Lexikon der Fernerkundung

Drohne

Umgangssprachliche Bezeichnung für ein unbemanntes, in der Regel wiederverwendbares Luftfahrzeug (engl. drone). Der Begriff wird sowohl für militärisch oder kommerziell genutzte unbemannte Luftfahrzeuge als auch für per First Person View gesteuerte Flugmodelle wie Quadrocopter genutzt. Sie können autark durch einen Bordcomputer oder vom Boden über eine Fernsteuerung betrieben und navigiert werden.

Das Luftrecht unterscheidet in Deutschland zwischen unbemannten Luftfahrtsystemen und Flugmodellen. Gemäß § 1 Luftverkehrsgesetz handelt es sich bei unbemannten Luftfahrtsystemen um ausschließlich gewerblich genutzte Geräte. Flugmodelle sind hingegen privat, also zum Zwecke des Sports oder der Freizeitgestaltung genutzte Geräte.

Die zivile Luftfahrtorganisation der Vereinten Nationen ICAO hat Anfang 2015 für die unbemannte Luftfahrt weltweit verbindlich die Bezeichnung „Unmanned Aircraft System“, abgekürzt UAS, festgelegt. Dabei wird mit dem Begriff UA (engl. Unmanned Aircraft) das eigentliche Luftfahrzeug ohne Luftfahrzeugführer bezeichnet und mit UAS (Unmanned Aircraft System) das unbemannten Fluggerät einschließlich des Systems zur Kontrolle oder Fernsteuerung. Das Europäische und Deutsche Luftrecht haben die Bezeichnung UAS übernommen.

In erweitertem Sinn wird der Begriff analog auch für Geräte mit ähnlicher Charakteristik verwendet, die sich am Boden oder im Wasser bewegen.

Luftgetragene Drohnen können Spannweiten einer Libelle bis zu der eines Airbus A320 aufweisen. Weitere Klassifikationsmöglichkeiten betreffen Aktionsradius, Flughöhe und -dauer sowie den Einsatzzweck.

Drohnen werden zu militärischen, wie auch zu zivilen Zwecken eingesetzt. Einige Drohnen, etwa der amerikanische RQ-1 Predator, können bewaffnet sein und werden im militärischen Sprachgebrauch als unmanned combat air vehicle (UCAV) bezeichnet. Andere dienen der Aufklärung und Überwachung. Ferner werden ausrangierte Flugzeuge nach Einbau einer Fernsteuereinrichtung als Zieldrohnen zu Übungszwecken und zur Erprobung der Wirkung von Abwehrwaffen verwendet.

Zivile Einsatzbereiche von Drohnen betreffen z.B. Luftbildphotogrammetrie, Grenz- und Küstenschutz, Überwachung von Großveranstaltungen, Überwachung von Gefahrenstellen (z.B. vulkanische Gase), Brandbekämpfung, Rettungseinsätze oder Fernerkundungsaufgaben für die Landwirtschaft.

Dabei steht insbesondere die Präzisionslandwirtschaft (Precision farming) im Fokus. Ihre Methoden haben das Ziel, alle Maßnahmen in der Landwirtschaft möglichst präzise auszuführen. Als kleinste Behandlungseinheiten werden daher die kleinsten differenzierbaren Teilflächen innerhalb eines Schlages herangezogen und die durchzuführenden Maßnahmen an die Erfordernisse dieser kleinsten Teilflächen angepasst.

Flächendeckende Informationen über die teilflächenspezifische Variabilität der Schläge werden verwendet, um die Intensität verschiedener Applikationsmaßnahmen für jede einzelne Teilfläche angepasst zu berechnen. Entsprechend dieser teilflächenspezifisch variablen Applikationskarten werden die Betriebsmittel dann variabel auf der Fläche appliziert (Modulation der Betriebsmittel).

Aufbau eines UAV-Systems für Zwecke der Datenerfassung im Bereich Präzisionslandwirtschaft

Zur Umsetzung sowohl ökologisch als auch ökonomisch erstrebenswerter Ziele, sind flächendeckende Informationen über die teilflächenspezifische Variabilität und die Möglichkeit der Verortung der Applikationsmaßnahmen durch GPS gestützte Landmaschinen erforderlich.

Durch den Einsatz von Fernerkundung ist es möglich, relevante Informationen über die teilflächenspezifische Variabilität flächendeckend und schnell zu erhalten. Für diesen Zweck eignen sich UAV als Trägerplattformen für Fernerkundungssensorik besonders gut, da sie kostengünstig zeitnah und spontan einsetzbar sind. Sie decken damit entscheidende Kriterien ab, die für ein Monitoring der starken Dynamik des Pflanzenwuchses auf landwirtschaftlichen Flächen benötigt werden.

Projektmittelpunkt ist die Erfassung der teilflächenspezifischen Variabilität des Vegetationsindexes "NDVI". Es werden daher für die Anwendung geeignete UAV Trägerplattformen aufgebaut, die in der Lage sind, die notwendige Fernerkundungssensorik zu tragen und damit entsprechende Informationen flächendeckend zu erfassen. Dabei leiten sich die Flugführungsaufgaben zur flächendeckenden Erfassung der teilflächenspezifischen Variabilität unmittelbar aus dem Landwirtschafts - GIS des Betriebes ab. Die automatisierte Flugführung muss dabei den Anforderungen für die landwirtschaftliche Datenerfassung gerecht werden und stellt die entscheidende Herausforderung im Projekt dar. (vgl. Grafik)

uav_unibw Quelle: Universität der Bundeswehr München

Rechtliche Fragen

Das deutsche Recht kennt die Kategorie der unbemannten Luftfahrtsysteme (UAS, nach engl. Unmanned Aircraft System). Dabei handelt es sich um unbemannte Fluggeräte, die nicht zu Zwecken des Sports oder der Freizeitgestaltung betrieben werden. Dabei erfolgt die Abgrenzung zwischen unbemannten Luftfahrtsystemen und Flugmodellen1 ausschließlich über den Zweck der Nutzung: Dient die Nutzung des Geräts dem Zwecke des Sports oder der Freizeitgestaltung, so gelten die Regelungen über Flugmodelle. Ist mit dem Einsatz hingegen ein sonstiger, insbesondere ein gewerblicher Nutzungszweck verbunden (z. B. Bildaufnahmen mit dem Ziel des Verkaufs), so handelt es sich um ein unbemanntes Luftfahrtsystem.

Zivile Einsatzmöglichkeiten von Drohnen
Landwirtschaft
Bergbau
Baustellen
Infrastrukturkontrolle
Wildtierforschung
Lagerstättenprospektion
Sturmbahnverfolgung
Sturmvorhersage
Katastrophenhilfe
Umweltmonitoring
Search and Rescue
Vulkanüberwachung

Weitere Informationen:


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