GeoPhotoExtension - von Exif nach AutoCAD

Fotos sind unverzichtbare Elemente bei der Projektbearbeitung. Zeigen sie doch ergänzende und hilfreiche Informationen über das Aufgabengebiet und dessen Umgebung. Ich habe deshalb schon immer meinen Außendienst durch Fotos ergänzt. Nicht jedes Foto aber identifiziert seinen Aufnahmeort selbst. Es muss immer auf zusätzliche Ordnungsmittel zurück gegriffen werden, um den Ort der Aufnahme ausreichend genau zu spezifizieren.

Ok, bei dem folgenden Foto ist das vielleicht nicht so schwer (die Maus über dem Bild gibt auch noch einen Tipp) ...

Fotos an und für sich

Besonders bei Detailaufnahmen reicht auch die Kenntnis des Ortskundigen nicht immer aus, über den Inhalt eines Fotos auch den Ort eindeutig zu spezifizieren, sofern nicht ergänzende Notizen gemacht bzw. im Foto eingeblendet wurden. Ich denke da an Zufahrten, Schachtabdeckungen, Straßenabläufe, Masten, ... Ich achte auch jetzt noch, wo die meisten Fotos schon von der Kamera mit Positionsdaten versehen werden, darauf, dass bei einem Foto außer dem Hauptelement noch weitere Elemente mit fotografiert werden, die der Identifizierung des Fotoortes dienen können. Dazu gehören Straßenschilder, Hausnummern, Wegweiser, Firmenschilder usw. Und ich fotografiere immer wenn es geht mit einer digitalen Spiegelreflexkamera in hoher Auflösung, damit im Original lesbare Informationen nicht im Pixelmatsch des digitalen BIldes versinken. Wobei bei gutem Wetter gemachte Panoramaaufnahmen mit dem iPhone5 schon beeindrucken können:

Panorama von einem Parkplatz an der A3 mit iPhone5 gemacht
Panorama von einem Parkplatz an der A3 mit iPhone5 gemacht

Meilenstein Exif - und wer hat's erfunden?

Ende des vergangenen Jahrtausends kamen die Japaner auf die Idee, den zunehmend mehr werdenden Digitalfotos einen Informationsblock zu spendieren, in dem nützliche Daten gespeichert werden konnten. Außer fototechnisch relevanten Daten, die ohnehin vorlagen wie Blende, Belichtungszeit, Brennweite des Objektivs usw. reservierten sie auch Felder für Datum, Uhrzeit und sogar für schon GPS-Positionsdaten. Wenige Kameras hatten zu dieser Zeit einen GPS-Empfänger (an die sündhaften teuren Nikon-DSLRs D1H und D1X konnte man ab 2001 einen anschließen), aber einen GPS-Handempfänger Garmin GPS72 hatte ich selbst seit 2003, so dass über Datum und Uhrzeit des Fotos die Brücke zu Datum und Uhrzeit der Position geschlagen werden konnte. Aktuell hat fast jedes Smartphone GPS und wer Wert darauf legt, bekommt natürlich auch eine normale Fotokamera mit GPS. Exif-Daten auch ohne GPS schreiben nach meinem Kenntnisstand alle digitalenKameras.

GPS 72 mit Aufnahmeort
GPS 72 mit Aufnahmeort
  PICT2889.jpg - EXIF Information (Auszug)
Image Description DCF 1.0
Make Minolta Co., Ltd.
Model DiMAGE 7i
X Resolution 1/72 inches
Y Resolution 1/72 inches
Resolution Unit Inches
Software Ver.1.10e
Date/Time 2003:09:24 11:06:16
Exposure Time 1/1000 sec
F-Number F5,6
ISO Speed Ratings 100
Exif Version 2.2
Date/Time Original 2003:09:24 11:06:16
Date/Time Digitized 2003:09:24 11:06:16
Shutter Speed Value 1/512 sec
Aperture Value F5,6
Subject Distance 0,7 metres
Focal Length 50,48 mm
Color Space sRGB
Exif Image Width 2560 pixels
Exif Image Height 1920 pixels
Compression JPEG compression

Über Google Earth kann man sich die Position auf der Karte zeigen lassen und die Übereinstimmung der Uhrzeit des GPS und der Exif-Daten zeigt, dass GPS 72 ebendort fotografiert wurde.

Fotos in AutoCAD

Waren die Fotos für die Projektbearbeitung wichtig, berechnete ich eine kleinere Ausführung des Fotos (ein Thumbnail) und fügte eine Referenz darauf am Aufnahmeort in die entsprechende AutoCAD-Zeichnung ein. Der Thumbnail wurde noch mit einem Hyperlink auf das Originalfoto versehen und so konnte man direkt aus AutoCAD heraus das Originalfoto öffnen und seinem Gedächtnis die bei Bedarf notwendige optische Nachhilfe erteilen. Da das Verfahren nicht ganz unauffwendig war, wurde es nicht so oft angewandt. Oder ich ließ mir von den Fotos über Geosetter GoogleEarth-Links erzeugen und exportierte aus Civil3D die Geometrie ebenfalls nach Google Earth und konnte somit die eigene Planung in Verbindung mit den Fotos in Google Earth betrachten.

Mit Civil3D 2014 änderte sich das Verfahren zwangsläufig, weil aus Civil3D der Export nach GoogleEarth nicht mehr unterstützt wurde. Statt dessen kann man sich jetzt mit GEOMAP eine Karte und/oder ein Luftbild aus Bing hinterlegen, so dass als zentrale Übersicht wieder die Civil3D-Zeichnung an Bedeutung gewinnt. Man würde also häufiger das Foto in AutoCAD sehen wollen, als zusammen mit der exportierten Geometrie in Google Earth.

Die GeoPhotoExtension

In genau diese Lücke stieß bei mir Contelos mit seiner Ankündigung, auf der Intergeo 2014 in Essen die GeoPhotoExtension für Civil3D und MAP vorzustellen, welche eine Automatisierung des von mir gewünschten Ablaufes versprach.

Vorausgesetzt werden mit GPS georeferenzierte Fotos und eine mit dem lokalen Koordinatensystem referenzierte AutoCAD-Zeichnung. Diese Referenzierung kann in AutoCAD Cilvil3D und MAP mit dem Befehl MAPCSASSIGN vorgenommen werden. In AutoCAD pur funktioniert dieser Befehl nicht. In C3D und MAP referenzierte Zeichnungen behalten aber auch nach der Öffnung in AutoCAD pur ihr zugewiesenes Koordinatensystem, was man mit der Abfrage der Systemvariable CGEOCS leicht überprüfen kann. Außerdem zeigt AutoCAD den Geomarker, falls die Systemvariable GEOMARKERVISIBILITY nicht auf 0 steht.

GeoPhotoExtension transformiert die GPS-Koordinaten der Fotos in das lokale Koordinatensystem, berechnet Thumbnails und stellt diese samt einem wählbaren Platzhalter und der Aufnahmerichtung (falls aus den ExifDaten ermittelbar) in der Zeichnung dar. Aufnahmerichtung, Platzhalter und Thumbnails sind auf separaten Layern abgelegt und mit einem Hyperlink auf das Originalfoto versehen.

Lageplanausschnitt mit Thumbnails und Aufnahmerichtungen
Lageplanausschnitt mit Thumbnails und Aufnahmerichtungen

Die GeoPhotoExtension ist mit Liebe zum Detail programmiert, läuft stabil unter Civil3D 2014 und realisiert eigentlich alles, was ich in einem Pflichtenheft formuliert hätte, wenn man mich gefragt hätte ;-)

Als Wunsch ist zur Zeit noch offen, dass der Benutzer nicht nur die Maße der Thumbnails (in AutoCAD-Zeichnungseinheiten), sondern auch die Auflösung festlegen kann. Damit könnte man auf die Informationsdichte der Thumbnails Einfluss nehmen. Zur Zeit berechne ich bei gegebenem Anlass von den Fotos eine Zwischengröße (z.B. lange Kante 1000 Pixel), die ich dann von der GeoPhotoExtension als Original  in die Zeichnung übernehmen lasse.

Die GeoPhotoExtension ist ein feines Stück Software für alle, die viel mit georeferenzierten Fotos in AutoCAD arbeiten wollen und sich noch nicht selbst einen automatisierten Ablauf geschaffen haben.

In diesem Kontext war mir schon länger unangenehm aufgefallen, dass der Controller  CS10 für meinen GPS Empfänger Leica VIVA GS08 die Möglichkeit der Speicherung von EXIF-Daten in die mit ihm gemachten Fotos überhaupt nicht benutzt. Und das, obwohl prinzipbedingt sowohl Datum, Uhrzeit, lokale und globale Koordinaten mit höchster Präzision zur Verfügung stehen. Hier wird ein Riesen Potenzial der Konkurrenz überlassen.

Trimble TSC3: "Automatically geo-tag captured images"