Беспилотная съемка: В чем разница между Аэрофотосъемкой и Фотограмметрией?

Почему аэрофотограмметрия является правильной техникой для геодезических работ

Даже самый начинающий пользователь знает, что дроны можно использовать для фотосъемки. Доступность беспилотной аэрофотосъемки привела к их использованию во многих секторах и получению невероятных изображений. Но достаточно ли он хорош для вашей следующей картографической или геодезической работы?

Истина заключается в том, что аэрофотоснимки сами по себе не могут быть использованы для получения бесперспективных, измеримых цифровых изображений, необходимых для съемки. Для этого вам понадобится фотограмметрия.

Что такое аэрофотосъемка?

Аэрофотосъемка описывает любое фотографическое изображение, полученное с помощью бортового устройства. В дополнение к беспилотным летательным аппаратам или беспилотным летательным аппаратам, таким как беспилотные летательные аппараты, аэрофотоснимки могут быть сняты с самолета или вертолета. Аэрофотоснимки являются одной из наиболее распространенных форм дистанционного зондирования, или измерения характеристик места с расстояния, по данным Геологической службы Соединенных Штатов.

Фотографические изображения, как правило, являются одним из наиболее удобных способов обмена данными и имеют практическое применение в различных отраслях промышленности. Однако они не очень точны без размещения в фотограмметрической модели и не рекомендуются для геодезических работ.

Виды аэрофотосъемки

В то время как определение аэрофотосъемки является широким, изображения, как правило, вписываются либо в вертикальную, либо в наклонную категорию, согласно EnvironmentalScience.org.

Вертикальные аэрофотоснимки делаются непосредственно над целевым объектом. Из-за прямолинейной установки вертикальные фотографии имеют ограниченные проблемы перспективы, которые могут затруднить их вывод. Вертикальные фотографии также могут быть сделаны с большей высоты, чем их наклонные аналоги, и позволяют легко сравнивать фотографии различных областей, сделанные с одной и той же высоты.

Косые фотографии, между тем, делаются вручную под углом, часто около 45 градусов, но настраиваются в зависимости от функции. Поскольку они не предлагают прямой перспективы вниз, наклонные фотографии обычно делаются только с более низких высот, что ограничивает их использование в более крупных геодезических проектах и в конечном итоге делает их лучшими только для объектов уникальной формы, которые не могут быть точно запечатлены с помощью вертикального изображения. Некоторые из их наиболее распространенных применений косых фотографий включают археологию и некоторые экологические научные проекты.

Аэрофотосъемка и спутниковые снимки

Примечательно, что аэрофотосъемка также отличается от спутниковых снимков, хотя эти термины иногда смешиваются. Аэрофотоснимки могут быть сделаны многими типами устройств, включая беспилотные летательные аппараты, и на любой высоте в воздухе. Чтобы фотография считалась спутниковой, она должна быть получена с устройства, вращающегося вокруг Земли. В результате в частном секторе спутниковые снимки используются крайне редко и чаще всего используются для научных исследований и мониторинга погоды.

Хотя и аэрофотосъемка, и спутниковые снимки считаются формами дистанционного зондирования, спутники имеют несколько дополнительных применений благодаря своему уникальному расположению далеко над планетой, например, для определения изменений температуры. Конечно, спутниковые снимки также имеют ограниченное практическое применение для проектов, ориентированных на меньшую площадь или требующих чрезвычайно детального изображения.

Недостатки аэрофотосъемки

Аэрофотосъемка долгое время была важной частью многих форм научных исследований, и ее коммерческое применение возросло с развитием технологий и снижением цен на высококачественные камеры и беспилотники. Однако ограничения среды сделали ее непрактичной для использования в геодезических целях.

В то время как аэрофотосъемка отлично подходит для создания визуального представления местности, среда не обеспечивает точности, необходимой для построения точных координат, как это требуется для съемки. Даже при вертикальной аэрофотосъемке координаты могут быть смещены или искажены, согласно Британской энциклопедии. Вертикальные аэрофотоснимки также не дают точной информации о топографии и глубине, что затрудняет полностью надежные измерения. Даже полностью вертикальные фотографии будут иметь эти проблемы. По этой причине одной аэрофотосъемки будет достаточно только в том случае, если вам не нужно собирать конкретные измерения.

Чтобы сделать готовые к съемке карты, вам нужно будет добавить возможности, предлагаемые фотограмметрией или другой формой датчика данных, такой как лидар или мультиспектрал.

Что такое аэрофотограмметрия?

В то время как аэрофотосъемка может быть использована для получения хороших изображений над головой и получения общего представления о местности, ей не хватает точности, необходимой для большинства геодезических работ, и она не показывает топографию. Для этого вам понадобится фотограмметрия.

Фотограмметрия включает в себя получение нескольких изображений объекта и использование их для создания оцифрованных 2D-или 3D-моделей высокого разрешения, из которых можно вывести точные измерения. В зависимости от масштаба проекта, модель, сделанная с помощью фотограмметрии, может потребовать от пары сотен до нескольких тысяч отдельных изображений.

Согласно данным GIS Lounge, основные принципы фотограмметрии, такие как использование нескольких перспектив или "линий визирования" для определения координат, были впервые разработаны более 150 лет назад. Однако форма моделирования достигла новых уровней доступности и использования с цифровыми изображениями и воздушными технологиями, такими как беспилотные летательные аппараты. До появления аэрофотосъемки геодезисты использовали такое оборудование, как магнитные компасы, барометры, чертежные таблицы и ленту для определения топографии, сообщает Пенсильванский государственный университет.

Сегодня фотограмметрию можно проводить с помощью различных устройств, в том числе беспилотных летательных аппаратов, самолетов и вертолетов. Однако благодаря технологическому прогрессу и более низкой цене беспилотные летательные аппараты стали предпочтительным оборудованием для многих геодезистов.

Виды аэрофотограмметрии

Фотограмметрию в широком смысле можно разделить на две категории: метрическую фотограмметрию и интерпретирующую фотограмметрию. Метрическая фотограмметрия использует координатные точки на объектах для визуализации объекта с почти точными измерениями. Интерпретирующая фотограмметрия, тем временем, делает снимок и добавляет топографию, используя такие индикаторы, как формы, тени и узоры, представленные на изображении, а не координаты. В то время как метрическая фотограмметрия более точна, интерпретирующая фотограмметрия будет достаточной во многих ситуациях. В обоих случаях компьютерная программа используется для объединения изображений и создания точной 3D-модели.

Применение аэрофотограмметрии

Хотя фотограмметрия может добавить возможности, она необходима только для некоторых работ. Некоторые общие области использования, согласно ГИС-ресурсам, включают:

1.Техника: Беспилотная фотограмметрия может быть использована для создания трехмерных моделей зданий и оборудования.

2.Строительство: Геодезия с помощью фотограмметрии может выявить информацию о земле, на которой ведется строительство, среди прочего.

3.Землеустройство: Геодезисты во многих различных отраслях промышленности полагаются на фотограмметрию, когда их клиентам нужно понять топографию участка земли.

4.Недвижимость: Риэлторы используют дроны для создания точных трехмерных моделей домов для продажи и предлагают виртуальные туры. Эта техника взлетела в результате пандемии COVID-19.

В конечном счете аэрофотограмметрия выгодна геодезистам по сравнению с наземными методами, независимо от их отрасли. Аэрофотограмметрия дает больше данных за меньшее время и позволяет геодезистам держаться подальше от опасных зон, все еще собирая необходимую им информацию. Результатом часто является улучшение сбережений для компаний. Кроме того, поскольку фотограмметрия зависит от цифровых изображений, ее можно использовать для создания 3D-моделей, которые являются реалистичными и легко узнаваемыми для удобного использования с различными заинтересованными сторонами.

Фотограмметрия и ЛиДАР

Важно отметить, что фотограмметрия отличается от лидара или дальности обнаружения света. В то время как фотограмметрия опирается на определение координат для создания точного 3D-изображения, лидар строит топографию, измеряя время, за которое световая волна отражается от земли и возвращается к дрону. Этот геодезический метод невероятно точен, но и дорог. Оборудование не только дорого, но и громоздко, а это значит, что беспилотники должны быть больше.

Имеет ли смысл для вас фотограмметрия или лидар, зависит от проекта. Лидар идеально подходит для рабочих мест с несогласованным освещением, которое может повлиять на качество фотографического изображения. Геодезисты, работающие в районе с высокой растительностью, также могут предпочесть лидар, потому что он проникает сквозь листья, ветви и деревья. Другие виды использования могут включать проекты, основанные на ультратонких функциях, таких как линии электропередач. В конечном счете, однако, оба метода могут быть использованы для построения функциональных, легко применимых 3D-моделей.

Дистанция проб грунта в аэрофотосъемке и фотограмметрии

Чтобы правильно масштабировать аэрофотоснимок и использовать его для фотограмметрического моделирования, вам нужно будет рассчитать расстояние до наземного образца изображения, или сокращенно GSD. GSD описывает реальное расстояние между центрами двух последовательных пикселей в изображении. Другими словами, если GSD рассчитывается как один метр, это означает, что каждый пиксель на карте представляет это расстояние. Как аэрофотосъемка, так и фотограмметрия требуют точного ГСД, поскольку эти фотограмметрические карты также составляются из нескольких цифровых изображений.

Проекты с большим масштабом потребуют более высокого GSD, что означает, что общая карта менее детализирована, в то время как проекты, ориентированные на меньший участок земли, будут использовать более низкий GSD. Многие геодезисты, по данным аэрофотосъемки базы, будут выбирать как цель, так и минимальную ГСД. Это позволит использовать изображения с небольшими вариациями GSD, что происходит из-за вариаций рельефа. Хотя разрешение широкого диапазона между целью и минимумом может позволить использовать больше изображений, что особенно характерно для аэрофотограмметрии, это требует больших вычислительных возможностей из-за задействованных данных.

Как дроны поддерживают аэрофотограмметрию?

Использование беспилотной фотограмметрии может сэкономить время и деньги по сравнению с классическими наземными методами съемки. Это означает, что картографические беспилотники-стоящая инвестиция как для геодезистов, так и для людей, которые их нанимают. Чтобы беспилотник был способен к фотограмметрии, он также должен уметь делать аэрофотоснимки, поскольку фотографические изображения являются основой этой техники.

Если вам нужно картирование следующего поколения, смотрите не дальше, чем на Matrice 300 RTK. Этот беспилотник сочетает в себе интеллект и производительность, включая шесть датчиков направления и позиционирования, а также способность удерживать до трех полезных нагрузок одновременно.

Помимо поиска дрона с нужными возможностями, геодезистам, желающим использовать фотограмметрию, также понадобится интуитивно понятное программное обеспечение для картографирования дронов, такое как DJI Terra. Terra-это универсальное картографическое решение для беспилотных летательных аппаратов, которое объединяет изображения и облегчает съемку. Независимо от того, нужна ли вам 2D-или 3D-карта, это программное обеспечение может обрабатывать ваши данные и визуализировать точные изображения.

В то время как аэрофотосъемка произвела революцию в научных исследованиях и картографии, вам нужно будет добавить возможности фотограмметрии, чтобы получить съемку. Фотограмметрия используется для создания точных 2D-и 3D-моделей с точными координатами. С пониманием техники, дронов и программного обеспечения от DJI никакая работа не является слишком сложной задачей.

Источник: https://coptermarket.by/aerial-photography-vs-photogrammetry