Использование доработанных квадрокоптеров DJI Phantom 4PRO RTK-PPK и DJI Matrice 200 RTK-PPK для решения маркшейдерских задач на острове Масбате, Филиппины

Сегодня мы хотим поделиться результатами выполненного проекта по геодезической аэрофотосъемке с использованием доработанных коптеров DJI PHANTOM 4PRO RTK/PPK и DJI MATRICE 200 RTK/PPK действующего горнодобывающего предприятия MASBATE GOLD PROJECT на острове Масбате, Филиппины.

В ходе работ была выполнена аэрофотосъемка и построены трехмерные модели территории площадки складирования грунта ROMpad area, карьера основной жилы (Maim Vein Pit area) и бортов карьеров представленных на Рис.1

  • Район ROMpad общей площадью 140 000 кв.м.
  • Район Main Vein Pit площадью 200 000 кв.м
  • Высоко детальная трехмерная съемка Main Vein Pit Wall

Рис.1 Расположение районов работ

Общая технология работ на проекте выглядела следующим образом:

  1. Подготовительный этап, на котором были спланированы маршруты полетов (Рис.2), установлена на пункте с известными координатами базовая станция (Рис.2).
  2. Полевые работы включающие маркировку на местности и определение координат контрольных точек (Рис.3), выполнение аэрофотосъемки (Рис.4 и 5)
  3. Камеральные работы. Постобработка ГНСС измерений, предварительная фотограмметрическая обработка, оценка точности построения модели по контрольным точкам
  4. Камеральные работы и построение высоко детальной трехмерной модели территории

Рис.2 Планирование маршрутов аэрофотосъемки

Рис.3 Планирования маршрутов для трехмерного моделирования

Рис.4 Установка базовой станции

Рис.5 Расположение контрольных точек

По завершению полетов была выполнена постобработка данных GNSS измерений, получены и присвоены снимкам высокоточные координаты центров фотографирования, выполнена фотограмметрическая обработка данных аэрофотосъемки, проведен контроль точности построенной трехмерной модели по ранее измеренным контрольным точкам, отчет по контролю точности приставлен в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Отчет по точности построения модели в районе ROMpad

#Label

X Y Z Error_(m) X_error Y_error Z_error

GC1

29436.09 25455.36 1062.941 0.041656 -0.01529 -0.03871

0.001728

GC2

29424.71 25481.87 1062.678 0.044686 0.037046 0.021721

0.012354

GC3

29462.4 25470.99 1063.142 0.036729 0.031004 0.019692

0.00017

GC4

29474 25494.37 1063.164 0.033717 0.001213 0.011139

0.0318

GC5

29461.39 25534.23 1063.135 0.026046 -0.003 0.023188

0.011474

Base

29491.3

25240.93 1123.2 0.023857 0.000045 -0.01259 0.020267

Таблица 2. Отчет по точности построения модели в районе Main Vein Pit

#Label

X Y Z Error_(m) X_error Y_error

Z_error

1

29809.288 25338.7987 1050.3999 0.038513 0.011266 0.035448 -0.009989
2 29962.4151 25340.0493 1040.1786 0.030702 -0.008612 0.018132

-0.023231

3

29814.733 25397.4027 1039.9323 0.026568 0.008551 0.02318

-0.009768

По результатам работ были созданы высоко детальные трехмерные модели территории, карта высот, горизонтали показанные на Рис. 6,7,8,9,10,11,12,13

Рис. 6 3D модель территории

Рис. 7 3D модель территории

Рис. 8 3D Борта карьера

Рис. 9 3D Борта карьера

Рис. 10 3D Бортов карьера

Рис. 11 3D TIN модель бортов карьера

Рис. 12 Горизонтали совмещенные с 3D модель бортов карьера

Рис. 13 Карта высот

Выводы

Высокая точность. Применение разработанной командой Topodrone технологии геодезической аэрофотосъемки на территории действующего горнодобывающего предприятия показало высокую точность построения цифровой модели местности соответствующей требованиям нормативных документов масштаба 1: 500 без использования наземных опорных точек которая составила 3 см в плане и по высоте.

Высокая производительность. Использование беспилотных технологий позволяет выполнять аэрофотосъемку и автоматизированную обработку данных с получением итогового результата в виде детальной трехмерной модели местности на площади порядка 300 га в день

Надежное решение для горных районов и местности со сложным рельефом. Применяемая технология Post Processing Kinematic обеспечивает высокую стабильность получения фиксированного решения и сантиметровую точность определения координат центров фотографирования, при этом позволяет работать без прямой связи между дроном и базовой станции.

Экономия времени и средств Разработанная Topodrone технология позволяет получать высокоточные данные без использования опорных точек, что значительно экономит время и средства на выполнение полевых работ, особенно в труднодоступных участках карьеров и действующих предприятий

Легкость и удобство обработки данных. Набор данных получаемых с дрона позволяет провести их камеральную обработку в автоматическом режиме при минимальном использовании труда оператора.

DJI Matrice 200 RTK-PPK

DJI Matrice 200 RTK-PPK

 

Тестирование DJI Phantom 4PRO PPK по критериям национального стандарта National Standard for Spatial Data Accuracy (NSSDA) в Индии

Topodrone (Россия) and Matrix Geo Solution (Индия) совместно с Institute of Photogrammetry & Geo-Informatics (IPGI) (Индия) рады предложить вашему вниманию результаты тестирования квадрокоптера DJI PHANTOM 4 PRO PPK, которые подтверждают, что стабильная точность построения ортофотопланов и цифровых моделей местности без использования наземных опорных точек составляет 3 см  и может быть улучшена до 2 см в плане и по высоте.

Технология DJI Phantom PPK обеспечивает стабильные результаты и является действительной альтернативой использованию наземных опорных точек.

Проведение тестирования было выполнено по следующей схеме:

Схема проведения тестирования


  1. 1. Определение района работ

Тестовый полигон был выбран за границами полетных зон аэропортов. Площадь района в размере 11 Га была выбрана таким образом, что бы могла быть покрыта полетом на одной батарее с высоты 60/100/150 метров (Рис.1).

Pиc.1 Район работ

  1. Установка базовой станции и определение наземных контрольных точек

В качестве базовой станции мы использовали REACH RS+ GNSS приемник, установленный на точке и известными координатами (Рис.2).

Контрольные точки были равномерно расположены по району работ и их координаты определены в РТК режиме (Рис.3).

Рис.2. Базовая станция Reach RS+

Рис.3 Определение координат опорных точек

Pиc 4. Расположение опорных точек

  1. Планирование и выполнение полетов

Мы запланировали и выполнили три полета на высоте 60, 100, 150 метров с продольным и поперечным перекрытием в размере 85% и 70 % соответственно на скорости до 9 м/сек.

Рис.5 Планирование полетов

  1. Обработка данных

После полетов мы скачали набор изображений, сырые данные с дрона и GNSS приемника.

GNSS измерения были сконвертированы в Rinex формат и выполнена их постобработка в RTK LIB. В результате были получены высокоточные координаты центров экспозиции снимков, которые в дальнейшем были импортированы в изображения приложением Toposetter.

Была проведена фотограмметрическая обработка данных полученных с различной высоты съемки в программном обеспечении AGISOFT PHOTOSCAN.

После обработки координаты контрольных точек были импортированы в проект и выполнена оценка точности уравнивания блоков изображений для каждого полета на высоте 60, 100, 150 метров.

Одновременно была проведена оценка точности в традиционном стерео режиме на фотограмметрической рабочей станции. Результаты были признаны высокоточными, все ошибки были распределены в пределах 3-4 см в плане и по высоте. В отдельных случаях была достигнута точность порядка 2 см.

В представленных ниже таблицах приведены результаты сравнения координат контрольных точек определенных на изображениях и в полевых условиях.

Таблица 1. Высота 60м

Таблица 2. Высота 100м

Таблица 3. Высота 150м

Выводы

Представленные выше результаты обработки данных трех тестовых полетов показывают стабильную точность в пределах двух пикселей изображений и удовлетворяют Национальному Индийскому Стандарту Точности Геопространственных Данных (National Standard for Spatial Data Accuracy (NSSDA)).

 

 

 

 

 

Геодезический беспилотник DJI MAVIC PRO PPK — компактное и профессиональное решение для геодезической аэрофотосъемки без опорных точек

Всем доброго дня!  Хочется поделится результатами практического применения доработанных командой Topodrone беспилотников для выполнения высокоточной геодезической съемки, кадастровых, маркшейдерских и геологических работ, высокодетального трехмерного моделирования.

Первый раз доработанный нами геодезический беспилотник DJI PHANTOM 4PRO PPK поднялся в небо в феврале 2018 года, с этого момента уже более 30 компаний используют наши дроны в работе, география их полетов достаточно широкая Россия, Канада, Финляндия, Греция, Испания и даже Самоа!

Первый полет в феврале 2018 года мы провели на высоте 200 метров и достигли точность в плане от 13 до 20 см без использования опорных точек. После доработок технического и программного уровня мы стали более качественно фиксировать момент съёмки и повысили точность построения модели, теперь геодезический беспилотник DJI PHANTOM 4PRO PPK позволяет получить точность до 3 см с высоты 60м, 5-7 см с высоты до 120 — 150 м и порядка 10 — 12 см с высоты 200 метров. Как нам кажется, это очень неплохой результат, который позволяет использовать бюджетный коптер для решения многих видов геодезических задач. При этом планирование полетов выполняется в любом удобном для пользователя ПО, UGCS, Pix4d, MapPilot и т.д.

Но мы не стоим на месте и сегодня хотим представить вашему вниманию наш новый геодезический беспилотник — DJI MAVIC PRO PPK с дополнительно установленным геодезическим GNSS приемником интегрированным с камерой 12 м.п., что позволяет сохранять координаты центров фотографирования с сантиметровой точностью и создавать высокоточные и детальные трехмерные модели местности и ортофотопланы. Закончив серию испытаний, мы можем уверенно подтвердить, что при съемке с высоты 80 метров наше технология обеспечивает точность построения трехмерной модели порядка 6-8 см без использования опорных точек!!!

Для тестирования мы выбрали полигон на котором были измерены наземные контрольные точки, хорошо распознаваемые на местности, которые использовались для оценки точности построения модели. Выполнили полеты с двойным перекрытием маршрутов с высоты 80 метров.

Маршруты аэрофотосъемки

Рис. 1 Маршруты аэрофотосъемки с двойным перекрытием маршрутов

Расположение наземных контрольных точек

Рис.2 Расположение наземных контрольных точек

По результатам фотограмметрической обработки было выполнено уравнивание блока снимков с использованием только высокоточных координат центров фотографирования. Затем мы загрузили наземные контрольные точки (Рис.2) и определили их местоположение на изображениях, в таблице 1. приведен отчет по точности их определения.

Таблица 1

#Label

X/Longitude Y/Latitude Z/Altitude Error_(m) X_error Y_error

Z_error

GCP 1

37.454803 55.663711 191.251 0.086694 -0.05813 0.063793

0.008196

GCP 7

37.454798 55.663675 191.275 0.093865 -0.082014 0.044153 -0.011615
GCP 2 37.45459 55.663724 191.299 0.093658 -0.041473 0.081557

-0.020007

GCP 3

37.454473 55.662803 190.81 0.071111 0.014146 0.047028 0.05143
GCP 4 37.454498 55.662802 190.821 0.117217 -0.034705 -0.000917

-0.111958

GCP 5

37.45513 55.662734 190.678 0.090842 0.021256 0.020252 -0.085967

GCP 8

37.455183 55.662981 190.807 0.102112 -0.005663 0.078512

-0.065043

GCP 6 37.455433 55.663009 190.459 0.087166 -0.003536 0.065889

-0.056957

После построения плотного облака точек, был создан ортофотоплан и трехмерная модель местности, по которой возможно определить координаты любого объекта, а так же провести необходимые вычисления, например, объемов грунта (Рис.3., Рис.4., Рис.5.).

Трехмерная модель местности

Рис.3. Трехмерная модель местности

 

Трехмерная модель местности

Рис.4. Трехмерная модель местности

Определение объемов грунтаРис.5. Определение объемов грунта

Достоинствам доработанного командой Topodrone квадрокоптера:

—  размеры и складную конструкцию. Они позволяют уместить его в ладони в сложенном состоянии и без опасений отправить в рюкзак для длительной переноски или даже закрепить его на поясном ремне в специальной сумке;

— дальность полета, которая составляет рекордные 7 километров. На этом расстоянии квадрокоптер продолжает принимать сигнал от аппаратуры по модернизированному каналу передачи данных;

— встроенный аккумулятор, один его заряд обеспечивает до 27 минут полета;

— продвинутая система обнаружения препятствий. Квадрокоптер может автоматически подниматься перед наклонными объектами вроде склонов гор или лестниц, плавно поднимаясь и опускаясь вслед за отслеживаемым движущимся объектом. Всего в конструкции предусмотрено 2 сонара и 5 одновременно работающих камер.

— дополнительный геодезический GNSS приемник (GPS/QZSS L1, GLONASS G1, BeiDou B1, Galileo E1, SBAS), позволяет определить координаты центров фотографирования с сантиметровой точностью и  проводить фотограмметрическую обработку без использования наземных опорных точек. При этом детальность данных и их точность соответствуют материалам воздушного лазерного сканирования, а современные технологию позволяют создавать не только детальные трехмерные модели, но и классифицировать облака точек, выделять здания и сооружения, растительность и поверхность земли.

— относительно низкая стоимость и простота его использования дрона расширяет возможности его применения в различных отраслях народного хозяйства.

Геодезический беспилотник DJI MAVIC PRO upgraded by Topodrone имея все выше перечисленные преимущества и технологические новшества создает новый тренд в направлении беспилотных летательных аппаратов для геодезии, и позволяет сделать их по сути незаменимым прибором, который каждый геодезист, маркшейдер, кадастровый инженер, археолог или геолог будет носить с собой в ближайшем будущем.

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.

Программное обеспечение TOPOSETTER

Компания TOPODRONE представляет пользователям программное обеспечение TOPOSETTER для присвоения высокоточных координат центров фотографирования в EXIF теги изображений.

  1. Выбираете папку с изображениями

Шаг.1

2. Выбираете файл event.pos

Шаг.2

3. Указываете снимок и соответствующую запись из event.pos

Шаг.3

4. Нажимаете Step 3

5. Указываете допуск поиска 1 сек

Шаг.4

  1. Программа находит соответствие и выдает таблицу q=1 если все нормально, q=5 если не нашла снимки
  2. Можете сразу присвоить координаты в изображения (Update metadata) и/или сохранить текстовый файл с именами снимков и их точными координатами (Save list of coordinates).

Автоматизированная фотограмметрическая обработка материалов аэрофотосъемки, создание детальной трехмерной модели местности, классификация облака точек в программном обеспечении — Pix4Dmapper.

Как мы уже писали ранее в наших статьях, современные беспилотники позволяют оперативно и с минимальными затратами провести аэрофотосъемку местности, получить высоко детальные и актуальные данные о состоянии территории. Беспилотные системы находят все большее применение в таких областях, как мониторинг, топография, инженерные изыскания, кадастр, различные виды маркшейдерских работ (об этих и других возможностях использования БПЛА можно прочитать  в разделе «Блог»).

При выборе беспилотника для геодезии следует учитывать такие факторы, как удобство транспортировки и использования, легкость формирования полетных заданий для площадных и линейных объектов, надежность и стабильность работы всех систем в полете, стоимость приобретения оборудования и его дальнейшего обслуживания, разрешение камеры, возможность координировать аэрофотоснимки с геодезической точностью и, что не маловажно, получать данные позволяющие проводить автоматизированную обработку  информации в специализированном ПО «Pix4Dmapper» для сокращения сроков и стоимости камеральных работ.

Рассмотрим автоматизированную обработку данных аэрофотосъемки выполненной квадрокоптером DJI PHANTOM 4 PRO доработанным специалистами нашей компании до уровня профессиональных БПЛА для геодезии и оснащенного высокоточным GPS/GLONASS приемником (технические характеристики приведены в разделе «Продажа геодезических беспилотников»)

геодезический беспилотник, квадрокоптер, бпла

DJI Phantom 4 PRO TOPO

Фотограмметрическая обработка в программном обеспечении Pix4D состоит из следующих этапов:

— Этап 1. Загрузка изображений, предварительное уравнивание

— Этап 2. Оценка точности по наземным контрольным точкам

— Этап 3. Построение плотного облака точек, автоматическая классификация (выделение поверхности земли, отдельно стоящих зданий, растительности, дорог и других технических объектов, построение ортофотоплана)

На первом этапе мы имеем набор данных из 161-го стереоснимка с разрешением 5 см, снятых с высоты 200 метров над уровнем земли, а так же координаты центров фотографирования определённых геодезическим GNSS приемником, что позволяет с высокой точностью, в автоматическом режиме выполнить предварительное уравнивание изображений. Следует отметить, что при использовании данных с квадрокоптера DJI в стандартной комплектации это невозможно.

На рис. 1 и 2 красным цветом показаны координаты центров фотографирования определенных стандартным GPS приемником  DJI Phantom 4 PRO, а зеленым — координаты фактического местоположения снимков полученных геодезическим GNSS приемником. В среднем разница между координатами составляет от 15 до 20 метров в плане и от 25 до 30 метров по высоте.

Схема расположения центров фотографирования

Рис.1. Схема расположения центров фотографирования

 

Схема расположения центров фотографирования

Рис.2. Схема расположения центров фотографирования

 

На втором этапе для оценки точности построения модели использовались шесть ранее измеренных наземных опорных точек, расположенные по всей площади района работ. Вычисленная среднеквадратическая ошибка по осям х,y и z составила 12.89 см, 13.66см, 16.10 см соответственно. (см. Таблица 1)

Таблица 1. Отчет точности определения координат контрольных точек

Check Point Name

Accuracy XY/Z [m] Error X [m] Error Y [m] Error Z [m]

point 1

-0.041 0.235

0.157

point 2

-0.077 0.187

0.108

point 3

-0.074 0.068

0.203

point 4

-0.173 0.020

0.158

point 5

-0.191 0.039

0.160

point 6

-0.142 0.124 0.166

Mean [m]

-0.116364 0.112186

0.158658

Sigma [m]

0.055455 0.077976

0.027734

RMS Error [m] 0.128902 0.136623

0.161063

Цифровая модель местности, наземные опорные точки, проекции аэрофотоснимков

Рис.3 Цифровая модель местности, наземные опорные точки, проекции аэрофотоснимков

 

На третьем этапе был выполнен процесс построения облака точек и его классификации, в результате которого получена высокоточная трехмерная модель местности состоящая из 18 937 834 точек, плотностью порядка 20 точек/м2.

С помощью инструментов автоматической классификации выделены здания, сооружения, опоры и провода ЛЭП, а также растительность (Рис.4,5,6,7,8), что позволило в автоматическом режиме исключить эти объекты из поверхности и построить цифровую модель рельефа (Рис.9)

Плотное облако точек

Рис.4 Плотное облако точек

 

Облако точек после классификации. Цветом выделены растительность, опоры, провода ЛЭП, здания и сооружения

Рис.5 Облако точек после классификации. Цветом выделены растительность, опоры, провода ЛЭП, здания и сооружения

 

Облако точек

Рис.6. Облако точек

 

Облако точек после классификации. Выделены деревья, опоры и провода ЛЭП, здания и сооружения

Рис.7 Облако точек после классификации. Выделены деревья, опоры и провода ЛЭП, здания и сооружения

 

Цифровая модель местности

Рис.8 Цифровая модель местности

 

Цифровая модель рельефа совмещенная с горизонталями

Рис.9 Цифровая модель рельефа совмещенная с горизонталями

 

Итоги:

Подводя итоги, хочется отметить 3 причины использования профессиональных решений на базе беспилотников фирмы DJI, разработанных нашей компанией, для геодезической аэрофотосъемки:

‌Инновационность
Будьте на шаг впереди в области геодезической аэрофотосъемки, фотограмметрии и визуализации полученных данных
‌Эффективность
Используйте полностью автоматические рабочие процессы аэрофотосъемки и фотограмметрической обработки данных
Точность
Получайте высокоточные и детальные материалы, соответствующие самым высоким стандартам

Кадастровая аэрофотосъемка с применением геодезического квадрокоптера DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK без использования наземных опорных точек

Кадастровая аэрофотосъемка состоит из следующих этапов:

На первом этапе специалистами компании «Topodrone» были установлены наземные контрольные точки и определены их координаты GNSS приемником Topcon GR-5 в Московской системе координат. На пункте с известными координатами установлена базовая станция для записи GNSS измерений в статическом режиме.

GNSS приемник

GNSS приемник на пункте с известными координатами

 

Наземная контрольная точка

Наземная контрольная точка

 

Второй этап. Подготовка DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK с интегрированным геодезическим GNSS приемником. Для начала работы необходимо достать квадрокоптер из транспортировочного кейса, установить внешнюю GNSS антенну и включить питание коптера.

геодезический DJI Phantom 4 PRO

Комплект геодезического беспилотника DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK

 

Геодезический DJI Phantom 4 PRO

Геодезический DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK

 

Третий этап. Планирование маршрута полета. Для формирования полетного задания достаточно указать границы района работ, поперечное перекрытие, высоту фотографирования и программа сама рассчитает маршрут полета дрона с учетом особенностей рельефа местности. Взлет, аэрофотосъемка и посадка беспилотника выполняется полностью в автоматическом режиме.

определение района работ

Границы района работ

 

Продольное и поперечное перекрытие снимков

Продольное и поперечное перекрытие снимков

 

построение маршрута полета

Автоматическое построение маршрута полета с учетом рельефа местности

 

Четвертый этап. Кадастровая аэрофотосъемка.

Кадастровая аэрофотосъемка

Аэрофотосъемка

 

Камеральная обработка

1. Обработка GNSS измерений, определение координат местоположения квадрокоптера и центров фотографирования в специализированном ПО

маршруты

Траектория полета беспилотника

 

центры фотографирования

Координаты центров фотографирования

 

2. Фотограмметрическая обработка материалов аэрофотосъемки. Координаты наземных опорных точек используются только для контроля.

Уравнивание блока изображений

 

центры снимков

Схема расположения центров снимком и точность их определения

 

наземные опорные точки

Схема расположения контрольных точек и точность их определения

 

Отчет по точности определения наземных контрольных точек не участвующих в уравнивании

#Label

X/Easting Y/Northing Z/Altitude X_error Y_error Z_error Error_(m)

point 1

-25112.54 -26874.64 191.95 -0.043166 -0.136646 0.084577 0.166399

point 2

-25289.65

-26618.57 192.28 -0.070175 -0.102902 -0.030875

0.128323

point 3

-25118.81

-26316.61 192.24 0.011018 -0.119001 -0.016743

0.120677

point 4

-24866.08 -26333.37 185.39 0.073334 -0.090164 -0.036629

0.121857

point 5

-24689.5

-26525.62 177.68 0.121019 -0.063597 -0.17098

0.218917

point 6

-24934.46

-26580.12

187.73

0.056598

-0.105569

-0.113888

0.165284

Выводы:

В результате выполненных работ был подготовлен ортофотоплан местности с разрешением 5 см/пиксел в Московской системе координат общей площадью более 20 га, совмещенный с кадастровым планом территории.

Ортофотоплан совмещенный с кадастровым планом

Ортофотоплан совмещенный с кадастровым планом

 

Ортофотоплан совмещенный с кадастровым планом

Ортофотоплан совмещенный с кадастровым планом

В дальнейшем эти данные могут послужить для:

— Процессов межевания, инвентаризации и кадастровой оценки земельных участков;

— Оценки эффективности использования земельных ресурсов сельскохозяйственного профиля, городского и др.;

— Оперативного получения земельно-кадастровой информации;

— Проектирования развития территорий поселения, городов, промзон и т.п.;

— Проектно-изыскательских работ;

— Реконструкции и развития дорожных сетей;

— Мониторинга состояния наземных и подземных коммуникаций, трубопроводов, ЛЭП и т.п.;

— Федерального и локального государственного мониторинга земель с целью контроля использования, охраны и других мероприятий по управлению земельными ресурсами

— Экологического мониторинга границ и площадей земель подверженных изменению (овраги, оползни, карьеры и т.п.), подтоплению, загрязнению для своевременного проведения мероприятий по их ликвидации

— Создания трехмерных моделей местности для ГИС.

 

Читайте также:

Геодезический беспилотник на базе DJI PHANTOM 4 PRO для маркшейдерии

Геодезический беспилотник на базе DJI PHANTOM 4 PRO RTK-PPK для маркшейдерии

На сегодняшний день все большую популярность набирает технология аэрофотосъёмки с применением беспилотных летательных аппаратов для оперативного мониторинга хода горных работ,  разработки и освоения месторождений, контроля смещения горных масс, подсчета объемов грунта и других видов маркшейдерских работ.

Беспилотники позволяют в значительной мере сократить объемы полевых инструментальных измерений классическими методами, например, аэрофотосъемка территории карьера площадью 50 га в среднем занимает не более 30 минут, а итоговый результат в виде высоко детальной и точной цифровой модели рельефа с шагом 10 см можно получить уже через пару часов полуавтоматической камеральной обработки.

3D модель местности

Рис.1. Цифровая модель рельефа

Разработанный нашей компанией геодезический беспилотник на основе квадрокоптера DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK и высокоточного геодезического GNSS приемника (GPS/QZSS L1, GLONASS G1, BeiDou B1, Galileo E1, SBAS) позволяет оперативно и с высокой точностью выполнять широкий спектр задач связанных с разработкой и освоением месторождений, значительно сокращает сроки и затраты на выполнение полевых работ.

 

геодезический беспилотник DJI Phantom 4 PRO

DJI Phantom 4 PRO с дополнительным GNSS приемником

Специалистам нашей компании удалось интегрировать дополнительное GNSS оборудование в стандартный корпус DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK, при этом общая масса беспилотника увеличилась не более чем на 100 грамм. Съемное крепление GPS антенны позволять транспортировать дрон в стандартном кейсе DJI. Скачать данные GNSS измерений возможно сразу после завершений полета по беспроводному WI-FI соединению.

Комплект оборудования DJI Phantom 4 PRO

Для начала работы не требуется никакой сложной дополнительной настройки. На подготовительном этапе необходимо сформировать полетное задание, указав границы района работ, поперечное перекрытие, высоту фотографирования и программа сама рассчитает маршрут полета дрона с учетом особенностей рельефа местности. Взлет, аэрофотосъемка и посадка беспилотника выполняется полностью в автоматическом режиме.

Преимущества:

Геодезический беспилотник на базе DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK с установленным GNSS оборудованием по своим точностным характеристикам соответствует уровню профессиональных геодезических систем, таких как Геоскан 401 Геодезия, при этом обладает рядом значительных преимуществ, таких как:

  1. Более низкая стоимость приобретения, а так же дальнейшего обслуживания и ремонта;
  2. Простота в использовании;
  3. Низкий вес, малые габариты и легкость в транспортировке;
  4. Наличие датчиков препятствия и соответственно большая безопасность полетов;
  5. Возможность взлета и посадки в стесненных условиях

Практическое применение

Выполненный нашей компанией проект по топографической съемке карьера масштаб 1:2000 на Горском участке Озерского месторождения песчано-гравийных пород площадью 18 га на практическом примере показывает все преимущества реализации проекта с использованием беспилотных технологий.

На подготовительном этапе было выполнено развитие сети пунктов планово-высотного обоснования (ПВО) методом GNSS измерений, произведена инструментальная съемка контрольных точек и подземных коммуникаций с применениtм трассопоискового комплекса Seba.

В специализированном программном обеспечении спланирован маршрут площадной аэрофотосъемки на высоте 200 метров над уровнем земли с поперечным перекрытием 80%.

Маршруты аэрофотосъемки

Перед началом полетов на один из пунктов ПВО c известными координатами установлен GNSS приемник Topcon GR5, записывающий измерения в статическом режиме.

Аэрофотосъемка проводилась беспилотником DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK с дополнительным  высокоточным геодезическим GNSS приемником на борту, который в момент фотографирования определял координаты с сантиметровой точностью. Общая продолжительность съемки составила 20 минут.

геодезический беспилотник DJI Phantom 4 PRO

DJI Phantom 4 PRO с GNSS приемником

По результатам камеральной обработки материалов аэрофотосъемки и полевых измерений получено:

1. Плотное облако точек с шагом 10 см, цифровая модель рельефа с точность до 7 см в плане и по высоте;цифровая модель рельефа

 

2. Ортофотоплан;ортофотоплан

 

 

3. Топографический план с сечением горизонталей 0,5 мтопографический план

Общий срок выполнения работ по проекту от момента начала полевых работ до выдачи топографического плана составил три дня. При этом фотограмметрическая обработка аэрофотоснимков проводилась без использования наземных опорных точек по координатам центров фотографирования определенным GNSS приемником на борту дрона.

Профессиональное решение для аэрофотосъемки без опорных точек — DJI PHANTOM 4 PRO RTK-PPK

 

Комплектация и тех. характеристики:

  1. Геодезический GNSS приемник (GPS/QZSS L1, GLONASS G1, BeiDou B1, Galileo E1, SBAS)
  2. Съемная внешняя GNSS антенна
  3. Профессионально калиброванная камера 20MP
  4. Профессиональная программа планирования геодезической аэрофотосъемки
  5. Транспортировочный кейс
  6. Время полета до 35 минут

Специалистам нашей компании удалось интегрировать дополнительное GNSS оборудование в стандартный корпус DJI Phantom 4 PRO RTK-PPK, при этом общая масса беспилотника увеличилась не более чем на 100 грамм. Съемное крепление GPS антенны позволяет транспортировать дрон в стандартном кейсе DJI. Скачать данные ГНСС измерений возможно сразу после завершения полета по беспроводному WI-FI соединению.

Геодезический GNSS  приемник позволяет определить координаты центров фотографирования с сантиметровой точностью и  проводить фотограмметрическую обработку без использования наземных опорных точек. По своим точностным характеристикам соответствует уровню профессиональных геодезических систем, при этом обладает рядом значительных преимуществ, таких как:

Преимущества:

  1. Низкая стоимость приобретения, а так же дальнейшего обслуживания и ремонта;
  2. Простота в использовании;
  3. Малый вес и габариты, легкость в транспортировке;
  4. Наличие датчиков препятствий и соответственно большая безопасность полетов;
  5. Возможность взлета и посадки в стесненных условиях

Для начала работы не требуется никакой сложной дополнительной настройки. На подготовительном этапе необходимо сформировать полетное задание, указав границы района работ, поперечное перекрытие, высоту фотографирования и программа сама рассчитает маршрут полета дрона с учетом особенностей рельефа местности. Взлет, аэрофотосъемка и посадка беспилотника выполняется полностью в автоматическом режиме.

О практическом применении данного комплекса читайте в наших статьях:

Кадастровая аэрофотосъемка с применением геодезического квадрокоптера DJI Phantom 4 PRO без использования наземных опорных точек

Геодезический беспилотник на базе DJI PHANTOM 4 PRO для маркшейдерии

Применение беспилотных технологий в строительстве

Профессиональное решение для точного сельского хозяйства — DJI PHANTOM 4 PRO PPK MULTISPECTRAL

 

Комплектация и тех. характеристики:

GNSS приемник с функцией RTK/PPK позволяет определять координаты центров фотографирования с сантиметровой точностью и проводить фотограмметрическую обработку в автоматическом режиме без использования наземных опорных точек.

Дополнительно установленная на съемное крепление мультиспектральная камера Parrot Sequoia позволяет выполнять мультиспектральную съемку в одно и тоже время со стандартной камерой DJI. Питание камеры осуществляется от бортовой сети дрона и не требует установки дополнительной батареи или Powerbank.

По своим точностным характеристикам соответствует уровню профессиональных геодезических систем, при этом обладает рядом значительных преимуществ, таких как:

Преимущества:

1. Низкая стоимость приобретения, а так же дальнейшего обслуживания и ремонта;

2. Простота в использовании;

3. Малый вес и габариты, легкость в транспортировке;

4. Наличие датчиков препятствий и соответственно большая безопасность полетов;

5. Возможность взлета и посадки в стесненных условиях;

6. Универсальное решение для геодезической аэрофотосъемки, мониторинга лесов и сельскохозяйственных культур.

Теперь вы можете обрабатывать мультиспектральные снимки совместно с данными камеры DJI разрешением 20 MP и получать трехмерные модели местности и ортофотопланы с высокоточной привязкой без использования наземных опорных точек.

Практические примеры использования DJI PHANTOM 4PRO RTK/ PPK MULTISPECTRAL представлены на нашем сайте в разделе «БЛОГ»