如今,配備輕型航空相機的無人機用于捕捉航拍圖像,并在各種類型的項目上創造真正的差異。這些圖像作為不同攝影測量產品的基礎,從2D地圖到3D模型,由于硬件和軟件開發能夠創造新的可交付成果,它們開辟了全新的機會,從而提高了精度和速度回轉。
幾年前,當專業無人機被引入時,攝影測量界立即采用它們捕捉航拍圖像。使用輕型數碼相機的無人駕駛無人機為有人駕駛飛機的航空測量提供了更便宜的替代方案,特別是對于小規模測繪項目。攝影測量師立即開始嘗試和開發針對特定用例的經濟高效的解決方案,但由于“從圖像到數字現實:地球遙控器”上展示的軟件,技術可以帶來的差異正在被提升到一個全新的水平。傳感和攝影測量“事件。
攝影測量和UAS
Racurs是一家來自俄羅斯莫斯科的軟件和服務提供商,在攝影測量領域活躍了25年。他們創建了一個名為PHOTOMOD的數字攝影測量系統,該系統于1993年首次推出,現已在80多個國家使用。該系統用于從各種成像系統獲得精確的空間數據,并生成增值的制圖數據產品。
無人機的普及導致創建了一個單獨的面向無人機的軟件產品,名為PHOTOMOD UAS,可自動將基于無人機的圖像處理成攝影測量產品,如DSM(數字表面模型),DEM(數字高程模型),2D和3D矢量和正射影像。該系統允許由于分布式處理方法而提高處理性能,并且最有效地使用可用的計算能力。在全自動模式下,可以使用塊布局創建,構建切割線,連接點搜索/測量,DEM構建和過濾等操作。
從意象到數字現實
“從圖像到數字現實:地球遙感和攝影測量”,是Racurs每年舉辦的國際科學和技術會議的正式名稱,與會者討論攝影測量中的新趨勢和技術,衛星數據和圖像處理的使用案例,航測使用UAS等。該活動于去年9月在希臘克里特島舉行,由為期三天的會議計劃組成,提供各種演示,展示無人機技術如何使攝影測量師的工作受益,包括數據采集,處理和攝影測量終端產品的交付。
在此次活動中展示了大量的航空測量和UAS展示,Racurs的PHOTOMOD UAS系統的一個特定用例是進行空中三角測量,或簡單的航空三角測量。該術語指的是保證通過航空和衛星圖像生成的攝影測量數據產品的高幾何精度的過程,并涉及在無人機飛行之前測量的用于執行塊調整的定向參數或地面控制點(GCP)的創建。稍后處理圖像。
希臘攝影測量工程師Yannis Yannikis證明,PHOTOMOD UAS的精心智能配置可以實現空中三角測量的亞像素精度。在這種特殊情況下,使用帶有機械快門的1英寸傳感器的Phantom 4 Pro無人機用于捕捉和處理30個不同希臘村莊的圖像。每個項目都從使用GNSS接收器測量的地面控制點標記開始。在制定飛行計劃和用于捕獲圖像數據的實際飛行之后,使用PHOTOMOD UAS下載和處理地理標記的圖像。使用可以精確測量的良好目標,預先校準的相機并使用PHOTOMOD UAS軟件進行嚴格和仔細的調整,獲得了良好的結果。
使用“非專業”無人機來映射項目
如上所述,使用普通的無人機和專業的攝影測量軟件解決方案可以實現高精度。然而,許多無人機制造商提供廉價的非專業無人機,為專業和更廣泛的測繪系統提供了有吸引力的替代方案。來自Racurs的研究員Alexey Smirnov討論了他在繪圖項目中如此受歡迎的大眾市場UAS的經驗。他的一個結論是,許多“業余愛好者”地圖制作者并未意識到使用消費者型UAS進行地圖項目的潛在缺陷,這可能導致不可預測(和無法使用)的結果。
使用相機捕獲數據時,最重要的因素是傳感器,它決定了數據質量。然而,無人機制造商在飛行時間不太重要的特征上相互競爭。此外,圖像質量和準確性是兩個不同的問題,因為傳感器和GNSS系統之間沒有關系。當使用無人機經銷商或制造商的UAS時,無法預先預測準確度和圖像質量,這就是為什么不能給出保證的原因。
為了證明他的觀點,斯米爾諾夫展示了一些使用不符合專業制圖標準的消費型UAS拍攝的地圖圖像。配備魚眼攝像機的更便宜的系統導致圖像具有強烈的視覺失真,使其不適合進行測量。其他示例顯示更準確的結果,但圖像之間的顏色差異顯著。通常,不清楚為什么廉價的系統不會產生好的結果。最好的選擇是使用專業的繪圖系統,產生可靠的結果。
用于3D建模和VR / AR的航空影像
長期以來,攝影測量一直被高度數據所占據,導致從天線和衛星圖像中衍生出各種3D模型。數字攝影測量工作站(DPW)用于立體成像,其中圖像是相同的場景或對象使用兩個單獨的監視器但是從略微不同的角度或透視顯示,暗示空間深度。在會議期間,德國專業3D硬件供應商Schneider Digital展示了其目前市場上最高分辨率的3D PluraView立體攝影測量監視器。該監視器得到了地理空間行業許多專業應用的支持。
涉及攝影測量的最新應用是VR / AR。雖然結合兩個學科的用例并不多,但預計這將在未來發生變化。AR / VR目前存在的問題之一是,對于不同的垂直行業存在許多不同的應用,缺乏任何形式的標準化。許多垂直行業仍在努力尋找AR / VR有益且有利可圖的應用。然而,攝影測量和VR / AR是一個很好的組合,因為VR / AR環境需要精確度來測量投影3D空間中物體之間的距離。
UAS和云
空間數據曾用于本地存儲。目前,越來越多的數據在云中處理。對于在云中運行但通過Web瀏覽器或桌面客戶端訪問的軟件應用程序也可以這樣說。使用云基礎架構帶來了新的訂閱模式,用戶按小時付費而非固定許可成本。這對于資源有限的人,例如學生,可能是有益的。
雖然不同的軟件公司已經創建了自己的云(Esri,Autodesk),但是存在將各種軟件程序組合在一個云環境中的替代方案。對于可能在單個工作流程中使用多個軟件程序的軟件用戶,這可以是一個方便的解決方案。GeoCloud就是這樣一個例子,一個基于Amazon Web Services的SaaS平臺。它面向地理空間專業人士,軟件供應商以及空間數據提供商。該服務最近才推出,但已經為各種類別提供了許多軟件程序。
得到教訓
無人機已成為用載人飛機捕捉航拍圖像的可靠且具有成本效益的替代方案。在短短幾年內,它們已經成為攝影測量領域的一個重要因素。隨著無人機技術的不斷完善和新傳感器的不斷發展,攝影測量師正在努力尋找使用無人機技術的新方法,以便為繪圖項目獲得更準確的數據。雖然更便宜的大眾消費無人機可能看起來像是更昂貴的高端測繪系統的誘人替代品,但這些無法提供與專業系統相同的可靠最終結果。多年的現場經驗和對圖像處理的攝影測量軟件的熟悉使專業人員能夠獲得更高的精度,從而產生更可靠的制圖數據產品。隨著3D GIS,3D城市模型和AR / VR等新應用領域的出現,攝影測量學科開辟了新的市場和用戶。無人機將繼續發揮巨大的規則來獲取數據,這些數據將形成像Racurs和其他人能夠提供的數據產品的基礎。