B. einer Schelle fixiert werden. Da man den Mast nicht wie den Stab neigen kann, sind 4  Senkrechtaufnahmen nicht so einfach möglich. Durch einen kurzen Ausleger könnte man eine seitliche Neigung der Mastspitze provozieren und versuchen vertical aufzunehmen. Komplette einsatzfertige T-masten gibt es zu kaufen. • Der Helium-Ballon-Drachen, ist flugfertig (ohne Gasfüllung) zu kaufen, z.B. unter der Bezeichnung „Helikite“ mit 1,0 oder 2,0 m³ Volumen. Die große Füllung kostet an Gas etwa € 80,--. Kostengünstiger wird es wenn der Ballon nach dem Einsatz vollständig oder teilgefüllt bleiben kann und in einem Kastenwagen verstaut wird. Das ist sinnvoll, wenn er stationär zur Grabungsdokumentation und Umgebungsprospektion genutzt wird. Er verliert jedoch auch bei intakter Hülle immer etwas Gas. Das Gerät besteht aus einem Deltadrachen, auf dessen Rücken ein eiförmiger Ballon befestigt ist. Die Vorteile des Helikite sind hervorragende Flugeigenschaften sowohl bei Windstille als auch bei Wind. Während Windstille wird nur eine geringe Nutzlast angehoben (300 bis 600 g), wogegen bei Wind der Drachen zusätzlich für Auftrieb sorgt und die Last verdoppelt oder verdreifacht werden kann. Ein einfacher leinengebundener Ballon wird vom Wind nach unten gedrückt, dem wird hier vom Drachen entgegengewirkt. Die Flugleine sollte beim Helikite aus Sicherheitsgründen unbedingt am Körper des „Piloten“ durch einen Bauch/Schrittgurt befestigt werden, da beim versehentlichen loslassen Ballon und Kamera entschwinden und nicht wie der Drachen zu Boden schweben. • Der Modell-Helium-Zeppelin könnte bei Windstille mit Motorkraft (Propeller) gesteuert werden. Das würde aber schon bei Windstärke 2 Bft wegen des Luftwiderstandes der großen Außenfläche kaum ausreichen, sodass er an die Leine genommen werden müsste. Als Fessel-Zeppelin ist er dann wenig anders zu handhaben als ein Ballon, nur dass er eine längliche Form und stabilisierende Heckflossen hätte. • Modellflugzeuge mit Motor oder als reiner Segler sollten erfahrenen Modellflugbauern vorbehalten sein. Es ist sicher problematisch, damit erst zu beginnen, wenn man beabsichtigt Luftbilder zu erstellen. Wenn man sich hierfür entscheidet, ist es sinnvoll, mit örtlichen Modellflugvereinen zusammenzuarbeiten und dort auch um Rat zu bitten. Ungeeignet sind sicherlich Hochgeschwindigkeitsflieger, vorzuziehen sind langsam fliegende Motorsegler. Bei allen aufgeführten Transportplattformen muss der Anwender selbst für eine passende Kameramontierung sorgen. Vielfach sind diese schon von anderen erdacht, in Gebrauch und im Internet anzusehen. http://flic.kr/s/aHsjyvHQV6 und http://flic.kr/s/aHsjgJg53m 5 Für den Eigenbedarf dürfen sie meist nachgebaut werden, wobei dann auch eigene Ideen einfließen können. (Dr. Christian Credner, Lambertsberg/Eifel) Windstärkentabelle nach Beaufort (Bft) W i n d s t ä r k e s k a l a nach Beaufort Bft Bft km/h Wind Auswirkung, was bewegt sich 0 <1 Stille Rauch steigt gerade 1 1 – 5 Schwachwind Rauch zieht zur Seite 2 6 – 11 Schwachwind Fahnen und Windsack 3 12 – 19 Leichtwind Blätter u.dünne Zweige 4 20 – 28 mäßiger Wind Staub, Papier, dünne Aste 5 29 – 38 frischer Wind kleine Bäume 6 39 – 49 starker Wind starke Äste 7 50 – 61 starker Wind größere Bäume 8 62 - 74 Sturm Blätter u.Zweige reißen ab 9 75 – 88 Sturm Kleine Gebäudeschäden 10 89 – 102 schwerer Sturm Baumentwurzelung 11 103 – 117 orkanart. Sturm starke Schäden 12 >117 Orkan sehr starke Schäden _______________________________________________ 6