Fotogrammetria cu vehicule aeropurtate fara pilot (Unmanned Aerial System − UAS) este un instrument care sustine activitatile de cartografiere pentru cadastru, monitorizare, arhitectura si aplicatii de inginerie civila. Sistemele UAS sunt platforme versatile, care, in comparatie cu echipamentele utilizate in fotogrammetria de la mica distanta, pot prelua imagini in zone inaccesibile, sub diferite unghiuri de preluare.
Desi exista multe avantaje in utilizarea acestei tehnici de achizitie a datelor, eficacitatea ei difera considerabil, din cauza conditiilor diferite de preluare, cum ar fi caracteristicile terenului, care variaza de la plan la teren muntos, de la medii urbane la medii naturale, planurilor de zbor diferite, precum si diferitelor dimensiuni pentru un pixel la sol (Ground Sample Distance − GSD), care depind de distanta focala a camerei si de altitudinea de zbor. In mod general, in cadrul procesului de compensare in bloc, centrele de preluare ale imaginii, ale caror coordonate au fost determinate prin tehnologie GNSS RTK/PPK, au rol de constrangere suplimentara, eliminand nevoia utilizarii punctelor de sprijin la sol (Ground Control Point − GCP).
Fluxul de lucru aplicat pentru aceasta zona de studiu poate fi structurat in urmatoarele sectiuni: (1) lucrari de teren cu observatii in mod relativ static pentru reteaua GNSS si masuratori cu statie totala pentru toate detaliile topografice, (2) materializarea pe teren a punctelor de sprijin si a punctelor de control prin buloane metalice, (3) materializarea pe teren a punctelor de sprijin si a punctelor de control, inainte de zboruri, cu vopsea si prin plasarea tintelor din plexiglas, (4) lucrari de birou cu compensarea retelei GNSS si a celei geodezice, (5) respectiv prelucrarea masuratorilor topografice pentru crearea planului topografic al zonei de studiu, (6) planificarea si efectuarea zborurilor UAS, (7) prelucrarea imaginilor UAS, (8) evaluarea preciziei procesului de compensare in bloc, (9) generarea norilor de puncte si a ortofotoplanurilor pentru scenariile fara GCP, (10) digitizarea manuala a detaliilor cadastrale pe baza ortofotoplanurilor si (11) evaluarea preciziei elementelor digitizate in raport cu masuratorile efectuate cu statia totala.
Zona de studiu pe care o voi folosi ca exemplu este o zona rezidentiala de 7,2 ha din Iasi, Romania, ce include 23 de case inconjurate de garduri naturale si artificiale, 2 blocuri, drumuri private si un cimitir privat.
Pentru acest studiu de caz, pe sistemul DJI Phantom 4 Pro v2 UAS a fost instalat modulul TeoKIT L1/L2, oferind o solutie PPK rentabila pentru sistemele UAS.
DJI Phantom 4 Pro v2 integreaza o camera digitala FC6310S cu o distanta focala de 8,8 mm/24 mm (format echivalent 35 mm), f/2,8-f/11 focalizare automata la 1 m-∞ (https://www.dji.com/phantom-4-pro-v2/specs), dimensiunea imaginii este 5.472×3.648 pixeli, iar dimensiunea pixelului, de 2,41 μm. Misiunile de zbor au fost planificate folosind aplicatia dedicata Teofly, disponibila la (https://fly.teofly.com/app/).
Fig. 1: TEOKIT − modul PPK. TEODRONE
In timpul zborurilor, receptorul GNSS Emlid Reach RS2 a fost setat ca baza pentru inregistrarea observatiilor GNSS.
Prelucrarea PPK a fost realizata folosind software Teobox PPK, iar prelucrarea imaginilor s-a facut cu software-ul 3DF Zephyr.
Erorile reziduale (in cm) calculate pentru 64 puncte de control:
Aceste rezultate demonstreaza ca procesul de georeferentiere directa a blocului fotogrammetric, folosind drept contrangeri in procesul de compensare in bloc exclusiv centrele de preluare ale imaginilor determinate PPK, este un proces care ofera rezultate precise.
Pentru a compara rezultatele obtinute cu un sistem UAS disponibil pe piata la preturi reduse, a fost aleasa o camera digitala oblica Share UAV PSDK 102S. Prin montarea mai multor senzori pe aceeasi platforma de zbor, se vor obtine imagini din diferite unghiuri de preluare, nadir si oblic, putand fi extrase mai multe detalii ale spatiului inconjurator.
Fig. 2: Camera SHARE
Ortofotoplanurile pentru zona de studiu au fost create pentru fiecare set de date, cu o rezolutie de 1,5 cm per pixel pentru zborurile la 60 m si o rezolutie de 5,0 cm per pixel pentru zborurile la 100 m. Aceste ortofotoplanuri au servit ca baza pentru digitizarea manuala a detaliilor cadastrale, inclusiv a gardurilor naturale si artificiale, precum si a drumurilor. Acest proces de digitizare a fost realizat folosind AutoCAD Map 3D.
Pentru a compara automat detaliile cadastrale extrase, cum ar fi drumurile si gardurile, cu masuratorile efectuate cu statia totala, ne bazam pe comparatia a doua polilinii, pentru a obtine abaterea standard a distantelor dintre ele si completitudinea. Compararea a doua polilinii poate fi utila in diverse aplicatii, cum ar fi prelucrarea imaginilor, grafica pe calculator si GIS.
Pentru completitudinea poliliniilor digitizate manual pe baza ortofotoplanurilor, solutia a fost de a calcula diferenta dintre lungimile poliliniilor, folosind software-ul ArcGIS Pro. Mai intai, lungimea fiecarei polilinii a fost calculata folosind instrumentul Calculate Geometry pentru a adauga atribute de lungime in tabelele de atribute ale poliliniilor reprezentand drumuri si garduri. Prin scaderea lungimii poliliniei digitizate pe ortofotoplan din lungimea poliliniei masurate pe teren, s-a calculat valoarea absoluta a diferentelor si completitudinea detaliilor cadastrale digitizate.
Erori reziduale obtinute pentru detaliile cadastrale digitizate manual pe baza ortofotoplanurilor UAS, pentru scenariul fara GCP:
Autor:
prof. univ. habil. dr. ing. Valeria-Ersilia ONIGA
Valeria-Ersilia ONIGA a absolvit cursurile sectiei de Cadastru a Facultatii de Hidrotehnica din cadrul Universitatii Tehnice „Gheorghe Asachi” din Iasi in anul 2007. Este abilitata in domeniul Inginerie Geodezica din anul 2021 si a publicat 8 carti de specialitate si peste 60 de lucrari stiintifice in tara si strainatate. In prezent, este profesor la Departamentul de Masuratori Terestre si Cadastru, Facultatea de Hidrotehnica, Geodezie si Ingineria Mediului, Universitatea Tehnica „Gheorghe Asachi” din Iasi.
…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 211 – martie 2024, pag. 50-51
Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Lasă un răspuns