Статьи

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА)

БПЛА

© Copyright Kenneth Allen and licensed for reuse under this Creative Commons Licence.

С помощью БПЛА можно выполнять топографические съемки, но за меньшее время, чем традиционными методами. Это снижает финансовые издержки и нагрузку на специалистов.

БПЛА собирает данные с помощью трехканальных, многоспектральных камер или LIDAR. Камера снимает поверхность несколько раз с разных ракурсов, каждое изображение имеет географическую привязку. Фотограмметрическими методами изображения объединяются по связующим (ключевым) точкам для получения детальных 2D- и 3D-карт. Из этих данных фотограмметрическое программное обеспечение может создавать ортофотопланы с географической привязкой, модели высот или 3D-модели.

Преимущества съёмки с БПЛА


Сокращение полевого времени и затрат на обследование
Сбор топографических данных с помощью БПЛА выполняется быстрее, чем с помощью наземных методов, и требует меньше специалистов. В отличие от классической аэрофотосъёмки из самолётов и спутниковой съёмки, БПЛА могут летать на меньшей высоте. Это позволяет генерировать данные с высокими разрешением и точностью быстрее и дешевле. Съёмка с БПЛА почти не зависит от метеоусловий.

Точные и исчерпывающие данные
Тахеометры измеряют только отдельные точки, а один полет БПЛА производит тысячи измерений, которые могут быть представлены в различных форматах. Каждый пиксель созданной карты или точка 3D-модели содержит 3D-геоданные.

Картографирование труднодоступной местности 
БПЛА может взлететь практически в любом месте. Вы больше не ограничены недоступными областями, небезопасными крутыми склонами или пересеченной местностью, непригодной для традиционных измерительных инструментов. Вам не нужно перекрывать автомагистрали или железнодорожные пути.

Области применения съёмки с БПЛА


Геодезическая съемка и картография
БПЛА создают ортофотопланы с высоким разрешением и подробные 3D-модели. Их можно использовать для обновления и создания топографических карт. Геодезисты могут дешифрировать объекты, такие как знаки, бордюры, дорожные указатели, пожарные гидранты и водотоки. 

Землеустройство и строительство
Аэрофотоснимки, сделанные БПЛА, значительно ускоряют и упрощают топографическую съемку для землеустройства и планирования. Это относится к разведке, планированию и проектированию земельных участков, а также к строительству дорог, зданий и коммуникаций. Эти изображения также служат основой для инженерных исследований перед началом строительства. Сгенерированные данные могут быть переданы в любое программное обеспечение CAD или BIM, чтобы инженеры могли начать работу с 3D-моделью. Изображения можно делать через равные промежутки времени и накладывать на исходные чертежи, чтобы оценить, продвигаются ли строительные работы в соответствии с планом.

Высокоточные измерения объёмов
С помощью программного обеспечения для 3D-картографирования также можно получить объемные измерения из тех же самых изображений. Этот быстрый и недорогой метод измерения объема особенно полезен для расчета запасов в шахтах и ​​карьерах для инвентаризации или мониторинга.

Мониторинг уклонов
С помощью автоматизированного ГИС-анализа можно извлекать измерения уклонов из ЦМР и ЦММ, созданных по снимкам с беспилотных летательных аппаратов. Зная крутизну поверхности земли, участки можно классифицировать и использовать для целей мониторинга уклонов. С помощью ортомозаики, сделанной в разное время, можно обнаружить изменения в движении земли и измерить скорость. Эти данные могут помочь предсказать оползни и предотвратить потенциальный ущерб дорогам и мостам. БПЛА с возможностью кинематической постобработки не требуют прокладки нескольких опорных точек, что снижает опасность на крутых склонах.

Городское планирование
Изображения с БПЛА позволяют планировщикам изучить социальные и экологические условия на объектах. Благодаря 3D-моделям, здания также можно легко накладывать на окружающую среду, предоставляя планировщикам и гражданам экспериментальную перспективу комплексного проекта развития. 3D-модели также позволяют анализировать и визуализировать отбрасываемые тени.

Ожидаемые результаты съемки с БПЛА

Результат зависит от камеры или датчика и программного обеспечения, которое вы используете для постобработки. Камеры RGB, такие как Sony RX1R II, a6100, Zenmuse P1 вместе с большинством программного обеспечения для фотограмметрии могут производить следующие данные.

  • Ортомозаика. Изображения с БПЛА корректируются и сшиваются вместе во время постобработки для создания высокоточной ортомозаики. Каждый пиксель содержит двухмерные координаты (X, Y) и обеспечивает точные измерения: горизонтальные расстояния и поверхности. Форматы файлов: geoTIFF (.tiff), .jpg, .png.

  • 3D-облако точек. Плотное облако точек может быть создано из собранных изображений. Каждая точка содержит геопространственную (X, Y, Z) и цветовую информацию. Облако точек обеспечивает очень точную модель для измерения расстояний, площади и объема. Форматы файлов: .las, .laz, .ply, .xyz 

  • Цифровая модель местности(ЦММ). Изображения с БПЛА можно использовать для создания ЦММ. Каждый пиксель содержит 2,5D-информацию (значения X, Y и Z наибольшей высоты). Форматы файлов: GeoTiff (.tif), .xyz, .las, .laz

  • Цифровая модель рельефа (ЦМР). После фильтрации объектов, таких как здания, изображения БПЛА можно использовать для создания ЦМР, где каждый пиксель содержит 2,5D-информацию (значения X, Y и Z наибольшей высоты). Форматы файлов: GeoTiff (.tif)

  • Трёхмерная текстурированная сетка (Mesh). Трёхмерная текстурированная сетка — это воспроизведение краев, граней, вершин и текстуры области, снятой БПЛА. Эта модель наиболее полезна для визуального контроля. Форматы файлов: .ply, .fbx, .dxf, .obj, .pdf

  • Изолинии высот. В зависимости от требований проекта, ЦМП или ЦМР с настраиваемыми интервалами контуров можно использовать для создания карты изолиний высот. Форматы файлов: .shp, .dxf, .pdf

Точность съёмки с БПЛА

Производительность и тип БПЛА, качество его компонентов, разрешение камеры, высота, на которой летит БПЛА, тип поверхности, а также метод и технологии, используемые для геолокации аэрофотоснимков, могут сильно повлиять на точность картографирования с БПЛА. На этом этапе можно достичь абсолютной точности до 1 см и 0,5 см/пиксель в оптимальных условиях.

Источник.