Drohnen-JPG mit Geodaten – wie liest man Flughöhe und Standort?

Der Standort eines Drohnenfotos steht meist in den GPS-Feldern der EXIF-Metadaten. Bei der Flughöhe ist mehr Vorsicht nötig: Das Feld GPSAltitude kann eine Höhe über einem Höhenbezugssystem beschreiben, während herstellerspezifische XMP-Felder zusätzlich eine relative Höhe über dem Startpunkt enthalten können. Öffne das unveränderte Originalbild in einem Metadatenprogramm und prüfe zuerst GPSLatitude, GPSLongitude, GPSAltitude sowie vorhandene Felder wie RelativeAltitude oder AbsoluteAltitude.

Standort aus Breitengrad und Längengrad bestimmen

Für den Aufnahmeort sind vor allem GPSLatitude und GPSLongitude maßgeblich. GPSLatitudeRef kennzeichnet die nördliche oder südliche Halbkugel, GPSLongitudeRef die Lage östlich oder westlich des Nullmeridians. Die Referenzbuchstaben dürfen bei der Auswertung nicht verloren gehen.

• GPSLatitude zusammen mit GPSLatitudeRef ergibt den Breitengrad.
• GPSLongitude zusammen mit GPSLongitudeRef ergibt den Längengrad.
• N und E führen bei Dezimalgrad üblicherweise zu positiven Werten.
• S und W werden üblicherweise als negative Werte geschrieben.

Ein Programm kann die Position bereits als Dezimalgrad anzeigen, etwa 48,123456 und 11,654321. Andere Werkzeuge geben Grad, Minuten und Sekunden aus. Für die Umrechnung gilt: Dezimalgrad = Grad + (Minuten / 60) + (Sekunden / 3600). Bei S oder W wird das Ergebnis anschließend negativ gesetzt.

Beispiel: 48° 7′ 24,44″ N ergibt 48 + (7 / 60) + (24,44 / 3600) = rund 48,123456° N. Der Zahlencheck passt, weil sieben Minuten etwa 0,1167 Grad und 24,44 Sekunden etwa 0,0068 Grad ergeben. Zusammen mit 48 Grad entsteht ungefähr 48,1235 Grad.

Warum GPSAltitude nicht automatisch die Flughöhe über Grund ist

GPSAltitude ist eine Höhenangabe am Aufnahmeort, aber nicht zwangsläufig der senkrechte Abstand der Drohne zum Boden unter ihr. GPSAltitudeRef legt fest, ob sich der gespeicherte Wert oberhalb oder unterhalb des verwendeten Höhenbezugs befindet. Auch bei korrekt ausgelesenem Wert darf GPSAltitude daher nicht ohne weitere Prüfung als Flughöhe über Gelände bezeichnet werden.

Bei manchen Drohnen-JPGs stehen zusätzliche Werte in XMP-Metadaten. Häufige Feldbezeichnungen sind RelativeAltitude und AbsoluteAltitude. Ihre genaue Bedeutung hängt vom Hersteller, Modell, der Firmware und der verwendeten Auswertungssoftware ab:

• RelativeAltitude bezeichnet häufig den Höhenunterschied gegenüber dem Start- oder Referenzpunkt.
• AbsoluteAltitude bezeichnet häufig eine absolute Positionshöhe, muss aber nicht exakt dem Wert eines Geländemodells oder einer amtlichen Höhenangabe entsprechen.
• GPSAltitude kann von einem Programm anders benannt, gerundet oder getrennt von den XMP-Werten angezeigt werden.

Eine relative Höhe von 80 Metern bedeutet somit nicht zwingend, dass sich die Kamera 80 Meter über dem Boden direkt unter der Drohne befand. Liegt das Gelände unter dem Flugweg höher oder tiefer als der Startplatz, verändert sich der tatsächliche Bodenabstand. Für eine belastbare Höhe über Gelände werden zusätzlich Geländehöhen und eine eindeutige Definition des gespeicherten Höhenwerts benötigt.

Die Geodaten in der richtigen Reihenfolge auswerten

1. Arbeite mit der ursprünglichen JPG-Datei von der Speicherkarte. Messenger, soziale Netzwerke, Cloud-Exporte und Bildbearbeitungsprogramme können Metadaten entfernen oder verändern.
2. Öffne das Bild in einem Metadaten-Viewer, der EXIF und XMP getrennt anzeigen kann. Eine einfache Dateieigenschaften-Ansicht zeigt möglicherweise nur einen Teil der Felder.
3. Notiere GPSLatitude, GPSLatitudeRef, GPSLongitude und GPSLongitudeRef. Prüfe, ob das Programm bereits Dezimalgrad ausgibt oder eine Umrechnung nötig ist.
4. Lies GPSAltitude gemeinsam mit GPSAltitudeRef. Behandle den Wert zunächst als Positionshöhe und nicht als gesicherten Abstand über Grund.
5. Suche im XMP-Bereich nach RelativeAltitude und AbsoluteAltitude. Fehlen diese Felder, lässt sich die relative Flughöhe möglicherweise nicht allein aus dem JPG bestimmen.
6. Vergleiche Aufnahmezeit, Bildposition und Höhenfelder mit dem zugehörigen Flugprotokoll, wenn eine genaue Rekonstruktion benötigt wird.

Als Erfolgskriterium sollten Breitengrad und Längengrad einen plausiblen Aufnahmeort ergeben. Bei der Höhe muss außerdem klar sein, ob der angezeigte Wert relativ zum Startpunkt, auf einen absoluten Höhenbezug oder auf eine andere herstellerspezifische Referenz bezogen ist.

Geeignete Werkzeuge für EXIF und XMP

Für eine schnelle Kontrolle genügt ein lokaler Metadaten-Viewer, sofern er GPS- und XMP-Felder vollständig benennt. ExifTool eignet sich für eine detaillierte Auswertung, weil es EXIF-, GPS- und herstellerspezifische XMP-Tags getrennt auflisten kann. In einer grafischen Oberfläche oder Ausgabe solltest du nach den Feldnamen GPSLatitude, GPSLongitude, GPSAltitude, GPSAltitudeRef, RelativeAltitude und AbsoluteAltitude suchen.

Zeigt ein Werkzeug keine Geodaten, ist das noch kein Beweis dafür, dass sie fehlen. Öffne dieselbe Originaldatei in einem zweiten Programm mit XMP-Unterstützung. Bleiben auch dort GPS- und Höhenfelder leer, wurden sie wahrscheinlich nicht gespeichert oder bei einem Export entfernt. Das Flugprotokoll der Drohne kann dann mehr Informationen enthalten als das JPG.

Grenzen der Positions- und Höhenangaben

Die Koordinaten eines Drohnen-JPGs beschreiben üblicherweise die Position der Drohne beziehungsweise Kamera zum Aufnahmezeitpunkt, nicht den Mittelpunkt des fotografierten Geländeausschnitts. Bei schräg ausgerichteter Kamera kann das abgebildete Ziel deutlich von der gespeicherten GPS-Position entfernt liegen.

Auch die Anzahl der Dezimalstellen beweist keine entsprechende Ortsgenauigkeit. Empfangsbedingungen, Satellitengeometrie, Sensorfusion, Rundung und die Verarbeitung im Gerät beeinflussen das Ergebnis. Für Vermessungsaufgaben reichen einzelne JPG-Metadaten ohne geeignete Positionierungstechnik, Kalibrierung und Auswertungsmethode nicht aus.

Vor dem Teilen eines Drohnenfotos solltest du außerdem bedenken, dass GPS-Felder Startorte, Grundstücke oder regelmäßig genutzte Flugplätze offenlegen können. Soll die Position privat bleiben, entferne die Standortmetadaten aus einer Kopie und kontrolliere diese Kopie anschließend erneut mit einem Metadaten-Viewer. Das unveränderte Original sollte erhalten bleiben, falls die Flugdaten später noch ausgewertet werden müssen.