Что такое опорные точки (Ground Control Points, GCP, ОП) и как их использовать

Инструкция по использованию опорных меток в программном обеспечении для обработки снимков с дронов.

Если Вам приходилось заниматься сшивкой данных с беспилотника, то вы наверняка слышали про наземные метки. Их часто используют в геодезии, строительстве, а также при создании виртуального дизайна. Опорные точки значительно повышают общую точность карт, составляемых дронами. Невзирая на то, что они не всегда нужны, тем не менее ОТ являются важным инструментом для проведения точного картографирования местности. Но что же такое наземные метки? И как их правильно использовать?

Для полного понимания, мы составили этот краткий гид по использованию Опорных Точек с софтом дронов. 

Что такое Опорные точки?

ОТ - это крупные, обозначенные на земле точки, которые должны быть стратегически распределены в интересной Вам местности. Если вы используете опорные метки с воздушной съёмкой, то для начала вам необходимо определить координаты в центре каждой точки (мы вскоре объясним как это сделать). Затем эти координаты используют в ПО, чтобы точно позиционирования вашей съёмки относительно ситуации на местности.

ОТ можно сравнить с набором указателей на вашей съёмке. Поскольку софт для обработки данных может определить точное расположение этих “указателей”, то он может ссылаться на их местоположение, когда распределяет координаты остальных точек на карте.

Когда и почему важны опорные точки? 

При правильном использовании наземные метки значительно повышают точность вашего ортофото. Они помогают определить точную широту и долготу любой точки на вашей карте с фактическими координатами. Это необходимо в ситуациях, когда требуется точная модель местности или абсолютная точность. Как мы уже упоминали, геодезические компании часто прибегают к использованию меток из-за их точности, которая так важна в большинстве выполняемых работ. Опорные точки также используются в строительстве и виртуальном дизайне, где также требуется повышенная точность.

Landpoint - геодезическая компания, базирующаяся в Луизиане, использует наземные опорные метки для создания топографических карт на основе аэрофотосъёмки с беспилотников. Компания провела точную АФС на объекте площадью в 35 Га с использованием ОТ и сэкономила при этом много ресурсов. Если бы они использовали традиционные методы наземных исследований, то на съёмку этого объекта Landpoint потратила бы на 80 часов больше.

Каждый проект АФС с дрона сам по себе уникален, и не все требуют подобной точности. Поэтому важно оценить каждый проект отдельно и понять, необходимо ли использовать наземные марки. Строго говоря, в проектах  с точной географической привязкой, а также, где нужны проектная документация или межевание, чаще всего применяются опорные точки. В будущих статьях мы рассмотрим какие типы проектов лучше всего подходят для использования GCP.
 

Как создать опорную точку 

Существует несколько способов, как правильно создать ОТ. Важно помнить, что точки должны быть легко различимы на ваших аэрофотоснимках. Это достигается за счёт применения особых высококонтрастных цветов и обеспечения достаточной видимости метки на земле с определённой высоты полёта.

Ряд компаний продают готовые переносные наземные марки. Тем не менее некоторые хотят создать свои собственные.
 

Эта хорошо сконструированная ОТ была нанесена на бетон распылением с использованием трафарета. Обратите внимание, что маркер достаточно велик, чтобы быть видимым издалека. 

Если вы не можете пометить метку краской, то существует множество способов сделать маркеры любыми подручными материалами из ближайшего супермаркета.
 

Измерение местоположения ваших опорных точек 

Важно измерить координаты центра каждой опорной точки. Для этого вам потребуется GPS приёмник. Продукты Trimble и Leica обычно используются для высокоточных измерений. Есть и более дешёвые альтернативы. Можно также нанять специалиста по геодезической съёмке. 

Не рекомендуется использовать телефон или планшет для измерений местоположения. Дело в том, что точность подобных гаджетов схожа с точностью бортовой GPS-системы дрона, поэтому не сможет дать точных результатов.

Как использовать опорные точки в софте для обработки съёмки 

Конечно, если вы используете ОТ при АФС, важно правильно их применить. Вот несколько передовых методов, которые помогут обеспечить правильное расположение, а соответственно смогут повысить точность вашего проекта. 

Используйте минимум 4 большие наземные метки: Мы рекомендуем как минимум 4 опорные марки. Каждая должна быть не меньше 1м. Для больших карт требуется не более 3 метров. 

Равномерно распределите свои опорные точки на земле: для большинства проектов небольшого размера мы рекомендуем использовать 5 опорных точек, по одному на каждый угол и одна в центре. Кроме того, убедитесь, что ОТ расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы избежать путаницы. Как правило, если вы видите больше одной наземной метки на изображении - значит они слишком близко друг к другу. 

Помните об изменениях высоты: если отображаемая область имеет заметные изменения высоты, такие как холмы, шахты и долины, то следует поместить по одной марке на каждую из высот. 

Убедитесь, что ваши опорные точки в зоне свободной видимости: визуальные препятствия, такие как навес, снег, тень или блики - могут затруднить определение опорных точек на вашей съёмке. 

Знайте свою систему координат: перед обработкой ваших данных,  вы должны указать систему координат, в которых были произведены измерения.

Источник: bespilotnik.org/info/