Наша статья в журнале ArcReview № 3 (86) за 2018 год

В журнале ArcReview № 3 (86) за 2018 год компании Esri CIS опубликована статья компании Topodrone на тему Автоматизированной фотограмметрической обработки данных, полученных с беспилотного летательного аппарата DJI PHANTOM 4 PRO PPK в программном обеспечении Drone2Map for ArcGIS. Для прочтения переходите по ссылке.

3d-модель здания

DJI Phantom 4PRO для построения высокоточной 3D модели Храма Святителя Николая Чудотворца

Одним из многочисленных и перспективных направлений использования дронов является создание высокоточных трехмерных моделей объектов историко-культурного наследия как основы для получения обмерных чертежей для нужд реконcтрукционно — реставрационных работ, а также оперативной оценки и мониторинга состояния объекта (Рисунок 1). В марте 2018 года специалисты Topodrone  совместно с доцентом, кандидатом технических наук Курковым Владимиром Михайловичем с кафедры Фотограмметрии, входящей в Факультет прикладной космонавтики и фотограмметрии университета МИИГАиК, выполнили проект по перспективной аэрофотосъемке Храма Святителя Николая Чудотворца для создания его 3D-модели.

Храм Святителя Николая Чудотворца

Риcунок 1 – Храм Святителя Николая Чудотворца

На подготовительном этапе на земле были заложены и закоординированы контрольные точки в режиме RTK спутниковым приемником Topcon GR-5, а также характерные части фасада тахеометром Trimble S6 Robotic. В программе для планирования геодезической аэрофотосъемки и управления БЛА  — UGCS, есть возможность совмещать маршруты площадной и перспективной аэрофотосъемки. Программа позволяет подготовить полет удаленно – на стационарном компьютере в офисе. В UGCS была спланирована геодезическая аэрофотосъемка c двумя маршрутами (Рисунок 2, 3). Компания Topodrone  является официальным дистрибьютором  UGCS в России.

Маршрут аэрофотоcъемки на высоте 10м в программе UGCS

Риcунок 2 – Маршрут аэрофотоcъемки на высоте 10м

Маршрут аэрофотоcъемки на высоте 15м в программе UGCS

Риcунок 3 – Маршрут аэрофотоcъемки на высоте 15м

Результатом аэрофотосъемки являются аэрофотоснимки с изображением объекта в формате JPEG и текстовые файлы c навигационными параметрами центров фотографирования, полученными дополнительным GNSS-приемником.

Данные c GNSS-приемников, установленных на борту БЛА и пункте c известными координатами, использовались для дальнейшей постобработки и получения высокоточных координат центров фотографий в программно комплексе Magnet Tools (Рисунок 4).

Обработка данных в ПО Magnet Tools

Риcунок 4 – Обработка данных в ПО Magnet Tools

Средние CКО  координат снимков после уравнивания составили:

  • По оcи Х – 0.019 м;
  • По оcи У – 0.016 м;
  • По выcоте – 0.021 м.

Полученный набор данных в виде фотографии c высокоточными координатами служит основой для построения 3D-модели храма в программе Agisoft Photoscan (Рисунок 5,6,7).

3D-модель Храма Святителя Николая Чудотворца

Риcунок 5 – 3D-модель Храма Святителя Николая Чудотворца

3D-модель Храма Святителя Николая Чудотворца

Риcунок 6 – 3D-модель Храма Святителя Николая Чудотворца

Полученная 3D-модель является полноценным измерительным документом для получения метрической информации следующих видов:

  • Пространственные координаты любой выбранной точки на модели (Риcунок 7)
Пространственные координаты характерных точек объекта

Риcунок 7– Пространственные координаты характерных точек объекта

  • Линейные измерения форм и отдельных частей объекта (Риcунок 8)
Линейные измерения частей объекта

Рисунок 8 – Линейные измерения частей объекта

А также оперативной оценки и мониторинга на наличие участков нарушений внешнего слоя отделочных материалов, кровли и т.п. (Рисунок 9)

Участок нарушения внешнего слоя отделочных материалов

Рисунок 9 — Участок нарушения внешнего слоя отделочных материалов

Перспективная аэрофотосъемка c БПЛА может c успехом заменить традиционные методы сбора пространственных данных c целью создания трехмерных моделей объектов культурного наследия для нужд реконструкционных и реставрационных работ, а также оперативной оценки и мониторинга состояния объекта. Точность созданных в результате обработки материалов, не уступает точности материалов традиционных методов, которые требуют значительных трудовых, временных и финансовых затрат.

Phantom 4 Pro PPK Multispectral

DJI Phantom 4PRO RTK/PPK и высокоточная мультиспектральная съемка для мониторинга состояния лесов и решения сельскохозяйственных задач

Применение дронов для мониторинга лесов и сельскохозяйственных культур на сегодняшний день является актуальным и одним из самых динамично развивающихся направлений развития беспилотных систем, как за рубежом, так и в России.

По прогнозам отечественных и иностранных специалистов лесная и сельскохозяйственная отрасли станут одними из основных потребителей беспилотных систем.

Одним из основных фактором сдерживающих применение беспилотников для сельского и лесного хозяйства является их высокая стоимость и сложность управления, что делает не возможным использование БПЛА обычными лесниками и сельхозработниками.

Компания Topodrone разработала комплект оборудования устанавливаемый на легкий в управлении и доступный потребителям квадрокоптер DJI PHANTOM 4PRO оснастив его геодезическим GNSS приемником и мультиспектральной камерой PARROT SEQUOIA, что позволяет выполнять мультиспектральную съемку и получать координаты положения дрона с сантиметровой точностью.

Теперь пользователи могут обрабатывать мультиспектральные данные и создавать ортофотопланы и трехмерные модели с высокой точностью без необходимости закладывать и координировать наземные опорные точки.

Комплект состоит из квадрокоптера DJI PHANTOM 4PRO RTK/PPK c интегрированным в него GNSS приемником (примеры его использования неоднократно освещались у нас в статьях ) и дополнительных разъемов питания и съемных креплений для установки камеры SEQUOIA. Таким образом создан универсальный  инструмент, как для стандартной геодезической аэросъемки, так и для получения мультиспектральных данных.

Технология выполнения и фотограмметрической обработки проекта мультиспектральной аэрофотосъемки не отличается от выполнения стандартной геодезической аэрофотосъемки. До полета на пункт с известными координатами устанавливается базовая станция (обычный GNSS приемник), планирование полета и управление дроном возможно в любом из доступных приложений (например, Pix4D, MapPilot, DJI GS Pro и т.д.). После полета пилот скачивает данные GNSS измерений с квадрокоптера и «базы», копирует снимки с камер DJI и  Sequoia.

На следующем этапе выполняется постобработка GNSS измерений для определения высокоточных координат изображений, затем данные загружаются в ПО для фотограмметрической обработки, результатом которой является цифровая модель рельефа и ортофотопланы с точностью привязки порядка 7 см.

Процесс фотограмметрической обработки данных

Photogrammetry processing

Digital elevation model

Ortomosaic (RGB)

Мультиспектральный ортофотоплан

Ortomosaic (multispectral)

Ortomosaic (RGB+Multispectral)

Практические работы выполненные командой Topodrone по мультиспектральной аэрофотосъемке лесного массива в провинции Pohjois-Karjala,Финляндия, показали возможность создания высокоточного ортофотоплана в мультиспектральном и видимом диапазонах.

Для создания этого набора данных не потребовалось выполнение дополнительных работ по закладке наземных опорных точек, что позволило упростить процесс полевых работ в лесном массиве и значительно сократило сроки выполнения проекта.

Совместная обработка полученных данных позволила определить вид, местоположение и высоту деревьев, а так же найти больные и засыхающие растения дистанционно.

Ortomosaic (RGB)

Ortomosaic (Multispectral)

UAV Multispectral images classification

 

 

Таким образом квадрокоптер DJI PHANTOM 4PRO PPK + камера SEQUOIA поможет решать следующие задачи:

— мониторинг и таксация лесов, определение качественных и количественных характеристик лесных массивов, контроль вырубок;

— оперативный мониторинг состояния посевов;

— оценка состояния урожая, определение вегетативного индекса.

Применение разработанной компанией Topodrone технологии позволяет уже сегодня перейти к точному земледелию – так называемой комплексной системе агроменеджмента, при которой с помощью высокотехнологичного оборудования более продуктивно выращивают урожай, основываясь на анализе состояния почвы и внешних факторов.

Дрон для сельского хозяйства собирает информацию о состоянии полей, а автоматизированная программа обработки данных сформируют на этой основе электронную высокоточную карту с характеристиками растений и лесопосадок с минимальными трудозатратами. При этом местоположение объектов на ней возможно определить с точностью выше 10 см.

Обучение технологии геодезической аэрофотосъемки с использованием DJI Phantom 4 PRO PPK

Сегодня мы хотим поделится информацией о проведенном в июле 2018г командой Topodrone тренинге для специалистов компаний TOPOGRAPHERS.GR (Греция) и FORGIS (Финляндия) по выполнению геодезической аэрофотосъёмки с применением беспилотников, обработке материалов АФС, построению ортофотоплана и цифровой модели местности.

Обучение проходило на территории Финляндии и включало в себя практические занятия по двум основным блокам:

  1. Полевые подготовительные и аэрофотосъемочные работы
  2. Камеральная обработка результатов аэрофотосъемки

На всех этапах мы совместно с нашими зарубежными коллегами выполняли все необходимые процедуры и проводили живое обсуждение возникших вопросов.

Полевые работы

Базовая станция Emlid

GNNS приемник Reach RS

На первом этапе мы установили на штатив GNNS приемник Reach RS (см. Рис. 1), который в дальнейшем будет использоваться в качестве базовой станции для полетов и определили географические координаты его местоположения в системе координат WGS84 от VRS сети финского провайдера TRIMNET в RTK режиме.

Затем мы подключили к базе по радио каналу второй GNNS приемник Reach RS в виде ровера и измерили координаты хорошо опознаваемых на аэрофотоснимках контрольных точек, таких как дорожная разметка и пешеходные переходы.

 

 

 

На втором этапе мы подготовили DJI PHANTOM 4 PRO PPK к работе (Рис.2а, Рис. 2b), установили съемную GNSS антенну и включили питание дрона. Создали новый проект площадной аэрофотосъемки в мобильных приложениях MapPilot и Pix4D, выполнили настройки камеры, необходимые для установки фиксированного фокусного расстояния и правильного значения освещенности.

Провели серию полетов для аэрофотосъемки, получили набор стерео изображений, а так же скачали необходимые данные GNSS измерений с дрона и базовой станции.

Phantom 4 Pro PPK

Рис.2а Phantom 4 Pro PPK

Phantom 4 Pro PPK

Phantom 4 Pro PPK

 

Камеральная обработка

Обработка данных в ПО Agisoft Photoscan

Рис.3 Обработка данных в ПО Agisoft Photoscan

Во второй день мы совместно выполнили весь процесс камеральной обработки данных, входе которого было живое обсуждение технических и технологических аспектов.

В начале с помощью ПО Toposetter мы заменили навигационные координаты снимков, на высокоточные, рассчитанные в ходе постобработки GNSS данных в ПО RTKLIB.

Создали новый проект в ПО Photoscan (см. Рис.3, Рис.4) импортировали изображения, установили откалиброванное значение фокусного расстояния 8.82576 мм и точность определения координат снимков равную 1 см., выровняли фотографии, загрузили координаты ранее измеренных опорных точек и проверили качество уравнивания блока изображений и построения цифровой модели местности. Участники семинара были приятно удивлены полученной точностью цифровой модели порядка 3 см (см. Таб.1), которой они смогли добиться при самостоятельной обработке данных

Обработка данных в ПО Agisoft Photoscan

Рис.4 Обработка данных в ПО Agisoft Photoscan

 

 

#Label

X/Longitude Y/Latitude Z/Altitude Error_(m) X_error Y_error

Z_error

Point 2

29.745413 62.602363 97.539300 0.032160 0.031041 0.008358

-0.000943

Point 3

29.745415 62.602363 97.519643 0.034508 0.029503 -0.000398

0.017894

Point 5

29.745643 62.602864 98.252712 0.053743 0.031798 0.017201

-0.039765

Point 6

29.745645 62.602863 98.250907 0.043566 0.037336 -0.010807

-0.019678

Point 9

29.747084 62.603126 97.648058 0.055341 0.051491 0.017736

-0.009833

Point 10

29.747038 62.603135 97.650754 0.022952 0.014786 0.016383

0.006304

В ходе обучения наши коллеги получили следующие практические навыки:

— По планированию маршрутов полетов БПЛА для геодезической аэрофотосъемки в ПО MapPilot и Pix4D

—  Подготовке геодезического беспилотника к работе

— Установка геодезической базовой станции, определению координат наземных контрольных точек

— Управлению БПЛА

— Камеральной обработки (конвертация данных, постобработка ГНСС измерений, создание проекта для фотограмметрической обработки в ПО Photoscan, Pix4D, создание ортофотоплана и цифровой модели местности)

Следует отметить, что в ходе тестовых полетов были подтверждены простота использования и заявленные разработчиком технические характеристики DJI PHANTOM 4 PRO PPK и особое внимание мы хотим обратить на достигнутую точность построения трехмерной модели, которая составила 3 см без использования наземных опорных точек.

Благодарим наших коллег за активное участие в семинаре, огромное количество интересных вопросов и идей, надеемся, что полученные навыки будут активно использоваться для реализации проектов и на дальнейшее сотрудничество в области развития доступных по стоимости и высокотехнологичных беспилотных систем для геодезии.

Исходные данные по указанному выше проекту доступны по ссылке:

https://cloud.mail.ru/public/6n12/ktTYzemYc

DJI PHANTOM 4PRO RTK PPK для построения высокоточной 3D-модели городской территории

Сегодня мы хотим продолжить серию статей об опыте использования квадрокоптера DJI PHANTOM 4PRO RTK PPK для построения высокоточной трехмерной модели городской территории.

В конце мая 2018 года специалисты Topodrone  совместно со специалистами финской компанией Tasamitta Oy  (www.tasamitta.fi), выполнили пилотный проект по аэрофотосъемке территории города Йоенсуу (Joensuu) в Финляндии.

Для оценки точности работ по всей площади тестового полигона были измерены контрольные точки в виде дорожной разметки и др. объектов хорошо дешифрируемых на материалах аэрофотосъемки. Измерения проводились двухчастотным ГНСС приемником Javad от сети базовых станций TRIMNET в RTKрежиме.

 

 

Сами аэрофотосъемочные работы не заняли много времени. Для покрытия площади порядка 8 га двойной сеткой маршрутов было достаточно одной стандартной батареи, которой хватает на 21 минуту полета + 20% запаса энергии для возврата «домой» и посадки.

Рис.1

Отдельно следует обратить внимание, что в качестве базовой станции для полетов использовался GNSS приемник REACH RS, который зарекомендовал себя, как надежный и простой в использовании прибор, и как показала практика, обеспечивающий достаточную точность для решений наших задач.

Рис.2 Toposetter — ПО для геокодирования изображений с БПЛА

После выполнения аэрофотосъемки и постобработки GNSS измерений, полученные координаты центров фотографирования были импортированы в EXIF теги изображений при помощи приложения Toposetter. Таким образом мы заменили навигационные координаты, определенные «гражданским» GPS модулем дрона, на высокоточные, что в последствии значительно упростило процесс создания проекта для фотограмметрической обработки данных и построения цифровой модели местности.

Для обработки снимков в Photoscan достаточно загрузить изображения в проект, установить точность координат центров снимков 1 см и запустить автоматический процесс уравнивания изображений и генерации плотного облака точек. Точность построения модели проверялась по ранее измеренным контрольным точкам, не участвующим в процессе уравнивания (табл.). Средняя квадратическая ошибка составила x= 4см, y=5 см, z= 7 см,

#Label

X/Longitude Y/Latitude Z/Altitude X_error Y_error

Z_error

1

29.750268 62.594423 78.626 -0.076576 -0.051925 0.072994

2

29.751747 62.593955 78.908 -0.035505 -0.053669

0.061148

3 29.751656 62.593974 78.915 -0.032421 -0.089987

0.045332

4

29.750855 62.595417 81.68 0.062724 -0.020427 0.071645
5 29.751278 62.595409 82.11 -0.041076 -0.073572

0.040098

6

29.751299 62.595422 82.061 -0.012024 0.003381

0.061621

После автоматической классификации облака точек были построены цифровая модель рельефа, горизонтали с шагом 0,5 метра и ортофотоплан.

Рис.4. 3D модель

 

Рис.5. Классификация облака точек

 

Рис.6. DEM

 

Рис.7. Ортофотоплан

Выводы

В результате проведенных работ была отработана технология цифровой аэрофотосъемки местности с применением дрона DJI PHANTOM 4 PRO PPK с дополнительно установленным GNSS приемником GPS/QZSS L1, GLONASS G1, BeiDou B1, Galileo E1, SBAS, позволяющим определять координаты центров фотографирования с сантиметровой точностью, а дальнейшая фотограмметрическая обработка данных позволяет в автоматическом режиме превратить набор аэрофотоснимков в высокоточную и детальную трехмерную модель местности, без закладки и координирования наземных опорных точек.

Полученное облако точек по своей детальности и точности не уступает материалам воздушного лазерного сканирования, а современные алгоритмы классификации данных обеспечивают распознавание поверхности земли, деревьев, зданий, сооружение и других технологических объектов.

Применение описанной выше технологии позволяет получать данные для построения топографических планов застроенной территории вплоть до масштаба 1:500 и имеет следующие  преимущества перед использованием дорогостоящих профессиональных беспилотных дронов и лазерных сканеров:

  • Низкая стоимость;
  • Легкость перевозки и простота управления дроном;
  • Оперативность получения информации;
  • Минимальное привлечение труда оператора, сокращение объемов полевых работ;
  • Детальность и точность данных.

 

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

Профессиональное решение для точного сельского хозяйства — DJI PHANTOM 4 PRO PPK MULTISPECTRAL

 

Комплектация и тех. характеристики:

GNSS приемник с функцией RTK/PPK позволяет определять координаты центров фотографирования с сантиметровой точностью и проводить фотограмметрическую обработку в автоматическом режиме без использования наземных опорных точек.

Дополнительно установленная на съемное крепление мультиспектральная камера Parrot Sequoia позволяет выполнять мультиспектральную съемку в одно и тоже время со стандартной камерой DJI. Питание камеры осуществляется от бортовой сети дрона и не требует установки дополнительной батареи или Powerbank.

По своим точностным характеристикам соответствует уровню профессиональных геодезических систем, при этом обладает рядом значительных преимуществ, таких как:

Преимущества:

1. Низкая стоимость приобретения, а так же дальнейшего обслуживания и ремонта;

2. Простота в использовании;

3. Малый вес и габариты, легкость в транспортировке;

4. Наличие датчиков препятствий и соответственно большая безопасность полетов;

5. Возможность взлета и посадки в стесненных условиях;

6. Универсальное решение для геодезической аэрофотосъемки, мониторинга лесов и сельскохозяйственных культур.

Теперь вы можете обрабатывать мультиспектральные снимки совместно с данными камеры DJI разрешением 20 MP и получать трехмерные модели местности и ортофотопланы с высокоточной привязкой без использования наземных опорных точек.

Практические примеры использования DJI PHANTOM 4PRO RTK/ PPK MULTISPECTRAL представлены на нашем сайте в разделе «БЛОГ»

 

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.