Топографическая съёмка с использованием БПЛА

Так как лучше, использовать стандартный метод топографии или же беспилотную аэрофотосъемку?

В одном мы уверены точно: высокая цена не всегда означает высокое качество.

Мы окунемся в индустрию и узнаем, как дроны покажут себя при съемке.

В этом исследовании используются термины и специфический жаргон, но они не помешают вам разобраться в сути. В данном исследовании была произведена обработка данных в DroneDeploy и получена высокая точность привязки - 9 см. 


       

Ортофотоснимок проекта, площадь 34,5 Га из 168 кадров
 

Описание

Топографическая съемка является неотъемлемой частью всех проектов в области землеустройства.

В этом примере мы рассмотрим участок земли, на котором должен был быть построен новый поселок. До начала работ было необходимо провести точную топографическую съемку по нескольким причинам:


1.     Осуществить начальное освоение земель, чтобы спроектировать сток воды для дренажа.

2.     Провести топографическую съемку поймы прилегающей реки для предотвращения возможных наводнений.

Если вы собираетесь открыть собственный отдел беспилотной съемки, готовьтесь к тому, что он станет объектом крупных инвестиций, и в итоге времени на проект может быть потрачено больше.


Геодезия 101

Для традиционной топографической съемки требуется сбор координат точек в заранее определенной сетке. В этом случае использовалась сетка размером 150х150 см:


Желтая сетка наложенная на ортофото

 

Измерения производились каждые 150 сантиметров, на каждом перекрестке:


Красные точки - это замеры, взятые на каждом пересечении сетки 

 

Всего  на площади съемки 34,5 Га было собрано 1632 координаты.

Без дрона, снимающего со скоростью 20 точек/час (1 точка, каждые 3 минуты), сбор данных занял бы приблизительно 82 часа.


1632 точки на площади 34,5 Га

 

82 часа традиционной съемки означают, что инженер вынужден ждать как минимум неделю, чтобы приступить к обработке данных. Далее понадобится еще 3-4 дня, прежде чем работа будет сделана.

Проведя ту же съемку с использованием БПЛА, полевая команда смогла предоставить разработчику более быстрый вариант обзора.

Прежде всего, не нужно было собирать 1600 точек по всей площади. Вместо этого потребовалась съемка всего 10 наземных меток, расположенных в зоне обзора:

 

 Для более крупных проектов Наземные опорные точки (GCP) лучше расставить по сетке. 

 

10 наземных меток или 1632 точки: 

 

10 опорных меток могут быть сделаны за 1-2 часа.

 

Те, кто знаком с фотограмметрией, знают, что точки, собранные с поверхности воды - неприемлемы для использования в подобных съемках.

Завершив сбор GCP, были собраны точки традиционным методом в участках со стоячей водой - комбинация двух методов, описанных выше.

Конечные собранные точки: 


10 опорных точек и участки стоячей воды.

 

В итоге мы получили 117 точек (10 GCP + 107 на участках со стоячей водой).

Время на съемку:

Теоретически: 10 наземных меток + сбор точек = 1-2 часа

Фактически: 117 точек (10 GCP + 107 на участках со стоячей водой) при скорости сбора 20 точек / час = 5,85 часа

Традиционный метод: 1,632 точки при скорости сбора 20 точек / час = 81,6 часа

 

Полет
 

 

В течение часа были завершены все действия с БПЛА, включая сборку, предполетные проверки, запуск, посадку, разборку и первоначальную сшивку карты.


Таким образом мы получили:

 

БПЛА (1 час) + сбор точек (5,8 часа) =

Общее время полевых работ: 6,8 часа

 

Сравнение:

34,5 Га/ полевые работы с использованием БПЛА = 6,8 часа

34,5 Га/ полевые работы по традиционному методу = 81,6 часа

Общая экономия: 74,8 часа

Анализ данных

После проведения полевых работ, полученные данные требуют тщательной обработки. Сначала обрабатываются наземные метки, при этом при этом их позиция должна быть полностью скорректирована.

Далее, скорректированные точки (файл .las) должны быть экспортированы для создания основы топографических данных. Однако, большое количество точек в файле .las означает, что начальные топографические контуры выходят довольно грубыми:


Грубые контуры, до обработки

 

Контуры должны быть сглажены, чтобы впоследствии создать согласованную линию, не теряя точность. В ином случае полученные данные - непригодны.

После 2 дней дополнительной обработки, результирующие топографические контуры стали точными в пределах 9 сантиметров, как по горизонтали (X, Y), так и по вертикали (Z):


Контуры после обработки

 
Предварительная обработка  vs. конечная обработка контура:


    

Общие сроки выполнения проекта:

  

Метод с использованием БПЛА::

Полевые работы (6.8 часов) + обработка данных (24 часа)  =

30,8 часов (около 4 дней)

Обычный метод:

Полевые работы (81,6 часов) + Обработка данных (24 часа)=

105,6 часов (около 13 дней)

 

Полученная выгода



Используя технологию с использованием беспилотника, инженер получил окончательный топографический обзор примерно за 75 часов

Сэкономленное время поможет сохранить средства и без простоев вернуться к запланированному графику.

По полученным данным выяснилось, что:

1.       Требуется дополнительное освоение земель, чтобы построить сточный дренаж в низколежащих районах, где вода удерживается.

2.      Работники теперь смогут эффективно прогнозировать и планировать даты строительства дорог, домов и т.д.. - что поможет выполнять работы точно в срок.

3.      Инженер узнал о недорогой и рентабельной съемке с БПЛА и планирует снова использовать этот метод для проведения окончательного «встроенного» топографического исследования в ближайшие недели.

 

Источник: bespilotnik.org/info



comments powered by HyperComments

Возврат к списку


Раз в неделю мы отправляем дайджест с самыми популярными статьями.