TOPODRONE на INTERGEO 2018

Мы хотели бы поделиться лучшими моментами наших презентаций на стенде Emlid на Intergeo 2018 и теперь вы можете посмотреть их на Youtube канале Emlid. За запись этого видео и организацию фантастического события во время Intergeo 2018 во Франкфурте, было удивительно видеть так много пользователей и друзей Emlid!

Отчет по результатам путешествия на Дальний восток. Часть 1.

Вот и позади наше первое большое турне по развитию и популяризации использования бюджетных беспилотных систем для профессиональной геодезической съемки. Чуть меньше, чем за двадцать дней мы приняли участие в четырех конференциях:

29-30 ноября в городе Турку (Финляндия),

11 декабря в г. Ставрополь,

17-18 декабря в г. Хабаровск,

20-21 декабря — Петропавловск-Камчатский.

За этот короткий промежуток времени пересекли практически всю нашу страну, познакомились с огромным количеством российских и зарубежных специалистов-энтузиастов, использующих беспилотные системы в различных областях, таких как мониторинг лесов, сельское хозяйство, строительство, геодезия, кадастр, исследование природных ресурсов.

В предыдущих статьях уже публикованы отчеты о конференциях в Финляндии и в г. Ставрополе.

17-18 Декабря в г. Хабаровск на базе Тихоокеанского Государственного Университета был проведен научно-практический семинар «Опыт использования беспилотных систем для решения геодезических задач». В семинаре приняло участие более сорока представителей геодезических, кадастровых и строительных организаций дальневосточного региона.

Следует отметить, что дальневосточный регион является одним из самых богатых природными ресурсами и бурно развивающихся в нашей стране. Именно поэтому здесь все большую популярность приобретают и находят свое практическое применение беспилотные технологии, позволяющие более продуктивно и в короткое время проводить топографо-геодезические, изыскательские и кадастровые работы.

Огромный интерес участников семинара вызвали выступления представителей администрации г. Хабаровска об опыте применения беспилотников и создания ортофотоплана для планирования и развития городской инфраструктуры,

Рис.1. Выступление представителей городской администрации

 

Рис.2. Выявление самозахватов

 

Рис.3. Определение состояния дорог

 

Рис.4. Мониторинг строительства

 

Рис.5. Построение 3-х мерной модели рельефа

а также пример практической реализации проекта с применением решений TOPODRONE на базе квадрокоптера DJI PHANTOM 4 PRO PPK для выполнения геодезической съемки городской застройки в г. Южно-Сахалинске.

Рис.6. 3D модель городской застройки в г. Южно-Сахалинске

В свою очередь мы представили презентацию о участии нашей команды в зарубежных проектах, наглядно показывающую весь процесс геодезической аэрофотосъемки с использованием доработанных квадрокоптеров DJI.

Рис.7. Презентация иностранных проектов

В ходе семинара, совместно с его участниками, была выполнена съемка тестового участка в районе главного здания Тихоокеанского Университета, для контроля точности были установлены маркеры и определены координаты их местоположения двухчастотным ГНСС приемником от постоянно действующей базовой станции. К нашему счастью, Хабаровск порадовал нас относительно теплой, зимней погодой -10 C, так что полеты прошли в стандартном режиме, а отсутствие снежного покрова, позволило создать реальную поверхность земли при дальнейшей камеральной обработке.

Рис.8. Координирование контрольных маркеров

 

Рис.9. Аэрофотосъемка тестового полигона

В качестве базовой станции для полетов был использован геодезический РТК ГНСС приемник EMLID REACH RS+, являющийся примером новой генерации геодезического оборудования, которое имеет более чем доступную стоимость, а по своим возможностям не уступающий более дорогим профессиональным ГНСС системам.

Во второй день семинара мы провели обработку данных в онлайн режиме, таким образом, чтобы каждый участник семинара представлял весь технологический процесс и мог на практике убедиться в точностных характеристиках, разработанных TOPODRONE — беспилотных геодезических систем.

 

Рис.10. Процесс создания 3D модели Тихоокеанского Государственного Университета

 

Рис.11. Процесс создания 3D модели Тихоокеанского Государственного Университета

 

Рис.12. 3D модель Тихоокеанского Государственного Университета

 

Рис.13. 3D модель Тихоокеанского Государственного Университета

 

Рис.14. Картограмма перекрытий снимков

 

Рис.15. Отчет по точности расположения камер

По результатам обработки была создана фотореалистичная трехмерная модель района работ с точностью до 3 см в плане и по высоте. Данные результаты опровергли скепсис отдельных специалистов о применимости БПЛА для высокоточной геодезии.

Рис.16. Расположение контрольных маркеров для оценки точности

 

Второй день прошел в ключе живого общения, интересных практических вопросов и инновационных предложений, при этом участники конференции открыто делились своими теоретическими и практическими знаниями.

Большую благодарность и уважение хотим выразить к нашим хабаровским партнерам, организовавшим такое замечательное и полезное мероприятие.

До свидания радушный город Хабаровск, а мы отправляемся на Камчатку. Продолжение следует…

Приглашаем Вас на наши будущие конференции и практические семинары.

11 – 12 декабря 2018 в г. Ставрополь прошел Научно-практический семинар «Применение беспилотных систем для решения геодезических задач»

В ходе конференции представители более чем 30 изыскательских и кадастровых организаций из различных уголков нашей страны Ставрополя, Краснодара, Грозного, Мин. Вод, Крыма получили теоретические и практические знания в области применения беспилотных технологий для решения геодезических задач.

На конференции представители TOPODRONE провели презентацию широкого спектра квадрокоптеров фирмы DJI доработанных до уровня профессиональных геодезических систем, показали широкие возможности наиболее доступного на сегодняшний день RTK ГНСС приемника фирмы EMLID REACH RS+.

Рис.1. Квадрокоптеры фирмы DJI с технологией РРК

Огромный интерес и живое обсуждение вызвал доклад об международном опыте применения решений TOPODRONE в Индии, Испании, Финляндии, Индии, Греции. В ходе презентации были показаны реальные примеры реализации международных проектов и результатов их выполнения.

Отдельно стоит отметить техническую презентацию полетных возможностей дронов DJI в сложнейших погодных условиях с сильными порывами ветра со скоростью превышающей 15 м/c. В ходе показательных полетов свою стабильность и надежность при работе в экстремальных условия показал квадрокоптер DJI MATRICE 200 имеющий систему подогрева батарей, влагозащищенный корпус, наиболее продвинутую систему обнаружения препятствий и великолепные полетные характеристики.

Для подтверждения заявленных практических характеристик разработанных командой TOPODRONE решений была выполнена геодезическая аэрофотосъемка (АФС) тестового полигона, на котором заранее были закоординированы контрольные точки в режиме RTK от базовой станции EFT.

 

Совместно с участниками семинара была проведена камеральная обработка данных АФС.

Следует обратить внимание, что при постобработке ГНСС измерений использовались Rinex файлы полученные с базы EFT находящейся в 10 км от места производства работ.

Рис.2. База EFT находящаяся на расстоянии 10 км

 

 

Рис.3. Маршруты геодезической АФС

С лучшей стороны зарекомендовала себя доработанное программное обеспечение RTK LIB, позволившее получить высокоточные фиксированные значения координат местоположения дрона и моментов фотографирования.

При обработке ГНСС измерений использовалась новая версия разработанного TOPODRONE программного обеспечения TOPOSETTER, позволяющего повысить точность определения центров фотографирования и устранить шибки связанные с наклоном геодезической ГНСС антенны квадрокоптера при полетах в сложных метеоусловиях с сильными порывами ветра.

В результате фотограмметрической обработки была создана высоко детальная трехмерная модель местности и ортофотоплан с точностью порядка 2 см. При этом ни одной контрольной точки было использовано.

Рис.4. Положение моментов фотографирования

 

По результатам автоматической классификации трехмерной модели построены горизонтали, отображающие реальное состояние местности, без учета зданий и сооружений, опор ЛЭП и прочих техногенных объектов.

Рис.5. Ортофотоплан совмещенный с горизонталями

Рис.6. Схема размещения контрольных точек

Рис.7. Контрольная точка GCP

В таблице  приведена оценка точности определения координат контрольных точек, расположенных равномерно по району производства работ.

#Label

X/Longitude Y/Latitude Z/Altitude Error_(m) X_error Y_error Z_error
GCP1 41.77673 44.987135 294.29705 0.007868 0.00435 0.004597

-0.004675

GCP2

41.77722 44.988013 293.89965 0.010597 0.009414 0.002225 -0.004326
GCP3 41.777485 44.986838 295.80105 0.028434 0.018619 0.020228

-0.007255

GCP4

41.77884 44.986304 299.09785 0.023981 0.01222 0.008398 -0.018847
GCP5 41.778044 44.987197 295.69485 0.044419 -0.01787 -0.022778

0.033688

Мы благодарим организаторов семинара и его участников за теплую и продуктивную атмосферу профессионального общения. Приглашаем Вас принять участие в наших будущих конференциях и практических занятиях. Присоединяйтесь к нам для продвижения в России технологий доступной геодезической аэрофотосъемки!

Для получения видео и фотоматериалов конференции отправляйте запросы на info@topodrone.ru

Научно-практический семинар «Применение беспилотных систем для решения геодезических задач»

Команда Topodrone разрабатывает профессиональные решения для геодезической аэрофотосъемки на базе высокотехнологичных коптеров DJI MAVIC PRO, DJI PHANTOM 4 PRO, DJI MATRICE 200 и DJI MATRICE 600 PRO. Наши разработки нашли свое широкое применение, как в России, так и в зарубежных странах, например, Испании, Финляндии, Канаде, Швейцарии, Филиппинах, Греции, Франции, Чили и Болгарии.

Понимая на сколько важно для Российского геодезического сообщества представлять технологию геодезической аэрофотосъемки и иметь практические знания для реализации проектов, компания Topodrone проводит семинар «Применение беспилотных систем для решения геодезических задач»

11 декабря 2018г., начало 10:00, г. Ставрополь, «Волчьи ворота», хутор Грушёвый.

Для участия необходимо прислать письмо на эл. почту:

s89289631676@gmail.com

указать «Ф.И.О., ТЕЛЕФОН, тема письма УЧАСТИЕ В УЧЕНИЯХ».

17 – 18 Декабря 2018 г., г. Хабаровск ул. Тихоокеанская 150.

Данный семинар проводится на базе Тихоокеанского государственного университета в здании Бизнес инкубатора.

Вход свободный, количество мест ограниченно. Для участия необходимо прислать письмо на эл. почту:

17122018geo@mail.ru

указать «Ф.И.О., ТЕЛЕФОН, тема письма УЧАСТИЕ В УЧЕНИЯХ».

На учениях будут освещаться следующие вопросы:

1.Общая вводная часть по возможности использования БПЛА, опыт применения на примере реальных проектов, возможности использования при топографо-геодезических работах и построении трехмерных моделей местности, презентация геодезических квадрокоптеров.

2. Практическая часть:

— Планирование маршрутов полетов БПЛА для геодезической аэрофотосъемки

— Подготовка геодезического беспилотника DJI PHNATOM 4PRO PPK к работе

— Установка геодезической базовой станции

— Управление БПЛА

— Тестовые полеты

— Камеральная обработка (конвертация данных, постобработка GNSS измерений, создание проекта для фотограмметрической обработки в ПО Photoscan, Context capture, создание ортофотоплана и цифровой модели местности)

3. Законодательные аспекты, получение разрешений на полеты БПЛА

4. Монетизация использования БПЛА, где используется, какие сегменты развиваются, в каком направлении двигаться.

После прохождения учений пользователь получит доступ к учебному проекту, с подробной видео инструкцией, для самостоятельного выполнения работ по геодезической аэрофотосъемке и построению цифровых моделей местности.

Более подробно о возможности применения доработанных коптеров DJI для решения высокоточных геодезических задач читайте в нашем БЛОГЕ.

ПРИГЛАШАЕМ ВАС ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ В СЕМИНАРЕ!

УЧАСТИЕ БЕСПЛАТНОЕ!

Участие в конференции FIN DRONES «Применение дронов в сельском и лесном хозяйстве Финляндии»

Команда Topodrone, приняла участие в конференции FIN DRONES «Применение дронов в сельском и лесном хозяйстве Финляндии».

На стенде компании был представлен широкий спектр доработанных дронов DJI для решения геодезических и сельскохозяйственных задач, а так же ГНСС оборудование фирмы EMLID, дистрибьютером которого является компания Topodrone.

Рис.1

В ходе конференции были выполнены презентационные полеты и геодезическая аэрофотосъемка тестового полигона. Аэрофотосъемочные работы проводилась в сложнейших метеоусловиях со скоростью порывов ветра до 15 метров в секунду.

Весь процесс обработки данных, построение трехмерной модели местности и оценка точности результатов был проведен совместно с участниками конференции. Благодаря разработанному Topodrone алгоритму постобработки GNSS данных и устранения искажений за счет наклона антенны точность построения трехмерной модели местности составила 4-5 см.

Рис.3

Рис.4

Рис.5

Рис.6

Рис.7

Рис.8

Рис.9

 

Огромный интерес вызвала презентация Финского Государственного Института Природных Ресурсов LUKE об опыте применения дронов DJI дополнительно оснащенных мультиспектральной камерой и высокоточным геодезическим GNSS приемником для мониторинга и таксации лесов.

 

 

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.

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.

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.