Все, что нужно знать о съемке с помощью дронов
Дроны постоянно доказывают, что они являются мощными коммерческими инструментами, одновременно обеспечивая пользователям скачок в эффективности и безопасности. Геодезическая и картографическая отрасль не является исключением.
Благодаря своей способности снимать данные сверху, дроны успешно интегрируются в рабочие процессы геодезистов для выполнения землеустроительных работ, фотограмметрии, 3D-картографирования, топографической съемки и многого другого.
Если вы опытный геодезист, желающий расширить свой набор инструментов, энтузиаст, который хочет узнать больше способов использования дрона, или просто интересуетесь этим удивительным применением дронов – мы поможем вам. Читайте дальше, и мы расскажем вам обо всем, что нужно знать, чтобы начать работу с беспилотным геодезическим оборудованием.
Что такое съемка с дрона?
Геодезическая съемка – это точная наука об определении положения точек и расстояний между ними в 2D- и 3D-пространстве. Между аэрофотосъемкой и топографической съемкойсуществует большая разница. Геодезические работы предоставляют важную информацию, которая позволяет принимать обоснованные решения, начиная от планирования строительных площадок и заканчивая проектированием и поддержанием инфраструктуры, определением границ кадастровой собственности и т. д.
Съемка с дрона – это просто съемка с высоты с помощью беспилотника.
Современные технологии значительно расширили возможности беспилотников в геодезических целях, сделав их экономичной и эффективной альтернативой традиционным методам съемки. Оснащенные камерами высокого разрешения, GPS и передовым картографическим программным обеспечением, дроны могут производить точные измерения и детальные аэрофотоснимки. Это позволяет создавать точные топографические карты, 3D-модели и объемные измерения.
Результаты съемки с помощью дронов могут варьироваться в зависимости от требований проекта, но обычно включают ортомозаичные карты, цифровые модели рельефа (ЦМР), облака точек и 3D-реконструкции. Эти результаты являются основополагающими технологиями в различных отраслях, способствующими решению таких задач, как точное измерение земельных участков, мониторинг строительства, охрана окружающей среды и ликвидация последствий стихийных бедствий.
DJI Mavic 3 Enterprise
Почему использование дронов для геодезических работ превосходит традиционные методы?
Беспилотные летательные аппараты, или БПЛА, позволяют быстро получать данные с точек обзора, недоступных для человека.
С помощью беспилотников гораздо проще проводить съемку на сложных участках, которые иначе опасны или труднодоступны для человека. Кроме того, если традиционные методы съемки требуют тщательных измерений, подготовки и планирования, то беспилотники могут получить сопоставимые данные за значительно более короткое время.
Например, STRABAG, ведущая австрийская строительная компания, считает, что дроны позволяют им проводить съемки с сокращением времени установки GCP на 75 %. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о повышении эффективности работы STRABAG.
Модели беспилотных геодезических приборов
Matrice 350 RTK – это современный беспилотник, созданный для обеспечения точности и эффективности воздушных операций. Он обладает такими передовыми возможностями, как максимальная продолжительность полета 55 минут, класс защиты IP55 для работы в сложных погодных условиях и технология DJI O3 Enterprise Transmission для стабильной передачи высококачественного видео на большие расстояния. Эти функции в сочетании с возможностью поддержки нескольких полезных нагрузок позволяют Matrice 350 RTK быстро собирать подробные данные высокого разрешения.
По сравнению с традиционными методами съемки, Matrice 350 RTK повышает эффективность и точность сбора данных на больших площадях. Благодаря интеграции передовых функций он снижает зависимость от наземных геодезических бригад и минимизирует риск человеческой ошибки, предлагая практичную альтернативу традиционным методам съемки, которая одновременно экономит время и способна предоставлять точные данные в различных условиях окружающей среды.
Кроме того, высокоточная навигационная система RTK (Real-Time Kinematic) еще больше повышает точность геодезических и картографических данных, значительно превосходя традиционные методы съемки по эффективности и качеству данных.
Matrice 350 RTK
Аналогичным образом ,модели DJI Mavic 3 Enterprise Series – в отличие от традиционных методов – предлагают расширенные возможности съемки с функциями, адаптированными для различных коммерческих приложений. В эту серию входят такие модели, как Mavic 3E и Mavic 3T, предназначенные для высокоэффективной и точной воздушной съемки и инспекционных задач. Mavic 3E, оснащенный широкоугольной камерой 4/3 CMOS с механическим затвором, высокоэффективен в картографических миссиях благодаря минимизации размытости движения и поддержке быстрой интервальной съемки. А модуль RTK обеспечивает сантиметровую точность позиционирования, повышая качество собираемых данных.
Mavic 3 Enterprise
Mavic 3T, с другой стороны, добавляет в свой арсенал тепловизионную камеру с разрешением 640 × 512 px, что делает его идеальным для специализированных приложений, таких как пожаротушение, SAR, ночные операции и т. д. Способность этой модели измерять температуру в точках и на участках, а также возможности зума с высоким разрешением позволяют проводить детальный осмотр с безопасного расстояния. Оба дрона имеют 56-кратный гибридный зум, всенаправленное обнаружение препятствий и время полета до 45 минут, что в конечном итоге обеспечивает широкое покрытие и безопасную работу в сложных условиях.
Mavic 3 Thermal
Каких результатов можно достичь с помощью геодезической съемки с помощью дронов?
В зависимости от выбранных вами датчиков данных и программного обеспечения для съемки, съемка с помощью беспилотника может дать разнообразные результаты, которые можно использовать во многих отраслях.
2D-ортомозаичная карта: Геодезическое программное обеспечение может объединить сотни или тысячи цифровых фотографий, сделанных дроном, и создать высококачественные 2D-ортомозаичные карты. Важно, что эти карты обеспечивают точное представление данных об исследованной территории, все объекты правильно масштабированы и расположены так, как они есть на самом деле, что дает бесценные данные для планирования и анализа.
3D-ортомозаичная карта: Цифровые фотографии исследуемой территории могут быть скомпилированы в 3D-ортомозаичную карту и предоставляют актуальные топографические данные. Эти изображения создаются с помощью фотограмметрии для обработки перекрывающихся аэрофотоснимков, в результате чего получаются подробные модели рельефа, которые можно использовать для различных целей, включая измерение объема, анализ рельефа и 3D-визуализацию ландшафтов.
3D-модели: Генерируйте 3D-модели объектов на вашем геодезическом участке для быстрого сравнения с BIM. В отличие от 2D-моделей, эти 3D-модели обеспечивают всесторонний обзор, позволяя проводить детальный анализ и виртуальные прогулки, что очень важно для планирования проекта, корректировки дизайна и презентации заинтересованным сторонам.
3D-модель перевала Цзяюй
Тепловое картирование: Съемка с помощью тепловизионной камеры позволяет быстро выявить цели с аномальными тепловыми сигнатурами. Matrice 350 RTK обладает возможностями ночного видения и – при оснащении соответствующей тепловизионной полезной нагрузкой, например Zenmuse H20N – может проводить детальную тепловизионную съемку. Это очень важно для приложений, где требуются точные показания температуры, будь то сельское хозяйство для оценки состояния посевов, строительство для выявления дефектов изоляции или энергетика для мониторинга линий электропередач и подстанций на предмет перегрева компонентов.
Облако точек LiDAR: Оснастите свой дрон камерой Zenmuse L2 LiDAR, чтобы получить облако точек высокой плотности. Это означает, что каждая точка в пределах исследуемой области будет захвачена, в результате чего получится высокодетализированная 3D-модель местности и любых структур. Это позволяет создавать точные представления физических пространств, которые могут быть использованы для различных целей, таких как городское планирование, управление окружающей средой и создание симуляторов виртуальной реальности. Чтобы узнать больше о беспилотном LiDAR, нажмите здесь.
Модель облака точек LiDAR опоры ЛЭП
Мультиспектральное картографирование: Съемка мультиспектральных данных, выходящих за пределы видимого светового спектра, позволяет получить представление о сельском хозяйстве и управлении посевами. В частности, мультиспектральное картирование широко используется для мониторинга окружающей среды, оценки состояния растительности и эффективного управления ресурсами в целом. Это связано с тем, что технология мультиспектрального картографирования позволяет обнаружить проблемы, не видимые невооруженным глазом, будь то стресс растений, проблемы с распределением воды или нашествие вредителей. Анализируя изменения длины волны, современные беспилотные технологии позволяют получить действенные данные, которые могут стать основой для целенаправленных действий, оптимизировать урожайность и внести вклад в устойчивое развитие геодезии.
Мультиспектральный вид корейской чайной фермы
Беспилотники и BIM
В строительстве и управлении проектами съемка с помощью дронов может обеспечить критически важные данные, которые сочетаются с информационным моделированием зданий (BIM).
На каждом этапе строительного процесса 3D-фотограмметрические или лазерные модели высокого разрешения, снятые дронами, можно накладывать и сравнивать с заранее спланированными объектами BIM. Это позволяет выявить расхождения между планами и реальностью.
Раннее обнаружение таких проблем позволяет сократить количество ошибок, упущений и переделок при строительстве. Благодаря такому контролю над проектом беспилотники стали неотъемлемой частью современного строительства. Кроме того, интеграция данных, полученных с помощью дронов, с BIM-системой способствует более точному мониторингу и управлению строительными проектами. Она позволяет проводить точные сравнения между запланированными моделями и реальными условиями на стройплощадке, что ведет к улучшению процессов принятия решений. Такое сочетание значительно способствует минимизации задержек и перерасхода средств, оптимизируя рабочие процессы и повышая точность отслеживания проектов.
Насколько точны беспилотные съемки?
Прежде чем внедрить дроны в свой рабочий процесс, многие геодезисты задаются вопросом о точности аэрофотосъемки. Какой степени точности могут достичь методы беспилотной съемки?
В зависимости от требований проекта, решения для беспилотных геодезических систем могут обеспечивать съемку с различной степенью точности. В независимом исследовании, проведенном компанией DroneDeploy, DJI Phantom 4 RTK достиг относительной вертикальной точности 2 см и относительной горизонтальной точности 1,20 см. Для некоторых задач, например, проверки роста урожая или хода строительства, достаточно высокой относительной точности. Для других работ, где также требуется высокая абсолютная точность, существуют дроны, оснащенные кинематикой в реальном времени (RTK) и кинематикой с постобработкой (PPK). В паре с несколькими GCP можно достичь точности на уровне съемки.
Как выглядит типичный рабочий процесс съемки с помощью дронов?
Вот представление о том, как дроны обычно интегрируются в рабочие процессы геодезической съемки: Различные решения для беспилотников и рабочие процессы с их помощью могут обеспечивать разную степень точности. При выборе дрона для геодезической съемки важно учитывать ваши требования, требования ваших клиентов, а также компромисс между скоростью и точностью.
Сбор данных на объекте
Этап сбора данных на объекте начинается с определения картографической задачи и установления цели и масштаба аэрофотосъемки. Затем рассматриваемый участок тщательно изучается для сбора важной информации, которая может повлиять на процесс сбора данных. Установка наземных контрольных точек (GCP) – это дополнительный шаг, который может значительно повысить точность аэрофотоснимков; это физические отметки, размещенные на земле, которые можно идентифицировать на аэрофотоснимках. Планирование полетных заданий включает в себя разработку стратегии маршрута и схемы, по которой будет двигаться дрон или самолет для получения снимков.
После составления плана полета производится сбор данных системы позиционирования и ориентации (POS), которая фиксирует точное местоположение и угловую ориентацию воздушной платформы. Затем следует выполнение полетного задания по получению аэрофотоснимков объекта.
Обработка данных
После сбора данных на месте начинается этап их обработки. Она включает в себя анализ аэрофотоснимков вместе с данными POS и, если используется, измерениями с GCP для выполнения воздушной триангуляции. Воздушная триангуляция – это метод, который математически устанавливает геометрию сфотографированной территории под разными углами и является основой для составления карт. Этот процесс тщательно проверяется на точность, и если он не соответствует необходимым стандартам, для исправления несоответствий могут быть проведены дополнительные измерения контрольных точек. После того как триангуляция проходит проверку на точность, рабочий процесс генерирует цифровую модель поверхности (DSM), цифровую ортофотокарту (DOM) и 3D-модели местности.
3D-модель местности, снятая с помощью Zenmuse L2
Решения DJI для геодезической съемки с помощью дронов
Учитывая все преимущества дронов и большое количество вариантов геодезических дронов, возникает вопрос: Какой дрон лучше для геодезических работ?
Ответ, в конечном счете, зависит от ваших приоритетов. Чтобы прочитать подробный анализ и оценку системы DJI Zenmuse L2 LiDAR для DJI M350/M300 и узнать, как она может соответствовать вашим потребностям, нажмите здесь.
Система Zenmuse L2 LiDAR
В техническом описании рассматриваются методы точности и прецизионных измерений, всестороннее сравнение с предшественником – DJI Zenmuse L1 – и углубленный анализ характеристик, включающий расхождение луча, возможности проникновения в растительность и интенсивность LiDAR. Дополнительные тесты и выводы дают дополнительные сведения о производительности и возможностях L2, помогая вам определить, подходит ли он для ваших геодезических проектов.
