DJI Phantom 4 Pro RTK/PPK для построения высокоточной 3D-модели городской территории

Сегодня мы хотим продолжить серию статей об опыте использования квадрокоптера DJI Phantom 4 Pro 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 GNSS приемником Javad от сети базовых станций TRIMNET в RTK режиме.

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.

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 решения наших задач.

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

Выводы

В результате проведенных работ была отработана технология цифровой аэрофотосъемки местности с применением дрона DJI Phantom 4 Pro RTK/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.