бирдиги 6 / 11

Фотограмметрия жана UAV сүрөттөрүнөн моделди түзүү

Пайдалар:

  • AI менен туура контекстте SfM фотограмметрия, ортофото, DSM/DTM жана жерди башкаруу пункту түшүнүктөрүн колдонуу мүмкүнчүлүгү
  • AI колдогон эсептөөлөр жана текшерүү тизмелери менен UAV учуусун пландаштыруу, камтуу ылдамдыгы жана так күтүүлөрдү куруу мүмкүнчүлүгү
  • Көз карандысыз башкаруу пункттары жана RMSE логикасы менен фотограмметрикалык чыгаруунун тактыгын баалоо мүмкүнчүлүгү

Фотограмметрия — бири-бирин кайталаган сүрөттөрдөн объектилердин үч өлчөмдүү абалын жана формасын өлчөө ыкмасы. Бүгүнкү күндө изилдөө инженериясында эң ылдам өнүгүп келе жаткан өндүрүш ыкмасы - бул UAV тарабынан чогултулган жүздөгөн фотосүрөттөрдөн ортофото жана бийиктик моделдерин өндүрүү (Учкучсуз учуучу аппарат, адатта дрон деп аталат). Бул бөлүмдө биз учуу пландаштыруудан тактыкты баалоого чейин жасалма интеллекттин бул процессти кантип колдой турганын карайбыз. Принцип өзгөрбөйт: программалык камсыздоо жана AI моделди чыгарат; Позициянын тактыгын кабыл алуу жер үстүндөгү башкаруу пункттары жана көз карандысыз башкаруу аркылуу инженерде калат.

Келгиле, шарттарды тактап алалы. SfM (Structure from Motion) — 3D геометриясын жана камеранын позицияларын ар түрдүү бурчтан тартылган фотосүрөттөрдөгү жалпы чекиттерди дал келтирүү аркылуу чечүүчү ыкма; Бул заманбап фотограмметрия программасынын өзөгү болуп саналат. Ортофото – бул карта сыяктуу туура масштабдагы, перспектива жана бийиктик бурмалоосу жок абадан сүрөт. DSM (Digital Surface Model) - имараттарды жана дарактарды камтыган үстүнкү беттин бийиктик модели. DTM (Digital Terrain Model) - жылаңач жердин бийиктик модели. GCP (Ground Control Point; англисче GCP) талаадан так өлчөнгөн, сүрөттөрдө пайда болгон жана моделди реалдуу координаттар менен байланыштырган белгиленген чекиттер. Бири-бирин каптаган кошуна сүрөттөрдүн пайызы.

Фотограмметриядагы AIдын ролу

AI бул иш процессинде төрт жерди колдойт:

  1. Учууну пландаштыруу жана эсептөө. Бул учуунун бийиктигин, каптоо катышын жана керектүү жерден үлгү алуу аралыкка сүрөттөрдүн санын эсептөөгө жардам берет (GSD: ар бир пиксел жерде камтыган өлчөмү) жана текшерүү тизмесин түзөт.
  2. Сапатты алдын ала текшерүү. Бул бүдөмүк сүрөттөрдү, жетишсиз окклюзияны жана GCP бөлүштүрүү көйгөйлөрүн белгилеген сканерлөө логикасын орнотот.
  3. Чыгуу классификациясы жана тазалоо. Бул DSMден DTM түзүү үчүн ортофотодо объектти (имарат/дарак) чыпкалоо жана булут/көлөкө аныктоо сыяктуу тапшырмаларда жардам берет.
  4. Отчет жана тактыктын корутундусу. RMSE (Root Mean Square Error; өлчөө четтөөлөр контролдоо пункттары) таблицасын жана тактык отчетун окула турган кылат.

Сокур так: AI учуунун физикалык шарттарын жана жердин реалдуулугун көрбөйт. Эгерде жетишсиз GCP, начар жабуу же шамалдуу учуу бар болсо, эч кандай программалык камсыздоо/AI муну кийинчерээк толук оңдой албайт. Адептүүлүк талаадан башталат.

Кеңеш: Тактык максатыңызды башынан баштап сандар менен коюңуз. «Жогору ишенимдуу болсун» деген эки анжы; Бул өлчөнө турган максат "туурасынан ±3 см жана ±5 см вертикалдуу багытталган, көз карандысыз башкаруу пункттары менен RMSE тарабынан тастыкталган."

Кадам-кадам: UAV Photogrammetry Workflow

  1. Тактык жана GSD максатын коюу. Керектүү тактык GSD жана демек, учуу бийиктигин аныктайт. Жалпы эреже: позициялык тактык бир нече GSD тартибинде.
  2. Учууну пландаштырыңыз. Камтуу катышы (адатта алдыга 75-80%, каптал 65-70%), учуу бийиктиги, сүрөттөрдүн саны. AI бул эсептөөнү жана текшерүү тизмесин түзө алат.
  3. GCP'лерди жайгаштырыңыз жана өлчөңүз. Аймакты бирдей жабуу үчүн GNSS менен бурчтардагы жана ортодогу жетиштүү сандагы GCPди так өлчөңүз. Алардын айрымдарын моделге кирбеген көз карандысыз башкаруу пункттары катары бөлүңүз.
  4. Аны иштетиңиз. SfM менен тегиздөө, GCP менен геореференция, тыгыз чекит булуту, DSM, ортофото генерация.
  5. DTM өндүрүү. Жер үстүндөгү объекттерди чыпкалоо менен DSMден DTMге өтүңүз.
  6. Текшерүү. Жеке башкаруу пункттарында RMSE эсептөө; Максатка жетеби?

Жер үстүндөгү башкаруу пункттары жана RMSE

Фотограмметрикалык моделди реалдуу дүйнөгө тууралоо GCPs көз каранды. GCPs моделдин масштабын жана жайгашкан жерин берет; Эгерде алардын саны жетишсиз болсо же начар бөлүштүрүлгөн болсо (баары бир бурчта), модель бир аймакта так, экинчисинде ийри болуп калат. Тактыгын чынчылдык менен өлчөөнүн жолу - бул кээ бир GCPтерди көз карандысыз башкаруу чекиттери катары сактоо, аларды тегиздөө эмес жана RMSEди моделдеги алардын баалуулуктарын чыныгы өлчөнгөн маанилер менен салыштыруу аркылуу эсептөө. Модел GCPге туура келүү (калдык) төмөн болгондуктан туура деп эсептелбейт; Бул окутуу маалыматтары боюнча ийгилик сыяктуу.

Эскертүү: Эгер сиз бардык белгиленген чекиттерди GCP катары колдонсоңуз жана көз карандысыз башкаруу чекиттерин калтырбасаңыз, тактыкты өлчөө үчүн сизде көз карандысыз далил болбойт. Ар дайым текшерүү үчүн бир нече пункттарды сактаңыз.

Үч мини Case: Сандар боюнча

1-жагдай — GCP бөлүштүрүү катасы. 40 гектар талаада 6 ГКПнын 5и талаанын түштүк жарымында болгон. Модель түштүктө ±3 см, түндүктө ±25 см четтөө берген. Көз карандысыз өткөрүү пункттары бул аймактык бурмалоону ачыкка чыгарды; GCPs бир калыпта бөлүштүрүлгөн жана учуу кайра иштетилгенде, тактык түндүктө ± 4 см азайган.

2-жагдай — DSMди DTM деп жаңылыштык. Көлөмдү эсептөөдө топ казуунун көлөмүн болжол менен 12% га ашыкча баалаган, DSM түздөн-түз токойлуу жерде майдаланган. DTM AI колдогон жер чыпкалоо менен түзүлгөндө жана эсептөө кайталанганда, көлөмү чындыкка жакындады. Сабак: DTM көлөмү жана джинсы иш колдонулат.

3-жагдай – жетишсиз камтуу. Шамалдын кесепетинен кээ бир линияларда камтуу 55% ​​га чейин төмөндөгөндө, SfM ал аймакта начар шайкештикти жасап, модель тешиктер менен чыкты. сапаты алдын ала текшерүү төмөн жабуу аймакты белгиледи; Ошол бөлүк кайра учуп кетти. Сабак: капкак талаада берилет, аны кийинчерээк жасоого болбойт.

Алсыз тездик / Күчтүү эскертүү

Алсыз билдирүү:

Мен учкучсуз учак менен карта жасайын деп жатам, айтчы, эмне кылышым керек.

Күчтүү билдирүү:

Тапшырма: UAV фотограмметрия учуу жана тактык планын түзүү. Контекст:- Аянты: ~40 га, жалпак-бир аз жантайыңкы, сейрек токойлуу- Максаттуу тактык: горизонталдуу ±3 см, вертикалдуу ±5 см- Камера: [сенсор/фокус], каалаган GSD: 2 смТалаптар: 1) Болжолдуу учуунун бийиктигин жана логикасын жазыңыз. GCPs жана бөлүштүрүү стратегиясы; Алардын канчасын КӨЗ КӨЗ КӨРСӨМӨН өткөрүү пункттары катары резервдештирүү керек?4) DSM/DTM айырмасын жана кайсы жумушка кандай чыгарылыш керек экенин жазыңыз.5) Текшерүү: көз карандысыз өткөрүү пункттарында RMSE менен ырастоо кадамы.

Күчтүү тездик сандык максатты, талаанын абалын жана текшерүү планын камтыйт; Чыгуу жарактуу болуп калат.

Көчүрмө төрт шаблон

1) Учуунун параметрин эсептөө:

Каалаган GSD [x см] жана камера [сенсор/фокус] үчүн болжолдуу учуунун бийиктиги, жабуунун катышын сунуштайт, сүрөттөрдүн санын болжолдойт. Божомолдоруңузду так жазыңыз; Так маани программалык камсыздоону ырастоону талап кылаарын эске алыңыз.

2) GCP пландаштыруу:

[Аянт/өлчөм/форма] үчүн GCP жайгашуу стратегиясын сунуштаңыз: канча упай, кантип бөлүштүрүү керек, канчасы көз карандысыз башкаруу үчүн сакталышы керек. Туура эмес бөлүштүрүү коркунучун түшүндүрүңүз (баары бир бурчта).

3) DSM->DTM иш процесси:

Булуттан/DSMден DTM түзүү үчүн жерди чыпкалоо кадамдарын жазыңыз. Кайсы объекттерди (имаратты, даракты) чыгарып алууну жана натыйжаны профиль бөлүмү менен кантип текшерүү керектигин белгилеңиз. Көлөм/деңгээлдеги иш үчүн эмне үчүн DTM керек экенин түшүндүрүңүз.

4) тактык отчету:

Төмөнкү жеке контролдук чекиттин четтөөлөрүнөн горизонталдык жана вертикалдык RMSEни эсептеп, максаттуу тактык менен салыштырыңыз, өтүп/катарлык чечмелөө жасаңыз жана алсыз жерлерди көрсөтүңүз. Берилиштер: [башкаруу чекитинин четтөөлөрү]

Фотограмметриялык продуктыларды салыштыруу

Продукт

Ал эмнени билдирет?

Типтүү колдонуу

Көңүл буруңуз

ортофото

Так аба сүрөтүн масштабдоо

Базалык карта, санариптештирүү

Четтин бурмаланышы

DSM

Үстүнкү бети (имарат+дарак)

Көлөкө/көрүнүү талдоо

Ал жер эмес

DTM

жылаңач жер

Denim, көлөм, эңкейиш

Чыпкалоо сапаты

чекиттүү булут

3D жыш чекиттери

3D өлчөө, кесилиши

ызы-чуу тазалоо

YKN

Геореференция базасы

чындыктын негизи

Бөлүштүрүү маанилүү

Жалпы каталар

  • DTM ордуна DSM колдонуу. Бийиктик жана көлөмдү эсептөөдө чоң ката.
  • Көз карандысыз көзөмөл өткөрүү пункттарын калтырбоо. Тактыгын өлчөө үчүн көз карандысыз далилдер калган жок.
  • Начар бөлүштүрүлгөн GCPs. Бир жери туура, экинчиси бурмаланган.
  • Талаада камтуу көрсөткүчүн жетишсиз калтыруу. Калыбына келтирилбеген, тешиктүү модель.
  • Сандардын тактыгына максат коюу эмес. "Жогорку тактык" өлчөө же ырастоо мүмкүн эмес.
  • Ортофото өлчөө үчүн таптакыр туура деп ойлойм. Четтердин жана бийик объекттердин айланасында бурмалоо пайда болот.

Кыскача айтканда

UAV фотограмметриясында жасалма интеллект; Бул учуу планын эсептөөдө, сапатты алдын ала текшерүүдө, DSMден DTM генерациясында жана так отчеттуулукта күчтүү жардамчы. Бирок, позициялык тактыктын пайдубалы талаада түптөлөт: туура сан жана бирдей бөлүштүрүлгөн жердеги башкаруу пункттары, адекваттуу капкак жана сандык тактык буталар. Тактыктын чынчыл өлчөмү бул моделге кирбеген жеке башкаруу пункттарында эсептелген RMSE. Дайыма жынсы жана жапырт иш үчүн DTM колдонуңуз; DSM жогорку бети болуп саналат.

Колдонмо тапшырмасы

UAV долбоорун иштеп чыгуу: талаанын өлчөмүн, максаттуу GSDди жана сандык тактыкты аныктоо (мисалы, горизонталдуу ±3 см). AI учуунун бийиктигин, каптоо катышын жана GCP стратегиясын түзө алат; Көз карандысыз көзөмөлдөө үчүн канча упай топтой турганыңызды жазыңыз. Андан кийин гипотетикалык башкаруу чекитинин четтөө таблицасында RMSEди эсептеп, "ал бутага жеттиби?" Комментарий жазып, натыйжаны өзүңүз ырастаңыз.

текшерүү тизмеси

  • [ ] Мен сандык тактык максатты жана GSD койду.
  • [ ] Мен камтуу катышын (алга/тарап) адекваттуу пландаштырдым.
  • [ ] Мен GCPлерди бирдей бөлүштүрдүм жана аларды жетиштүү санда колдондум.
  • [ ] Мен көз карандысыз башкаруу үчүн кээ бир пункттарды калтырдым.
  • [ ] Мен жынсы/көлөм үчүн DSM эмес, DTM чыгардым.
  • [ ] Мен профилдик бөлүм менен жер чыпкалоону текшердим.
  • [ ] Мен жеке көзөмөл пункттарында RMSE эсептеп чыктым.
  • [ ] Мен тактыкты кабыл алууну инженердин жактыруусуна тапшырдым.