Аэрофотосъемка1

Виды работ

  • Аэрофотосъемка, как альтернатива воздушному и наземному лазерному сканированию и традиционной наземной съемке;
  • Мониторинг лесов, сельхозугодий, заповедников Спектральный анализ в около инфракрасном диапазоне для нужд сельского хозяйства, лесничеств и проведение экологического мониторинга;
  • Создание карт и схем для управления, планирования, визуализациии контроля реализации проектов;
  • Мониторинг линий электропередач ;
  • Проверка ветровых турбин;
  • Инспекция железнодорожных путей;
  • Инспекция автодорог, мостов и плотин.
  • Инспекция трубопроводов.
  • Лазерное сканирование

Методика выполнения работ

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) используются для решения самых разных задач в интересах военных и гражданских пользователей — для оперативного проведения аэрофотосъемки, радиовещания, поисково-спасательных работ, разведки и наблюдения, поддержания правопорядка и т.д. БПЛА отличаются большим разнообразием, их конструкция и размеры зависят от задач, для которых они предназначаются.

Преимущества использования данных БПЛА:

  • Рентабельность;
  • Оперативность получения снимков;
  • Возможность съемки с небольших высот и вблизи объектов;
  • Получение снимков высокого разрешения;
  • Возможность применения в зонах чрезвычайных ситуаций без риска для жизни и здоровья пилотов;
  • Повышение скорости и точности сбора данных.

В техническом плане процесс аэрофотосъемки с использованием БПЛА состоит из трех этапов: подготовительного, собственно съемки, и постобработки полученных данных.

Подготовительный этап

На данном этапе производится:

• изучение имеющихся материалов; формирование или сбор требований к материалам, которые нужно получить по результатам съемки – тип и масштаб карты, границы объекта съемки; приведение их в технические требования к съемочным материалам: разрешение, координаты контура участка съемки, перекрытие снимков, точность определения координат центров фотографирования, требования к наземной опорной сети;
• формирование полетного задания для БПЛА. Выполняется программой – планировщиком полета Trimble Access, входящей в состав комплекса. Оператор должен выбрать используемый комплекс, задать на карте контур участка съемки и примерное положение стартовой площадки, установить требуемое разрешение и перекрытие, после чего программа рассчитывает план полета и проверяет его выполнимость.

Выполнение аэрофотосъемки

По прибытии на стартовую площадку производится:

  • уточнение положения стартовой площадки, задание точки возвращения и ввод данных о скорости и направлении ветра на рабочей высоте;
  • автоматическое уточнение плана полета и повторная проверка его выполнимости;
  • старт БПЛА с пускового устройства;
  • выполнение съемки в автоматическом режиме;
  • посадка.

При использовании комбинированного способа выполняется определение координат опорных точек, выбранных для привязки.

Обработка данных

Для обработки полученных данных проводятся следующие мероприятия:

  • снятие данных (фотоснимки и журнал полета) с бортовых носителей информации;
  • визуальная оценка качества фотографий и отбраковка «технических» кадров, если такие записаны. Под техническими кадрами понимаются снимки, сделанные вне пределов участка съемки — при подлете к участку, на дугах разворота и т.п.;
  • генерация файла привязки центров фотографирования. В ходе полета аппаратура управления ведет запись различных параметров, среди которых – координаты, скорость и параметры ориентирования летательного аппарата. После окончания съемки из файла журнала полета необходимо выбрать координаты, соответствующие моментам фотографирования, и приписать их конкретным снимкам. Такая обработка выполняется в той же программе – планировщике полетного задания в соответствии с требованиями отраслевых инструкций, для получения топокарт масштаба 1:2000 необходима фотооснова, имеющая разрешение 15 см/пикс и имеющая погрешность определения координат в каждой точке не выше 60 см. Такое разрешение легко обеспечивается при съемке с БПЛА с использованием компактных фотоаппаратов. Например, съемка камерой Sony NEX-5R с высоты порядка 200-300 м дает снимки, имеющие разрешение 5 см/пикс;
  • Привязка требуемой точности достигается измерением координат центров фотографирования с использованием высокоточных GNSS-приемников в пределах референцной сети, или задействованием наземной опорной сети, точки которой привязаны с погрешностью не выше 30 см.

Используемое оборудование

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) Trimble UX5, оборудован профессиональным полнокадровым фотоаппаратом и 2-частотным геодезическим приемником, являющимся передовым в своем классе.

Trimble UX5
Пусковое устройство
Sony NEX-5R
Фоnоаппарат Sony NEX-5R
Trimble Tablet
Trimble Tablet

Геоскан 401 Геодезия — Система с вертикальным взлетом и посадкой. Обладает высокой маневренностью, способностью вести съемку и выполнять другие работы на самых малых высотах и зависать в заданной точке. Законченное решение для аэрофотосъемки, включает фотокамеру Sony RX1, геодезический ГНСС приемник Topcon

Геоскан 401
Геоскан 401
Geoscan
Геоскан 401

 

Программное обеспечение

Программа Agisoft PhotoScan — универсальный инструмент для генерации трехмерных моделей поверхностей объектов съемки по фотоизображениям этих объектов. PhotoScan с успехом применяется как для построения моделей предметов и объектов разных масштабов – от миниатюрных археологических артефактов до крупных зданий и сооружений, так и для построения моделей местности по данным аэрофотосъемки и генерации матриц высот и ортофотопланов, построенных на основе этих моделей. Обработка данных в PhotoScan предельно автоматизирована – на оператора возложены лишь функции контроля и управления режимами работы программы.

Построение и привязка модели местности в программе состоит из трех основных этапов:

  • построение грубой модели. На этом этапе производится автоматическое определение общих точек на перекрывающихся снимках, восстановление проектирующих лучей, определение координат центров фотографирования и элементов взаимного ориентирования снимков, расчет параметров, описывающих оптическую систему (дисторсия, коэффициент ассиметрии, положение центральной точки). Все эти расчеты выполняются в программе за одну операцию;
  • привязка полученной модели к внешней (геодезической, географической) системе координат и уравнивание всех параметров системы – координат центров фотографирования и наземных опорных точек, углов ориентирования снимков, параметров оптической системы с использованием параметрического метода уравнивания. В качестве весовых коэффициентов для уравнивания выступают погрешности определения координат точек съемки (центров фотографирования), определения координат точек наземной опорной сети, дешифрирования и маркирования опорных точек на снимках;
  • построение полигональной модели поверхности местности на основе определенных на предыдущем этапе параметров. В программе реализован экспресс-способ, заключающийся в триангуляции только общих точек, полученных на первом этапе, и более точные способы обработки, заключающиеся в определении пространственного положения для каждого пиксела изображения (в зависимости от заданной степени детализации обрабатывается каждый первый, каждый четвертый, каждый шестнадцатый, и т. д. – всего пять возможных уровней).

Затем полученная модель используется для генерации ортофотопланов и матриц высот.

С точки зрения оператора процесс работы с программой выглядит следующим образом:

Загрузка фотоснимков

  1. Выбор системы координат и загрузка данных привязки центров фотографирования;
  2. Формирование точечной модели поверхности Земли;
  3. При наличии наземной опорной сети – установка отметок опорных точек на фотоснимках и загрузка координат точек опорной сети;
  4. Оптимизация модели (уравнивание параметров привязки);
  5. Генерация полигональной модели поверхности Земли;
  6. Экспорт данных – ортофотоплан, матрица высот.

Для получения более подробной информации или консультации свяжитесь со специалистами Геокен.