Zašto bi trebalo koristiti dronove za mapiranje i snimanje?

Tokom protekle decenije, snimanje dronom brzo je postalo prihvaćen metod prikupljanja korisnih podataka. Ali, sveukupno prihvatanje tehnologije dronova u industriji geodezije još uvek je u ranoj fazi. Pa zašto biste razmišljali o dronu?

Šta je dron koji se koristi za geodetska snimanja?

Multirotor dronovi

Multirotor je dron koji leti koristeći isti način rada kao i helicopter – 4, 6 ili 8 rotora se koriste da obezbede potisak i drže dron u vazduhu. Ove bespilotne letelice su raznovrsne, sa sposobnošću letenja u raznim misijama i nošenjem različitog tereta.

Bespilotna letelica sa fiksnim krilom

Dron sa fiksnim krilima leti kao avion – 1 ili 2 rotora se koriste za obezbeđivanje potiska, a krila drže dron u vazduhu. Ovi dronovi su manje raznovrsni od multirotora u svojim misijama leta, ali su sposobni da lete na velike udaljenosti zbog svog mnogo efikasnijeg režima leta. Njihov glavni nedostatak je što moraju da slete na stomak, uzrokujući habanje dragocenih komponenti drona.

VTOL dron sa fiksnim krilom

VTOL je kombinacija najboljih elemenata multirotora i fiksnih krila, koji uzleće i sleće kao helikopter i leti kao avion. Ovi dronovi su veoma prilagodljivi, a imaju i dugo vreme leta. Kako će BVLOS vremenom postati rutinski, VTOL-ovi sa fiksnim krilima će postati najbolji dron za mnoge primene.

Za koje potrebe snimanja mogu da se koriste dronovi?

Za situacije koje zahtevaju visoku preciznost na manjim površinama, obično će se koristiti ,,zemaljske’’ metode kao što su totalne stanice, GNSS uređaji ili laserski skeneri.

Kada su tereni mnogo veći, moguće je koristiti dronove sa fiksnim krilima ili satelitske snimke kao izvor za obradu lokacije, iako će tačnost biti manja nego kod zemaljskih metoda. Međutim, svaka od ovih metoda ima svoje prednosti i nedostatke, čiji su glavni elementi navedeni u nastavku.

Koji su benefiti dronova?

Brzina i velika pokrivenost

Bespilotne letelice se kreću brzo (12-18m/s), snimajući velike površine dok se kreću, što znači da se velike oblasti mogu snimiti do 10 puta brže od tradicionalnih metoda.

Efikasnost i sigurnost

Pošto bespilotne letelice lete visoko iznad lokacije, nepristupačna ili opasna područja mogu se snimiti bez rizika, ali i bez ikakvih zastoja.

Veća preciznost

Umesto podataka od tačke do tačke, dobijenih tradicionalnim metodama snimanja, snimanja dronom obuhvataju čitavu oblast. Snimljeni podaci koji se sastoje od miliona tačaka znače da možete birati koje komponente podataka su vam potrebne, a sigurni ste da potencijalno važne karakteristike terena nisu propuštene tokom snimanja.

Povećani kapaciteti snimanja

Na fotogrametriju UAV-a ne utiču oblaci i loše vreme, a podaci su u vlasništvu korisnika, a ne treće strane.

Koliko su precizna snimanja dronom?

Snimanja dronom mogu proizvesti rezultate sa različitim stepenom tačnosti, u zavisnosti od zahteva projekta i mogućnosti drona.

Uz pomoć PPK, RTK i/ili kontrolnih tačaka moguće je postići tačnost od čak 1cm.

Kao opšte pravilo, tačnost snimanja dronom je približno 2-3 puta veća od veličine piksela na terenu. Dakle, ako vaše slike imaju rezoluciju piksela od 0,8 cm na terenu (poznato kao Ground Sample Distance ili GSD), očekivana preciznost će biti 1,5 – 2,5 cm.

Kako funkcioniše fotogrametrija sa dronovima?

Dobro je poznato da ako vidite obeležje sa tri ili više poznatih pozicija, onda možete vrlo precizno izračunati koordinate tačke.

Fotogrametrija uz pomoć dronova radi upravo ovom metodom. Dron snima svojom kamerom fotografije oblasti koje se preklapaju, pri čemu svaka slika ima preciznu x, y, z poziciju. Slike i GPS podaci se preuzimaju sa drona, a softver za fotogrametriju može zatim uporediti svaku sliku i izračunati jedinstvene karakteristike unutar svake slike (poznate kao vezne tačke), koje se zatim sastavljaju u „oblak tačaka“ koji je detaljnije objašnjen u nastavku.

Da bi se povećala tačnost snimanja dronom, mogu se koristiti poznate tačke na zemlji koje se nazivaju kontrolne tačke (GCP), koje se zatim identifikuju u softveru za fotogrametriju kako bi se povećala ukupna tačnost modela.

Drugi način povećanja tačnosti je korišćenje RTK ili PPK metode, u kojima se geopozicija generisana na dronu koriguje pomoću podataka sa zasebne GNSS bazne stanice na zemlji.

Šta su rezultati?

Oblak tačaka

Oblaci tačaka su u suštini najjednostavniji oblik 3D modela. To su kolekcije pojedinačnih tačaka ucrtanih u 3D prostor. Svaka tačka sadrži koordinate po x, y i z osi, kao i dodatne podatke u vidu RGB vrednosti (kolor komponenta).

Ortofoto prikaz

Ortofoto predstavlja mozaik spojenih slika koje su geometrijski ispravljene da bi se uklonili efekti visinskih razlika na terenu, izobličenja koja su nastala kao rezultat objektiva kamere, kao i ugla i visine iz koje je fotografija snimljena dronom.. Cilj ortofoto mozaika je spojena slika terena, na kojoj su moguća merenja položaja ili udaljenosti sa geografskom referencom na zemlji. svaki piksel na ortofoto mozaiku predstavlja ekvivalent na snimljenoj površini i može se koristiti za sve vrste geodetskih merenja i obrade.

DSM

Triangulacijom veznih tačaka na svakoj slici, fotogrametrija daje nadmorsku visinu na površini zemlje. Dakle, svaka tačka u oblaku tačaka sadrži vrednost elevacije (z), koju DSM predstavlja kao 3D površinu. Jedini nedostatak kod DSM-a je to što ova z vrednost može doći sa vrha zgrada, krošnji drveća, dalekovoda i drugih karakterističnih objekata, predstavljajući i prirodne i izgrađene karakteristike uoblasti snimanja.

DTM

Digitalni model terena (DTM) je DSM u kojem su podaci o terenu dodatno poboljšani uklanjanjem elemenata izgrađenog okruženja, kao što su zgrade, drveće, itd., otkrivajući tačne konture terena ispod. U zavisnosti od oblasti, podaci fotogrametrije mogu da se dopune LiDAR-om ili podacima klasičnog geodetskog snimanja da bi se povećala tačnost i eventualno dopunio modela terena podacima koji nisu dostupni iz vazduha.

Kako dronovi povećavaju produktivnost?

Kako dronovi utiču na krajnji rezultat? Kao i sve metode snimanja, UAV fotogrametrijska metoda ima svojih prednosti koje mogu napraviti veliki pomak u brzini i ceni snimanja. Čak i u svetu dronova, vrsta drona koji se koristi može značajno umanjiti vreme i troškove rada na terenu. Naravno, ovo se pre svega odnosi na velike površine koje je potrebno snimiti.

Dakle, možemo zaključiti da uprkos početnoj ceni od 10.000 do 25.000 evra za bespilotnu letelicu, ova investicija može da se nadoknadi za samo 1-2 nedelje snimanja velikog projektnog područja.

U okviru geodetskih projekata, načini na koje dronovi mogu da zarade su višestruki i ograničeni samo maštom projektnog tima. Različite primene će imati različite prednosti koje se ostvaruju iz tačnosti i potpunosti podataka dobijenih dronom.

Zaključak

Može se reći da je tehnologija dronova sazrela do tačke u kojoj je sada njihova primena efikasan način za geodetska snimanja većih površina bez izostanka standardne geodetske tačnosti podataka.

Ukoliko ste zainteresovani za korišćenje dronova za svoj sledeći projekat, kontaktirajte Timco d.o.o. ili Atmos, tu smo za sva pitanja!