Какую точность ортофотоплана можно получить при обработке съёмки с БПЛА
Относительная точность – это точность, которая определяется путём сравнения отдельных точек на карте / модели / ортофото с другими точками на той же модели. Например, 2 точки могут находиться на расстояние 2 метра от их реального положения на местности, но, если их относительная точность высока, измеренное расстояния между этими точками будет очень близко к реальному.
Абсолютная точность – это точность, которая определяются разницей между положением точек на карте / модели / ортофото и положением этих точек на местности.
В приведённых ниже примерах указана абсолютная точность.
Описание тестовой съёмки:
В статье мы сравниваем результаты АФС, полученные с разными перекрытиями. Первоначальная съёмка была произведена с помощью беспилотника Phantom 4 Pro и программы планирования и управления полётом Pix4Dcapture c продольным перекрытием 95% и поперечным 90%. Размер пикселя на местности – почти 2.9 см. Были вычислены координаты 21 точки с помощью ГПС приёмника Triumph-LS. Пять из них были использованы в качестве наземных марок, остальные – как контрольные точки для изучения результатов Pix4Dmapper.
Чтобы узнать, как влияет % перекрытия на ошибку съёмки, мы сравниваем три проекта (Skip 0, Skip 3 и Skip 5): Skip 0 – проект с первоначальной съёмкой; Skip 3 – проект, созданный с 1 из 4 сделанных изображений (3 пропущено), Skip 5 - проект, созданный с 1 из 6 сделанных изображений (5 пропущено). Другими словами, 3 набора данных будут иметь перекрытия 95%, 80% и 73.5% соответственно. Создание проектов на одной территории с различным перекрытием за счёт сокращения количества изображений позволит нам получить максимально достоверный результат, независящий от внешних факторов.
3 проекта с различным набором данных, различными перекрытиями
Всегда ли больший % перекрывается лучше? Не обязательно. В традиционной теории фотограмметрии точность по вертикали зависит от отношения базовой линии и высоты полета. Термин «базовая линия» относится к расстоянию между двумя позициями камеры. Для той же высоты полета более короткие базовые (или более перекрывающиеся) пары пересекают трехмерную точку с более острым углом. Более острый угол даст вам большие ошибки в вертикальном направлении: один пиксель горизонтальной ошибки вызовет вертикальную ошибку tan(90 ° -X / 2) пикселей, где X - угол пересечения в градусах.
Длинная и короткая базовая линия, угол пересечения выделен зелёным
Однако, больший % перекрытия даст вашей программе сшивки изображений больше информация для сборки. Например, программа не смогла распознать участок местности с перекрытиями снимков 60%. Если бы кадры производились чаще, у софта была бы больше вероятность распознать этот участок местности.
Таким образом, широкая базовая линия даёт вам лучшую точность, но узкая базовая линия улучшает процесс распознания местности при сборках в ПО.
И теперь возникает вопрос, как хорош Pix4d? На сколько низким может быть процент перекрытия, чтобы обеспечить правильную сшивку всех кадров изображений и выдать низкую ошибку по высоте?
Чтобы выяснить качество софта была произведена обычная аэрофотосъёмка.
При импорте изображений и опорных точек (GCP), убедитесь, что точки видны на фото, используемых для проектов с пропущенными снимками. Проверьте ошибки эллипсоида.
В Pix4Dmapper rayCloud вы можете активировать отображение эллипсоида ошибок, который показывает пропорции ошибок в направлениях X, Y, Z. Идеальная ситуация - это сфера, в которой ошибки в трех направлениях равны. Если это не так, длинный радиус указывает на направление, в котором получается наибольшая ошибка. Например, набор изображений с большими перекрытиями и углом съёмки точно в надир будет иметь удлинённый радиус с направлением Z. Однако, если ошибки в направлении Z превышают в 5 раз ошибки по X и Y, при условии, что ваши входные данные не имеют грубых ошибок, это может означать о слишком большом перекрытии снимков.
Ошибка эллипсоида при редких перекрытиях, показывающая, что наземные марки попали на фото
При импорте контрольных точек убедитесь, что они попали на изображения с пропусками кадров.
Для оценки результатов АФС импортируются контрольный точки, снятые на земле геодезическим оборудованием. Эти контрольные точки также должны быть правильно маркированы, чтобы сообщить программное обеспечение их местоположение. КТ не учитываются при сборке модели рельефа как опорные метки (GCP), но они будут триангулированы как ручные связующие точки. Качество цифровой модели поверхности (DSM), обработанное только с помощью GCP, было проанализировано путем сравнения разности высот с контрольными точками.
Слева: Оценка точности путем сравнения триангулированной позиции и начального положения контрольных точек.
Справа: Оценка точности DSM путём сравнения разности высот с контрольными точками.
Вы можете оценить ортофотоплан, проверив горизонтальные сдвиги контрольных точек. Для этого проекта сдвиги составляют менее 1 пикселя.
Вывод
Из 3 проектов с различными перекрытиями кадров лучший результат показал проект Skip 0, хотя все три выдали ошибку менее 1 пикселя горизонтальной точности и менее 3 вертикальной.
Pix4Dmapper способен выдавать наилучшую точность при широкой базовой линии (кадры делаются реже). Увеличение процента перекрытия обеспечит лучшее отображение ситуации на местности в проекте. Чтобы у вас получилась точная модель рельефа и ортофотоплан, нужно снимать точно в надир и при высоком перекрытии. Обязательно убедитесь, что опорные точки и контрольные марки попали в вашу съёмку. Если полученная точность вызывает сомнения, проверьте эллипсоид ошибок.
Хотя высокий % перекрытий изображений дает лучший результат в Pix4Dmapper, время обработки также зависит от количества изображений. Время на начальную обработку проекта «Skip 0» занял 2 часа, а «Skip 3» и «Skip 5» 20 и 10 минут соответственно. Учитывайте эти факторы, для чтобы обеспечить максимальную пользу от программного обеспечения!
Цифровая модель поверхности
Источник: bespilotnik.org/info
