маркшейдерия

Геодезический беспилотник на базе DJI PHANTOM 4 PRO RTK-PPK для маркшейдерии

На сегодняшний день все большую популярность набирает технология аэрофотосъёмки с применением беспилотных летательных аппаратов для оперативного мониторинга хода горных работ,  разработки и освоения месторождений, контроля смещения горных масс, подсчета объемов грунта и других видов маркшейдерских работ.

Беспилотники позволяют в значительной мере сократить объемы полевых инструментальных измерений классическими методами, например, аэрофотосъемка территории карьера площадью 50 га в среднем занимает не более 30 минут, а итоговый результат в виде высоко детальной и точной цифровой модели рельефа с шагом 10 см можно получить уже через пару часов полуавтоматической камеральной обработки.

3D модель местности

Рис.1. Цифровая модель рельефа

Разработанный нашей компанией геодезический беспилотник на основе квадрокоптера DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK и высокоточного геодезического GNSS приемника (GPS/QZSS L1, GLONASS G1, BeiDou B1, Galileo E1, SBAS) позволяет оперативно и с высокой точностью выполнять широкий спектр задач связанных с разработкой и освоением месторождений, значительно сокращает сроки и затраты на выполнение полевых работ.

 

геодезический беспилотник DJI Phantom 4 PRO

DJI Phantom 4 PRO с дополнительным GNSS приемником

Специалистам нашей компании удалось интегрировать дополнительное GNSS оборудование в стандартный корпус DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK, при этом общая масса беспилотника увеличилась не более чем на 100 грамм. Съемное крепление GPS антенны позволять транспортировать дрон в стандартном кейсе DJI. Скачать данные GNSS измерений возможно сразу после завершений полета по беспроводному WI-FI соединению.

Комплект оборудования DJI Phantom 4 PRO

Для начала работы не требуется никакой сложной дополнительной настройки. На подготовительном этапе необходимо сформировать полетное задание, указав границы района работ, поперечное перекрытие, высоту фотографирования и программа сама рассчитает маршрут полета дрона с учетом особенностей рельефа местности. Взлет, аэрофотосъемка и посадка беспилотника выполняется полностью в автоматическом режиме.

Преимущества:

Геодезический беспилотник на базе DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK с установленным GNSS оборудованием по своим точностным характеристикам соответствует уровню профессиональных геодезических систем, таких как Геоскан 401 Геодезия, при этом обладает рядом значительных преимуществ, таких как:

  1. Более низкая стоимость приобретения, а так же дальнейшего обслуживания и ремонта;
  2. Простота в использовании;
  3. Низкий вес, малые габариты и легкость в транспортировке;
  4. Наличие датчиков препятствия и соответственно большая безопасность полетов;
  5. Возможность взлета и посадки в стесненных условиях

Практическое применение

Выполненный нашей компанией проект по топографической съемке карьера масштаб 1:2000 на Горском участке Озерского месторождения песчано-гравийных пород площадью 18 га на практическом примере показывает все преимущества реализации проекта с использованием беспилотных технологий.

На подготовительном этапе было выполнено развитие сети пунктов планово-высотного обоснования (ПВО) методом GNSS измерений, произведена инструментальная съемка контрольных точек и подземных коммуникаций с применениtм трассопоискового комплекса Seba.

В специализированном программном обеспечении спланирован маршрут площадной аэрофотосъемки на высоте 200 метров над уровнем земли с поперечным перекрытием 80%.

Маршруты аэрофотосъемки

Перед началом полетов на один из пунктов ПВО c известными координатами установлен GNSS приемник Topcon GR5, записывающий измерения в статическом режиме.

Аэрофотосъемка проводилась беспилотником DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK с дополнительным  высокоточным геодезическим GNSS приемником на борту, который в момент фотографирования определял координаты с сантиметровой точностью. Общая продолжительность съемки составила 20 минут.

геодезический беспилотник DJI Phantom 4 PRO

DJI Phantom 4 PRO с GNSS приемником

По результатам камеральной обработки материалов аэрофотосъемки и полевых измерений получено:

1. Плотное облако точек с шагом 10 см, цифровая модель рельефа с точность до 7 см в плане и по высоте;цифровая модель рельефа

 

2. Ортофотоплан;ортофотоплан

 

 

3. Топографический план с сечением горизонталей 0,5 мтопографический план

Общий срок выполнения работ по проекту от момента начала полевых работ до выдачи топографического плана составил три дня. При этом фотограмметрическая обработка аэрофотоснимков проводилась без использования наземных опорных точек по координатам центров фотографирования определенным GNSS приемником на борту дрона.

беспилотные технологии в строительстве

Применение беспилотных технологий в строительстве

Компания Topodrone предлагает услуги по автоматизированному  сбору и обработке информации, получаемой с беспилотных летательных аппаратов на этапах проектно-изыскательских и строительно-монтажных работ

ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ

На первом этапе осуществляется аэрофотосъемка/воздушное лазерное сканирование территории с использованием беспилотных технологий (Рис.1). Развивается опорная геодезическая сеть, закладываются долговременные пункты планово-высотного обоснования. Выполняется инструментальная топографическая съемка подземных коммуникаций (Рис.2).

Беспилотные технологии в строительстве

Рис.1 Использование беспилотных летательных аппаратов

 

съемка подземных коммуникаций

Рис.2 Съемка подземных коммуникаций

 

В итоге заказчик получает:

— долговременные пункты планово-высотного обоснования, которые будут использоваться в дальнейшем на этапах строительства и эксплуатации объекта;

— высоко детальную фотореалистичную трехмерную модель местности с шагом порядка 10 см., совмещенную с ортофотопланом и инженерно-топографические планы необходимые для принятия проектных решений (Рис.3,4,5,6).

3D модель местности

Рис.3 Трехмерная модель местности

 

Рис. 4

 

ортофотоплан

Рис.5 Ортофотоплан

 

топографический план

Рис.6 Топографический план

Разработанные нашей компанией профессиональные геодезические беспилотные системы, оснащенные высокоточным GNSS приемником позволяют в несколько раз сократить сроки и финансовые затраты на выполнение полевых топографо-геодезических работ и сформировать набор геопространственных  данных, который по своей информативности и точности превосходит информацию получаемую при использовании стандартных технологий инструментальной геодезической съемки.

СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ

На этапе проведения строительно-монтажных работ (СМР) выполняется периодический мониторинг площадки строительства с использованием беспилотных технологий (БПЛА).

По результатам обработки аэрофото и видео съемки подготавливается высокоточная цифровая 3D модель, ортофотоплан, а так же детальная информация о ходе выполнения СМР, объемах земляных и монтажных работ за определенный период времени. Производится анализ соответствия фактически выполненных работ проектным решениям.

Применение дронов с установленным высокоточным GNSS приемником и профессиональной камерой высокого разрешения позволяет получить в автоматическом режиме цифровую трехмерную модель территории с сантиметровой точностью и не занимает много времени, в среднем съемка квадрокоптером территории площадью 50 га длится порядка 30 минут.

Рис.7 Использование дронов в строительно-монтажных работах

Как правило, аэрофотосъемочные работы выполняются профессиональным пилотом нашей компании, либо мы предлагаем приобрести комплект специализированного оборудования и обучить специалиста Заказчика.

В итоге заказчик получает:

— актуальную и наглядную информацию о ходе строительства;

— возможность удаленно контролировать ход СМР;

— контроль за соблюдением проектных решений;

— оперативные данные об объемах выполненных земляных и монтажных работ;

— наполнение данными информационной системы БИМ (BIM)* всего проекта.

 

Также читайте:

Геодезический беспилотник на базе DJI PHANTOM 4 PRO для маркшейдерии

Геодезическая аэрофотосъемка и построение цифровой модели местности без использования наземных опорных точек

Полевые работы

На подготовительном этапе геодезическая аэрофотосъемка была спланирована маршрутами  с поперечным и продольным перекрытием 60% и 80% соответственно. Траектория полета дрона рассчитана с учетом изменения рельефа местности, так чтобы высота фотографирования оставалась постоянной над поверхностью земли (Рис.1).

Рис 1

Общая площадь района составила порядка 20 га, время полета 12 минут, средняя высота 200 метров над уровнем земли. Разрешение изображений 2 см на пиксел.

Аэрофотосъемочные работы производились беспилотником DJI Matrice 600 PRO c дополнительным геодезическим ГНСС приемником (GPS, ГЛОНАСС) и с профессиональной камерой SONY A7 R с разрешением 36 м.п. на борту.

В момент полета установленная на пункте с известными координатами базовая станция Topcon GR-5, записывала ГНСС измерения в статическом режиме (Рис. 2)

Рис.2 ГНСС приемник Topcon GR-5 и беспилотник DJI MATRICE 600

Камеральная обработка

По результатам постобработки GPS измерений были вычислены координаты центров фотографирования с точностью 1 см в плане и по высоте (рис.3), которые в дальнейшем использовались для фотограмметрической обработки изображений

Рис. 3 Расположение центров фотографирования

В программном обеспечение Agisoft PhotoScan были выполнены следующие этапы фотограмметрической обработки аэрофотоснимков:

  1. Набор связующих точек
  2. Уравнивание блока изображений. Точность определения центров фотографирования показана на (Рис.4)

    Рис.4

     

    3. Построение плотного облака точек и цифровой модели рельефа (DEM) (Рис. 5)

    Рис.5

     

    4. Создание ортофотопланаПо результатам выполненных работ был получен ортофотоплан местности с разрешением 2 см на пиксел с привязкой в Московской системе координат.

    Для проверки точности координатной привязки ортофоплан был совмещен с материалами архивной топографической съемки выполненной нашей компанией в марте 2016 года (Рис.6). При визуальном анализе материалов видно полное совпадение контуров и отдельных характерно-выраженных объектов местности на ортофоплане и топоплане

    Рис.6

     

    Рис.7

    ВЫВОДЫ

    В результате проведенных работ была выполнена геодезическая аэрофотосъемка местности площадью 20 га. Общий срок выполнения проекта составил 1 рабочий день.

    При этом время проведения самих полевых работ было сокращено до 30 минут.

    В результате получены высоко-информативные и детальные данные, такие как цифровая модель местности с шагом 10 см, ортофотоплан с разрешением 5 см/пиксел, которые в дальнейшем возможно использовать для создания топографических планов масштаба 1: 500 – 1: 2000.

    Результаты проекта показывают, значительную эффективность применения беспилотных технологий при выполнении топографо-геодезических работ.

    Разработанный нашей компанией комплект оборудования DJI Matrice 600 PRO+ ГНСС приемником (GPS, ГЛОНАСС)+ SONY A7 R обеспечивает высокую продуктивность, а так же точность и детальность получаемой информации.

Также читайте статьи:

Применение беспилотных технологий в строительстве

Геодезический беспилотник на базе DJI PHANTOM 4 PRO для маркшейдерии

UGCS — профессиональное программное обеспечение для планирования геодезической аэрофотосъемки и управления БПЛА

 

Основные возможности:

Поддерживает широкий спектр полетных платформ: DJI: Phantom 4/4 Pro, Phantom 3, Phantom 2, Inspire 2, Inspire 1/1 Pro/Raw, Mavic Pro, A3, N3, Matrice 600/600 Pro, Matrice 200/210/210RTK, Matrice 100, A2, Naza-M v2, WooKong-M, Vision2+, Ace One; Ardupilot, Px4 and other MAVLink compatible multirotors, fixed wings and VTOLs; YUNEEC: H520; Mikrokopter; Micropilot; Microdrones; LockheedMartin: Kestrel, Indago

— Обладает богатыми и гибкими инструментами для планирования площадной, маршрутной  и перспективной аэрофотосъемки для создания 3D моделей местности с учетом рельефа, полетных зон, а так же необходимости замены батарей, позволяет установить точку посадки отличную от места взлета.

— Обеспечивает возможность управления БПЛА с компьютера по средствам джойстика либо технологии CLICK&GO

— Позволяет выполнить геокодирование изображений для упрощения последующей фотограмметрической обработки в специализированном ПО Photoscan, Pix4D и т.д.

-Доступен импорт 3D моделей зданий, цифровой модели рельефа, KML, геокодированных изображений и многое другое

Для более детальной информации о возможностях ПО и стоимости приобретения обратитесь к специалисту компании TOPODRONE – официальному дистрибьютору UGCS.