Рис. 1. TOPODRONE DJI TOPODRONE DJI Mavic Mini PPK.
Начиная с 2018 года команда TOPODRONE разрабатывает доступные беспилотные геодезические системы, которые стали «законодателями моды» на рынке геодезических дронов и находят свое применение при инженерных изысканиях, мониторинге строительства, маркшейдерских работах, экологических исследованиях, поиске полезных ископаемых и геологических изысканиях, сельском хозяйстве, планировании городских территорий и многих других отраслях, где требуется проведение высокоточных измерений и создание трехмерных моделей. Более подробно о применение дронов TOPODRONE, оснащённых высокоточным геодезическим оборудованием, можно посмотреть на нашем youtube канале.
Рис. 2. Линейка продукции компании TOPODRONE.
Сегодня мы хотим представить Вашему вниманию самый миниатюрный геодезический квадрокоптер в мире, TOPODRONE DJI Mavic Mini PPK, оснащенный высокоточным мультисистемным L1/L2 ГНСС приемником и камерой 12 Mp, обладающей фиксированным фокусным расстоянием
Основная идея данной разработки – это создание доступного, легкого в использовании геодезического дрона, который станет незаменимым инструментом кадастрового инженера, топографа или проектировщика. Ведь не секрет, что профессиональное геодезическое оборудование - тяжелые тахеометры и ГНСС приемники, с которыми сложно управляться в одиночку. Поэтому многие кадастровые инженеры и проектировщики вынуждены заказывать геодезические измерения границ участков, зданий и сооружения, выполнение мелких топографических съемок у геодезических бригад.
Преимущества мини коптера для аэросъёмки
TOPODRONE DJI Mavic Mini PPK обладает весом менее 250 граммов при времени полета 16 минут и очень легок в управлении. А стоимость запасных батарей и комплектующих к нему минимальна, по сравнению с другими моделями квадрокоптеров.
Как показала практика, после 1-2 часов обучения пилотом данного дрона может стать любой пользователь и даже ребенок. Все примеры топографической съемки, представленные в этой статье, выполнялись молодым четырнадцатилетним человеком.
Следует отметить, что разработанная командой TOPODRONE технология выполнения работ позволяет полностью отказаться от использования отдельного геодезического ГНСС приемника в качестве базовой станции, это значительно сокращает начальную стоимость необходимо для закупки комплекта оборудования, что достаточно критично в такой сфере бизнеса, как кадастровые работы.
Как использовать TOPODRONE DJI Mavic Mini PPK
Геодезическая аэрофотосъемка
Рис. 3. Подготовка к полётам на TOPODRONE DJI Mavic Mini PPK.
Рис. 4. Управление TOPODRONE DJI Mavic Mini PPK.
Как мы говорили ранее, перед началом полетов нет необходимости устанавливать ГНСС приемник в качестве базы, если вы находитесь в зоне сети постоянно действующих базовых станций, которые достаточно широко распространены на территории нашей страны и в мире.
Таким образов Вам достаточно включить дрон и выполнить аэрофотосъемку для выполнения кадастровых работ. Мы рекомендуем произвести полеты в режиме перекрещивающихся маршрутов на высоте 30-50 метров, а также осуществить перспективную съемку самого здания или границ участка, для последующего высокоточного измерения по фотографиям.
Обратите внимание, что камера этого квадрокоптера изначально настроена на бесконечность и имеет стабильное фокусное расстояние, что немаловажно для последующей фотограмметрической обработки и позволяет ее выполнять полностью в автоматическом режиме.
Рис. 5. Схема планирования полета.
Как правило время съемки нескольких садовых участков или района площадью 10 Га не занимает более 16 минут. В день, при наличии достаточного количества батарей вы можете легко выполнить полевые работы в размере 100 Га съемки или 10 отдельным участкам площадью 10-20 соток.
Постобработка ГНСС измерений и геокодирование изображений
Следующим этапом работ является камеральная фотограмметрическая обработка. До ее начала Вам необходимо скачать файл статических ГНСС измерений с сайта провайдера геодезической сети. Мы в своей работе используем официальный сайт СНГО г. Москвы. В первую очередь по причине полного покрытия Московского региона и наличия высокоточных координат базовой станции, записанных внутри Rinex файла.
Рис. 6. Сайт СНГО Москвы.
Рис. 7. Интерфейс для загрузки данных статических измерений.
На следующем этапе фотографии и ГНСС измерения с дрона, данные с базовой станции, совпадающие по времени с проведением полевых работ, загружаются в программу постобработки ГНСС измерений и геокодирования изображений TOPOSETTER 2 PRO. Далее вам необходимо просто запустить процесс постобработки ГНСС измерений и геокодирования изображений. По результатам вычислений будут представлены следующие данные:
- Геокодированные изображения с записанными в EXIF теги координатами X,Y,Z и точностью постобработки;
- Список имен снимков и соответствующие им координаты WGS84;
- Список имен снимков и соответствующие им координаты МСК.
Обратите внимание, что если вы скачали несколько файлов, разбитых по одному часу наблюдений, то можно воспользоваться встроенной функцией объединения Rinex файлов.
Координаты базовой станции автоматически считываются из Rinex файла и пересчитываются в выбранной системе координат. На сегодняшний день в ПО TOPOSETTER 2 PRO предварительно включены параметры практически всех Российских МСК и международных проекций.
В TOPOSETTER 2 PRO мы постарались реализовать самые удобные и необходимы функции, в том числе и для автоматизации обработки нескольких полетов, выполненных от одной базовой станции. Для этого необходимо нажать кнопку «Пакетная обработка» и вы сможете загрузить все Ваши геодезические миссии для автоматизированного расчета высокоточных координат.
Рис. 8. Объединения нескольких файлов Rinex в один.
Рис. 9. Координаты базовой станции автоматически считываются из Rinex файла и пересчитываются в выбранной системе координат.
Рис. 10. Пакетная обработка данных с нескольких полетов от одной базовой станции.
Фотограмметрическая обработка снимков с дрона
Далее снимки с высокоточными центрами фотографирования загружаются в ПО для фотограмметрической обработки Pix4Dmapper. Так же возможно на первоначальном этапе импортировать систему координат МСК из prj файла, который входит в комплект поставки ПО TOPOSETTER 2 PRO.
После создания проекта достаточно запустить аэротриангуляцию, после чего установить откалиброванное фокусное расстояние в настройках элементов внутреннего ориентирования камеры и обновить уравнивание аэрофотосъемки, и на финальном этапе запустить процесс генерации плотного облака точек.
Рис. 11. Загрузка координат снимков в местной системе координат.
Рис. 12. Расположение участка работ и контрольных точек.
Рис. 13. Результаты аэрофототриангуляции.
Фотограмметрическая обработка. Контроль точности
Следует обратить особое внимание на стабильное значение фокусного расстояния по всем выполненным полетам, что позволяет выполнять фотограмметрическую обработку полностью в автоматическом режиме и отказаться от использования контрольных точек.
На каждом из участков работ мы проводили инструментальный контроль качества аэрофоториангуляции по заранее измеренным контрольным точкам. Точность построения плотного облака точек составляет порядка 3–5 см, как в плане и по высоте. При этом не одной контрольной точки не участвовало в уравнивании аэрофотоснимков.
Создание топографических планов и векторизация на основе данных АФС
Интерфейс программы Pix4Dmapper позволяет выполнять векторизацию точечных, линейных и полигональных объектов, а высокое качество и детальность плотного облака точек, отображающего здания и сооружения, столбы и опоры ЛЭП, провисы проводов, ограждения, дороги, растительность, реализует в полной мере возможность в камеральных условиях отрисовать ситуацию местности, удовлетворяющую по точности и детальности требованиям вплоть до масштаба 1:500.
Удобным инструментом является возможность корректировки узлов оцифрованных объектов по отдельным аэрофотоснимкам для более точного определения углов зданий, заборов и сооружений с точностью 2-3 см. Высокое качество и детальность облака точек позволяет выполнить его автоматическую классификацию и выделить рельеф, дорожное покрытие, здания и сооружения, растительность и построить горизонтали.
Рис. 14. Плотное облако точек.
Рис. 15. Векторизация и измерение провисов проводов.
Рис. 16. Векторизация бровок и подошв, границ дорожного покрытия, опор ЛЭП, заборов, зданий и сооружений.
Рис. 17. Точная корректировка границ здания по аэрофотоснимку.
Рис. 18. Плотное облако точек.
Рис. 19. Результаты автоматической классификации плотного облака точек.
Экспорт в ГИС и CAD программы, оформление топографического плана
На финальном этапе все отрисованные точечные, линейные и полигональные объекты, горизонтали и ортофотоплан экспортируются в ГИС или CAD программы в форматах SHP и DXF. Где происходит их окончательное оформление в соответствии с требованиями условных знаков и заказчика.
Рис. 20. Совмещение ортофотоплана с кадастровым планом территории.
Рис. 21. Автоматическое построение горизонталей по классифицированному облаку точек.
Рис. 22. Векторизация и создание топографического плана.
Рис. 23. Автоматическая классификация облака точек.
Рис. 24. Топографический план участка.
Применение TOPODRONE DJI Mavic Mini PPK для геодезии и кадастра
Как вы можете сами убедится из показанных нами практических материалов, применение TOPODRONE DJI Mavic Mini PPK для геодезической и кадастровой съемки не требует специальных навыков и с этой задачей может справиться практически каждый.
Применение миниатюрного геодезического дрона позволяет в разы сократить сроки полевых работ и отказаться от привлечения дорогостоящих специалистов для выполнения полевых работ.
Комплексное решение TOPODRONE автоматизирует процессы на всех этапах камеральной обработки: ПО TOPOSETTER 2 PRO выполняет постобработку ГНСС измерений и геокодирование изображений полностью в автоматическом режиме. Просто скопируйте данные с квадрокоптера, базовой станции и запустите процесс расчета в необходимой для Вас местной системе координат.
Учитывая фиксированное фокусное расстояние, никогда еще фотограмметрическая обработка не была такой простой. Загрузите данные подготовленные после TOPOSETTER 2 PRO в ПО Pix4Dmapper и выполните весь процесс фотограметрии и генерации облака точек в автомате.
Благодаря высокой детальности облака точек вы можете векторизовать объекты в 3D режиме, как будто вы находитесь в поле, на объекте, а автоматическая классификация позволит Вам выделить рельеф и создать горизонтали в течение нескольких минут.
Точность построения трехмерной модели и ортофотоплана удовлетворяет требованиям масштаба 1:500 и мельче, а высокая детальность облака точек позволяет выполнить векторизацию ситуации местности полностью в камеральных условиях, включая углы сооружений, и измерить провисы проводов.
Низкая стоимость квадрокоптера и расходных материалов (аккумуляторных батарей, пропеллеров), а также легкость в управлении приближают тот момент, когда каждый кадастровый инженер или топограф может позволить себе покупку геодезического беспилотника и повысить свою продуктивность, значительно сократив часы и затраты на выполнение полевых работ.
