Для контроля точности результатов воздушного лазерного сканирования компания METRUM выполнила измерения ГНСС приемником в режиме РТК, а также тахеометром более 200 контрольных точек, расположенных на асфальте, бордюрах, опорах ЛЭП, а также в лесу.
Рис. 1. Расположение контрольных точек.
Перед полетом мы установили ГНСС-приемник в качестве базовой станции. Записи статических данных с частотой 1 Гц достаточно. Все, что нужно, это получить точные координаты базовой станции.
Рис. 2. ГНСС приемник используется в качестве базовой станции.
Для планирования миссии лазерного сканирования и управления беспилотником мы, как обычно при выполнении важного проекта, использовали ПО UgCS Expert.
Рис. 3. Отслеживание хода выполнения воздушного лазерного сканирования в UgCS Expert.
На территории в 16 га, покрытой густым лесом, выполнено воздушное лазерное сканирование с помощью TOPODRONE LiDAR 100 LITE, установленным на DJI Matrice 300, всего за 12 минут.
Как вы можете увидеть на фотографиях, мы проводили съемку вечером, и в этом самое большое преимущество технологии лазерного сканирования. Она не зависит от условий освещения, и вы можете получать данные даже ночью.
После полета мы обработали траекторию в программе TOPODRONE Post Processing и сгенерировали облако точек в латвийской проекции LKS-92 TM и LV14 GEOID с использованием предварительно откалиброванных параметров для лазерного сканера. Обработка данных заняла не более 15 минут.
Рис. 4. Результаты уравнивания траектории в ПО TOPODRONE Post Processing.
Рис. 5. Выбор участков маршрута ВЛС для генерации облака точек.
Рис. 6. Генерация облака точек TOPODRONE LiDAR 100 LITE в режиме реального времени.
Рис. 7. Результаты воздушного лазерного сканирования, совмещенные с траекторией полета.
На следующий день мы выполнили фотограмметрическую съемку для окрашивания облака точек с помощью дрона DJI Phantom 4 Pro с дополнительно установленным комплектом TOPODRONE DJI Phantom 4 PPK Upgrade Kit.
Рис. 8. TOPODRONE DJI Phantom 4 Pro PPK использовался в данном проекте для раскрашивания облака точек в реальные цвета.
Рис. 9. Облако точек TOPODRONE LiDAR 100 LITE в RGB цветах.
Рис. 10. Трехмерная модель опоры ЛЭП.
На следующем этапе мы провели автоматическую оценку точности по нескольким десяткам контрольных точек, которые были измерены под деревьями, на асфальте, на краях дорожных бордюров, а также на опорах ЛЭП и проводах.
Результаты графического совмещения контрольных точек и трехмерной модели, а также автоматический отчет по оценке точности расположения облака точек и контрольных пикетов представлены ниже.
Рис. 11. Совмещение контрольных точек и трехмерной модели опоры ЛЭП.
Рис. 12. Расположение контрольных точек под деревьями.
Рис. 13. Расположение контрольных точек на асфальте и бордюрах.
Автоматический отчет контроля точности облака точек воздушного лазерного сканирования относительно измеренных контрольных точек.
|
ID |
X |
Y |
Known Z |
Z |
dz |
|
1 |
513090.953000 |
309903.726000 |
11.180000 |
11.215600 |
0.035600 |
|
4 |
513095.226000 |
309906.461000 |
11.270000 |
11.241000 |
-0.029000 |
|
6 |
513098.873000 |
309908.183000 |
11.230000 |
11.209700 |
-0.020300 |
|
7 |
513100.787000 |
309908.760000 |
11.070000 |
11.108000 |
0.038000 |
|
10 |
513102.815000 |
309908.853000 |
11.230000 |
11.220000 |
-0.010000 |
|
12 |
513104.831000 |
309908.686000 |
11.230000 |
11.250300 |
0.020300 |
|
13 |
513106.818000 |
309908.270000 |
11.080000 |
11.138300 |
0.058300 |
|
14 |
513106.808000 |
309908.232000 |
11.240000 |
11.220000 |
-0.020000 |
|
15 |
513109.638000 |
309907.212000 |
11.090000 |
11.128000 |
0.038000 |
|
16 |
513109.637000 |
309907.157000 |
11.240000 |
11.199000 |
-0.041000 |
|
18 |
513112.363000 |
309905.830000 |
11.220000 |
11.168700 |
-0.051300 |
|
19 |
513115.012000 |
309904.296000 |
11.060000 |
11.118000 |
0.058000 |
|
21 |
513116.716000 |
309903.034000 |
11.030000 |
11.036300 |
0.006300 |
|
23 |
513118.598000 |
309900.742000 |
10.980000 |
10.975300 |
-0.004700 |
|
25 |
513119.142000 |
309899.281000 |
10.960000 |
10.996000 |
0.036000 |
|
27 |
513119.540000 |
309895.429000 |
11.000000 |
10.965300 |
-0.034700 |
|
31 |
513124.539000 |
309895.856000 |
10.970000 |
10.955000 |
-0.015000 |
|
32 |
513125.316000 |
309899.336000 |
10.920000 |
10.894000 |
-0.026000 |
|
33 |
513127.154000 |
309904.267000 |
10.920000 |
10.914000 |
-0.006000 |
|
34 |
513130.334000 |
309907.784000 |
11.020000 |
11.036000 |
0.016000 |
|
35 |
513130.852000 |
309908.335000 |
11.030000 |
11.035700 |
0.005700 |
|
36 |
513130.952000 |
309908.160000 |
11.210000 |
11.208700 |
-0.001300 |
|
37 |
513141.572000 |
309905.624000 |
11.140000 |
11.198300 |
0.058300 |
|
39 |
513144.383000 |
309904.634000 |
11.190000 |
11.228700 |
0.038700 |
|
43 |
513144.612000 |
309903.617000 |
11.400000 |
11.422000 |
0.022000 |
|
59 |
513122.341000 |
309907.410000 |
10.830000 |
10.772000 |
-0.058000 |
|
60 |
513123.038000 |
309925.571000 |
11.290000 |
11.341000 |
0.051000 |
|
62 |
513123.152000 |
309925.547000 |
11.420000 |
11.392000 |
-0.028000 |
|
63 |
513123.268000 |
309924.831000 |
11.280000 |
11.310300 |
0.030300 |
|
65 |
513123.773000 |
309924.179000 |
11.280000 |
11.300300 |
0.020300 |
|
67 |
513124.398000 |
309923.698000 |
11.270000 |
11.280000 |
0.010000 |
|
69 |
513125.135000 |
309923.444000 |
11.280000 |
11.300300 |
0.020300 |
|
71 |
513125.915000 |
309923.392000 |
11.280000 |
11.310700 |
0.030700 |
|
73 |
513127.985000 |
309923.977000 |
11.270000 |
11.280000 |
0.010000 |
|
75 |
513127.941000 |
309924.127000 |
11.430000 |
11.381700 |
-0.048300 |
|
76 |
513130.820000 |
309925.949000 |
11.300000 |
11.289700 |
-0.010300 |
|
78 |
513130.790000 |
309926.092000 |
11.440000 |
11.421700 |
-0.018300 |
|
79 |
513124.613000 |
309925.316000 |
11.470000 |
11.503700 |
0.033700 |
|
82 |
513130.603000 |
309931.773000 |
11.500000 |
11.543700 |
0.043700 |
|
84 |
513142.618000 |
309936.374000 |
11.470000 |
11.421300 |
-0.048700 |
|
85 |
513142.637000 |
309936.345000 |
11.360000 |
11.390700 |
0.030700 |
|
87 |
513148.158000 |
309929.958000 |
11.370000 |
11.340000 |
-0.030000 |
|
88 |
513148.227000 |
309929.906000 |
11.370000 |
11.340000 |
-0.030000 |
|
89 |
513149.285000 |
309928.719000 |
11.420000 |
11.391000 |
-0.029000 |
|
94 |
513136.554000 |
309919.675000 |
11.310000 |
11.289700 |
-0.020300 |
|
95 |
513136.586000 |
309919.596000 |
11.300000 |
11.300000 |
0.000000 |
|
96 |
513137.714000 |
309918.374000 |
11.330000 |
11.310000 |
-0.020000 |
|
97 |
513136.267000 |
309916.336000 |
11.220000 |
11.218300 |
-0.001700 |
|
99 |
513133.512000 |
309916.969000 |
11.290000 |
11.259000 |
-0.031000 |
|
100 |
513133.583000 |
309916.855000 |
11.290000 |
11.269000 |
-0.021000 |
|
101 |
513132.769000 |
309916.398000 |
11.140000 |
11.116700 |
-0.023300 |
|
102 |
513132.726000 |
309915.577000 |
11.110000 |
11.137300 |
0.027300 |
|
104 |
513132.758000 |
309914.814000 |
11.110000 |
11.106700 |
-0.003300 |
|
106 |
513133.393000 |
309913.503000 |
11.080000 |
11.076300 |
-0.003700 |
|
108 |
513134.387000 |
309912.621000 |
11.050000 |
11.056000 |
0.006000 |
|
109 |
513134.392000 |
309912.652000 |
11.090000 |
11.056000 |
-0.034000 |
|
110 |
513134.452000 |
309912.708000 |
11.090000 |
11.056000 |
-0.034000 |
|
116 |
513136.506000 |
309911.546000 |
11.090000 |
11.045700 |
-0.044300 |
|
170 |
513257.893000 |
310026.660000 |
11.660000 |
11.601000 |
-0.059000 |
|
176 |
513249.628000 |
310020.407000 |
11.750000 |
11.733700 |
-0.016300 |
|
179 |
513249.083000 |
310021.116000 |
11.760000 |
11.754000 |
-0.006000 |
|
180 |
513248.514000 |
310021.394000 |
11.750000 |
11.770200 |
0.020200 |
|
182 |
513247.664000 |
310021.191000 |
11.750000 |
11.788400 |
0.038400 |
|
186 |
513247.307000 |
310015.484000 |
11.510000 |
11.489700 |
-0.020300 |
|
198 |
513247.161000 |
310029.355000 |
11.860000 |
11.855300 |
-0.004700 |
|
201 |
513247.283000 |
310030.800000 |
11.860000 |
11.865300 |
0.005300 |
В целях всестороннего анализа качества материалов мы совместили данные ВЛС и облако точек, полученное с наземного лазерного сканера. Важно отметить, что точность и детальность материалов воздушного лазерного сканирования позволяет определить высоты стволов деревьев, размер и форму крону, а также диаметр ствола. При этом наземное лазерное сканирование обеспечивает большую детальность отображения объектов около земли, но не позволяет определить реальную высоту деревьев.
Рис. 14. Данные наземного и воздушного лазерного сканирования.
Рис. 15. Совмещение трехмерных облаков точек, полеченных при наземном и воздушном лазерном сканировании.
Данный проект демонстрирует реальные преимущества использования технологии лазерного сканирования по сравнению с фотограмметрией для получения точных и надежных результатов на покрытых растительностью территориях в короткие сроки.
Как мы и заявляли ранее, технология съемки воздушным сканером TOPODRONE предоставляет надежные и точные материалы, на сбор которых не влияют параметры освещенности и время суток.
Скорость обработки данных ВЛС в десятки раз быстрее времени построения плотного облака точек в фотограмметрическом программном обеспечении и позволяет с высокой точностью определять поверхность рельефа даже в густой растительности.
Разработанная компанией TOPODRONE технология обработки данных лазерного сканирования отличается доступностью программного обеспечения и простотой.
