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
|
#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.
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.
