Dronewatch helpt provincie met groeninventarisatie in stedelijke omgeving

“Is het ook mogelijk om met een drone de groenvoorziening in Leiden-Oost in kaart te brengen?” Met die vraag vanuit de provincie Zuid-Holland begon een zoektocht naar een manier om binnen de regelgeving met een drone een mappingvlucht uit te voeren boven stedelijk gebied, iets wat zelfs binnen de Specific categorie lastig te realiseren is. Dronewatch vond een oplossing en voerde de inventarisatie met succes uit.

Actuele momentopname

Wie in de omgeving van Leiden woont, weet dat er momenteel flink wordt gewerkt aan de RijnlandRoute, een infrastructuur project van de provincie. Niet alleen wordt er een nieuwe provinciale weg aangelegd tussen de A4 en de A44 bij Leiden (de N434), ook wordt er werk gemaakt van een betere ontsluiting van Leiden aan de oostzijde van de stad. Als onderdeel van die verbeterde ontsluiting van Leiden-oost wordt de N206 Europaweg en het Lammenschansplein opnieuw ingericht. Dat betekent dat er wegen verlegd en verbreed gaan worden.

Om een goed beeld te krijgen van het groen in een stedelijke omgeving vindt er vaak een een boomtelling plaats, waarbij de positie van iedere boom wordt bepaald aan de hand van een GPS-ontvanger op de grond. Die coördinaten worden vervolgens ingevoerd in het GIS-systeem. Deze werkwijze is tijdrovend en de coördinaten kloppen niet altijd precies. Dat leidde vanuit de provincie tot de vraag of het ook mogelijk is om een dergelijke inventarisatie uit te voeren met een drone, aanvullend op het veldbezoek.

Regelgeving

Nu is het technisch gezien geen probleem om met behulp van een drone een gedetailleerde orthomozaïek (een 2D bovenaanzicht van een gebied, bestaande uit meerdere aaneengeregen bronfoto’s) te maken van een stuk grondgebied. Met behulp van een mapping drone zoals de DJI Phantom 4 RTK en bijbehorende apps is het uitvoeren van een mappingvlucht een fluitje van een cent. Maar het wordt een ander verhaal zodra het om een wat groter stuk stedelijk gebied gaat: dan wordt de regelgeving al snel een heikel punt.

Het probleem is namelijk dat je als drone-operator in de Specific categorie met een operationele autorisatie op basis van SAIL level II alleen dronevluchten mag uitvoeren boven gecontroleerd grondgebied. Dat wil zeggen dat er zich geen niet-betrokken personen op de grond bevinden, en dat iedereen op de hoogte is van de drone-operatie. Als het gaat om een inspectie van een huis of huizenblok is dat nog wel te doen, maar als het over een wat groter stuk stedelijk gebied gaat – zoals in dit geval – is die werkwijze niet realistisch.

Dat leidde tot het idee om de mappingvlucht uit te voeren met een zeer lichtgewicht drone, de DJI Mini 2. Die weegt minder dan 250 gram en dat betekent dat er in Open categorie A1 mee boven bebouwd gebied en zelfs boven niet-betrokken personen mee gevlogen mag worden, zolang het maar niet om een menigte gaat. De camera presteert relatief goed en een eerste test wees al snel uit dat het prima mogelijk was om met deze minidrone bronfoto’s te verzamelen ten behoeve van een orthomozaïek. Op basis van die eerste test kreeg Dronewatch groen licht voor de inventarisatie.

Vlucht automatiseren

De eerste uitdaging was om de beoogde drone geautomatiseerd aan te sturen. Dat bleek aanvankelijk problematisch: DJI had aanvankelijk geen ondersteuning voor de Mini 2 in de SDK zitten, zodat externe ontwikkelaars geen ondersteuning voor deze drone konden bieden in hun flight planning apps. En handmatig een mappingmissie vliegen is eigenlijk geen optie, want je wilt zaken als overlap tussen foto’s goed in de hand houden.

Gelukkig kwam er eind december een update van de SDK. Al snel bood de app DroneLink ondersteuning voor de Mini 2. In deze app is het mogelijk om mappingmissies aan te maken, die dan automatisch door de drone worden uitgevoerd. Afhankelijk van parameters zoals gewenste vlieghoogte en -snelheid, overlap tussen de foto’s en omtrek van het gebied rolt er een kant en klaar vluchtplan uit.

Uitdagingen

Eén van de uitdagingen was om de drone niet te snel te laten vliegen, om zodoende vertekening door rolling shutter en motion blur te voorkomen. Gelukkig heeft de Mini 2 een relatief lange vliegtijd, en in twintig minuten tijd kan een aardig stuk grondgebied worden bestreken. Op die manier konden de benodigde bronfoto’s in de loop van een paar dagen (bij relatief windstil weer) gemaakt worden.

Tijdens het verwerken van de bronopnamen tot een orthomozaïek ontstond er een andere uitdaging. Wat bleek: de camera van de Mini 2 wijst niet altijd exact 90º naar beneden. Daardoor werden (een deel van) de bronfoto’s onder een hoek gemaakt. Dat leidde tot een orthofoto die zich lastig liet positioneren in het GIS-systeem. Gelukkig bleek met behulp van andere processing-software deze standfout prima te compenseren. Er bleef weliswaar een kleine afwijking in de absolute nauwkeurigheid, maar die kon middels visuele referentiepunten goeddeels worden geëlimineerd.

Geen overlast

Opmerkelijk was dat bijna niemand op de grond iets in de gaten had van de overvliegende drone: op een vlieghoogte van 80 meter is de drone vrijwel niet hoorbaar en alleen zichtbaar als je weet waar je moet kijken. Alleen tijdens het starten en landen kwamen er wel eens voorbijgangers informeren wat we aan het doen waren. Die vonden het zonder uitzondering interessant om te horen waarvoor de kleine drone werd gebruikt.

Vanwege de relatief hoge vlieghoogte ontstonden er ook geen problemen op het vlak van privacy. Er werd weliswaar boven woonhuizen en tuinen gevlogen, maar daarbij werd niemand herkenbaar in beeld gebracht. Daardoor hoefde er geen DPIA (data privacy impact analyse) opgesteld te worden. De opgeleverde orthofoto is feitelijk niets anders dan een luchtfoto zoals je die ook in Google Maps kunt zien, maar dan actueler.

Goed resultaat

Het is voor het eerst in Nederland dat op deze wijze een dronemapping van stedelijk gebied is uitgevoerd, binnen de operationele mogelijkheden van de Open categorie. De opgeleverde orthomozaïek geeft volgens de opdrachtgever een goed overzicht van de actuele groenvoorziening. De boomlocaties konden aan de hand van de luchtopnamen nauwkeurig worden vastgesteld.

Deze case study geeft wat Dronewatch betreft goed aan hoe krachtig kleine drones kunnen zijn en dat zelfs een geautomatiseerde workflow mogelijk is bij gebruik van een drone zoals de DJI Mini 2. Dus zelfs als een mappingmissie niet uitgevoerd kan worden binnen de operationele randvoorwaarden van de Specific categorie, zijn er nog mogelijkheden.

“Overigens waren de bomen de 1e reden, zodat we onze veldinventarisatie goed in beeld/kaart kunnen brengen en daardoor inzicht krijgen in de omissies. Verder is het sowieso fijn om zulke scherpe beelden van het projectgebied te hebben. We kunnen er ontwerpen op projecteren en hebben de details buiten meteen inzichtelijk”, vult de opdrachtgever aan.