Faida:
- Uwezo wa kutumia SfM photogrammetry, orthophoto, DSM/DTM na dhana za udhibiti wa ardhi katika muktadha sahihi na AI.
- Uwezo wa kuunda upangaji wa ndege ya UAV, kiwango cha chanjo na matarajio ya usahihi na mahesabu yanayoungwa mkono na AI na orodha za ukaguzi.
- Uwezo wa kutathmini usahihi wa matokeo ya photogrammetric na pointi za udhibiti huru na mantiki ya RMSE
Photogrammetry ni mbinu ya kupima nafasi ya pande tatu na umbo la vitu kutoka kwa picha zinazopishana. Leo, mbinu ya uzalishaji inayokua kwa kasi zaidi katika uhandisi wa uchunguzi ni kutoa picha za orthophotos na miinuko kutoka kwa mamia ya picha zilizokusanywa na UAV (Unmanned Aerial Vehicle, inayojulikana kama drone). Katika kitengo hiki, tunaangazia jinsi akili bandia inavyotumia mchakato huu, kutoka kwa upangaji wa safari za ndege hadi tathmini ya usahihi. Kanuni hiyo haiwezi kubadilika: programu na AI huzalisha mfano; Kukubalika kwa usahihi wa nafasi kunabaki kwa mhandisi kupitia pointi za udhibiti wa ardhi na udhibiti wa kujitegemea.
Hebu tufafanue masharti. SfM (Muundo kutoka kwa Motion) ni njia inayotatua jiometri ya 3D na nafasi za kamera kwa kulinganisha pointi za kawaida katika picha zilizopigwa kutoka pembe tofauti; Ni msingi wa programu ya kisasa ya upigaji picha. Orthophoto ni picha ya angani yenye mizani sahihi, kama ramani, yenye upotoshaji wa mtazamo na mwinuko. DSM (Digital Surface Model) ni kielelezo cha mwinuko cha sehemu ya juu ikijumuisha majengo na miti. DTM (Digital Terrain Model) ni kielelezo cha mwinuko cha ardhi tupu. GCP (Ground Control Point; GCP kwa Kiingereza) ni alama za alama ambazo hupimwa kwa usahihi kutoka shambani, huonekana kwenye picha na kuunganisha kielelezo kwenye viwianishi halisi. Uwiano wa mwingiliano ni asilimia ya picha za jirani zinazofunika nyingine.
Jukumu la AI katika Upigaji picha
AI inasaidia maeneo manne katika mtiririko huu wa kazi:
- Upangaji wa ndege na hesabu. Husaidia katika kuhesabu urefu wa safari ya ndege, uwiano wa hifadhi na idadi ya picha kwa umbali unaohitajika wa sampuli ya ardhini (GSD: saizi ambayo kila pikseli inafunika chini), na huunda orodha.
- Ukaguzi wa awali wa ubora. Huanzisha mantiki ya kuchanganua ambayo hualamisha picha zenye ukungu, uzuiaji wa kutosha, na matatizo ya usambazaji wa GCP.
- Uainishaji wa pato na kusafisha. Husaidia katika kazi kama vile uchujaji wa kitu (jengo/mti) na utambuzi wa wingu/kivuli kwenye orthophoto ili kutoa DTM kutoka DSM.
- Ripoti na muhtasari wa usahihi. Hufanya jedwali la RMSE (Root Mean Square Error; kipimo cha mkengeuko katika sehemu za udhibiti) na ripoti ya usahihi isomeke.
Mahali pa upofu: AI haioni hali ya kimwili ya kukimbia na ukweli wa ardhi. Ikiwa hakuna GCP ya kutosha, ulinzi duni au ndege yenye upepo, hakuna programu/AI inayoweza kusahihisha hili kikamilifu baadaye. Uadilifu huanzia uwanjani.
Kidokezo: Weka lengo lako la usahihi katika nambari tangu mwanzo. "Na iwe ya uaminifu wa juu" ni utata; Ni shabaha inayoweza kupimika "inayolengwa kwa ± 3 cm kwa usawa na ± 5 cm kwa wima, iliyothibitishwa na RMSE yenye pointi za udhibiti zinazojitegemea."
Hatua kwa Hatua: UAV Photogrammetry Workflow
- Weka usahihi na lengo la GSD. Usahihi unaohitajika huamua GSD na hivyo urefu wa ndege. Kanuni ya jumla: usahihi wa nafasi ni kwa mpangilio wa GSD chache.
- Panga ndege. Uwiano wa chanjo (kawaida mbele 75-80%, upande 65-70%), urefu wa ndege, idadi ya picha. AI inaweza kutoa hesabu na orodha hii.
- Weka na kupima GCPs. Pima kwa usahihi kwa GNSS idadi ya kutosha ya GCP kwenye pembe na katikati ili kufunika eneo sawasawa. Tenganisha baadhi yao kama sehemu za udhibiti huru ambazo haziingii mfano.
- Ichakate. Kulinganisha na SfM, kurejelea kijiografia na GCP, wingu mnene wa uhakika, DSM, kizazi cha orthophoto.
- Kuzalisha DTM. Badilisha kutoka DSM hadi DTM kwa kuchuja vitu vilivyo nje ya ardhi.
- Thibitisha. Kuhesabu RMSE katika sehemu za udhibiti wa mtu binafsi; Je, inafikia lengo?
Pointi za Udhibiti wa Ardhi na RMSE
Kuweka kielelezo cha upigaji picha kwa ulimwengu halisi kunategemea GCPs. GCPs hutoa kiwango na eneo kwa mfano; Ikiwa hazitoshi kwa idadi au zinasambazwa vibaya (zote katika kona moja), mfano huo utakuwa sahihi katika mkoa mmoja na kupotoshwa kwa mwingine. Njia ya kupima usahihi kwa uaminifu ni kuweka baadhi ya GCP kama vidhibiti huru kwa kutozipanga na kukokotoa RMSE kwa kulinganisha thamani zao katika modeli na thamani halisi zilizopimwa. Mfano huo hauzingatiwi kuwa sawa kwa sababu tu kifafa (mabaki) kwenye GCP ni cha chini; Hii ni kama mafanikio kwenye data ya mafunzo.
Tahadhari: Ikiwa unatumia pointi zote zilizowekwa alama kama GCP na bila kuacha vidhibiti huru, hutakuwa na ushahidi huru wa kupima usahihi. Daima hifadhi pointi chache kwa ukaguzi.
Kesi Tatu Ndogo: Kwa Nambari
Kesi ya 1 - Hitilafu ya usambazaji wa GCP. Katika shamba la hekta 40, GCP 5 kati ya 6 walikuwa katika nusu ya kusini ya shamba. Mfano huo ulitoa kupotoka kwa ± 3 cm kusini na ± 25 cm kaskazini. Vizuizi huru vilifichua upotoshaji huu wa kikanda; Wakati GCPs zilisambazwa sawasawa na safari ya ndege ikachakatwa tena, usahihi ulipungua hadi ± 4 cm kaskazini.
Kesi ya 2 - Kukosea DSM kwa DTM. Katika hesabu ya kiasi, timu ilikadiria kiasi cha uchimbaji kwa takriban 12% kwa kudhani kuwa DSM ilisagwa moja kwa moja kwenye eneo lenye miti. Wakati DTM ilitolewa kwa uchujaji wa ardhi unaoungwa mkono na AI na hesabu ikarudiwa, sauti ilikaribia ukweli. Somo: DTM hutumiwa katika kazi ya kiasi na jeans.
Kesi 3 - Upungufu wa chanjo. Wakati chanjo iliposhuka hadi 55% kwenye baadhi ya mistari kutokana na upepo, SfM ilifanya mechi duni katika eneo hilo na modeli ikatoka na mashimo. Ukaguzi wa awali wa ubora uliashiria eneo la chini la jalada; Sehemu hiyo ilirushwa tena. Somo: kifuniko kinatolewa kwenye shamba, haiwezi kutengenezwa baadaye.
Uhamasishaji dhaifu / Uhamasishaji Wenye Nguvu
Agizo dhaifu:
Nitatengeneza ramani na ndege isiyo na rubani, niambie nifanye nini.
Agizo lenye nguvu:
Jukumu: Unda mpango wa upigaji picha wa UAV na usahihi. Muktadha:- Eneo: ~ hekta 40, yenye mteremko tambarare, yenye miti machache- Usahihi unaolengwa: mlalo ± sm 3, wima ± cm 5- Kamera: [sensor/makini], GSD inayotakikana: 2 cmMaombi:1) Andika takriban urefu wa ndege na mantiki kwa GSD uwiano/uwiano wa 2 cm. ya GCPs na mkakati wa usambazaji; Je, ni vingapi kati ya hivyo ninavyopaswa kuvihifadhi kama vituo HURU vya ukaguzi?4) Andika tofauti ya DSM/DTM na ni matokeo gani yanahitajika kwa kazi gani.5) Uthibitishaji: hatua ya uthibitishaji na RMSE katika vituo vya ukaguzi vinavyojitegemea.
Kidokezo chenye nguvu kinajumuisha lengo la nambari, hali ya uwanja na mpango wa uthibitishaji; Matokeo yanatumika.
Violezo Vinne Vinakiliwa
1) Hesabu ya parameta ya ndege:
Kadirio la urefu wa safari ya ndege ya GSD [x cm] na kamera [kitambuzi/makini], zinapendekeza uwiano wa hifadhi, kadirio la idadi ya picha. Andika mawazo yako kwa uwazi; Kumbuka kwamba thamani halisi inahitaji uthibitisho wa programu.
2) Upangaji wa GCP:
Pendekeza mkakati wa mpangilio wa GCP wa [eneo/ukubwa/umbo]: pointi ngapi, jinsi ya kusambaza, ngapi zinapaswa kuhifadhiwa kwa udhibiti huru. Eleza hatari ya ugawaji mbaya (wote katika kona moja).
3) DSM-> Mtiririko wa kazi wa DTM:
Andika hatua za kuchuja ardhini ili kutengeneza DTM kutoka kwa wingu la uhakika/DSM. Bainisha ni vitu gani (jengo, mti) vya kutoa na jinsi ya kuthibitisha matokeo na sehemu ya wasifu. Eleza kwa nini DTM inahitajika kwa kazi ya kiasi/kiwango.
4) Ripoti ya usahihi:
Kokotoa RMSE ya mlalo na wima kutoka kwa mikengeuko ifuatayo ya sehemu za udhibiti, linganisha na usahihi unaolengwa, fanya tafsiri ya kupita/kufeli na uonyeshe maeneo yoyote dhaifu. Data: [kupotoka kwa pointi]
Ulinganisho wa Bidhaa za Picha
Bidhaa
Je, inawakilisha nini?
Matumizi ya kawaida
Tahadhari
orthophoto
Ongeza picha sahihi ya angani
Basemap, digitalization
Upotoshaji wa makali
DSM
Sehemu ya juu (jengo+mti)
Uchambuzi wa kivuli/mwonekano
Sio ardhi
DTM
ardhi tupu
Denim, kiasi, mteremko
Ubora wa kuchuja
wingu la uhakika
Pointi mnene za 3D
Kipimo cha 3D, sehemu ya msalaba
kusafisha kelele
YKN
Msingi wa kijiografia
msingi wa ukweli
Muhimu wa usambazaji
Makosa ya kawaida
- Kwa kutumia DSM badala ya DTM. Makosa makubwa katika mahesabu ya mwinuko na kiasi.
- Bila kuacha vituo vya ukaguzi vya kujitegemea. Hakuna ushahidi huru uliobaki kupima usahihi.
- Usambazaji hafifu wa GCPs. Eneo moja ni sahihi, lingine limepotoshwa.
- Kuacha kiwango cha chanjo hakitoshi kwenye uwanja. Mfano usioweza kurejeshwa, uliotobolewa.
- Sio kuweka lengo la usahihi katika nambari. "Usahihi wa juu" hauwezi kupimwa au kuthibitishwa.
- Kufikiri kwamba orthophoto ni sahihi kabisa kwa kipimo. Upotoshaji hutokea karibu na kingo na vitu vya juu.
Kwa muhtasari
Akili ya bandia katika upigaji picha wa UAV; Ni usaidizi mkubwa katika kuhesabu mpango wa safari ya ndege, ukaguzi wa awali wa ubora, uzalishaji wa DTM kutoka DSM na kuripoti usahihi. Hata hivyo, msingi wa usahihi wa nafasi umewekwa kwenye shamba: idadi sahihi na pointi za udhibiti wa ardhi zilizosambazwa sawasawa, kifuniko cha kutosha na malengo ya usahihi wa nambari. Kipimo cha uaminifu cha usahihi ni RMSE iliyohesabiwa kwa pointi za udhibiti wa mtu binafsi ambazo haziingizii mfano. Daima tumia DTM kwa kazi ya denim na wingi; DSM ni sehemu ya juu.
Jukumu la maombi
Sanifu mradi wa UAV: bainisha ukubwa wa uga, GSD lengwa, na lengwa la usahihi wa nambari (k.m. mlalo ± sm 3). Kuwa na AI kuzalisha urefu wa ndege, uwiano wa bima na mkakati wa GCP; Andika ni pointi ngapi utahifadhi kwa udhibiti wa kujitegemea. Kisha ukokotoe RMSE kwenye jedwali dhahania la kupotoka kwa sehemu ya udhibiti na uulize "imefikia lengo?" Toa maoni na uthibitishe matokeo mwenyewe.
orodha ya ukaguzi
- [ ] Niliweka lengo la usahihi wa nambari na GSD.
- [ ] Nilipanga uwiano wa chanjo (mbele/upande) vya kutosha.
- [ ] Nilisambaza GCP kwa usawa na kuzitumia kwa idadi ya kutosha.
- [ ] Nilihifadhi baadhi ya pointi kwa udhibiti huru.
- [ ] Nilitoa DTM, si DSM, ya denim/kiasi.
- [ ] Nilithibitisha uchujaji wa ardhini kwa sehemu ya wasifu.
- [ ] Nilikokotoa RMSE katika vidhibiti mahususi.
- [ ] Nimekubali kukubalika kwa usahihi kwa idhini ya mhandisi.