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洞察

无人机摄影测量3D网站模型的利用率:优势和局限性

布劳恩品牌图形
作者:manbet体育滚球Braun Intertec | 2021年2月2日

如果一张图片说千言万语,3D模型说了多少个单词?无人驾驶飞行器(UAV)图像和视频一直是许多领域的游戏更换器,如建筑检查,建设进度监测和灾害后的调查损坏。图像和视频捕获很棒,但它只是无人机的完全潜力。使用称为摄影测量的复杂算法,可以将一系列简单的图像变为高度详细,精确的自然和建筑环境的3D模型。

简而言之,摄影测量使用从不同角度拍摄的一系列重叠图像来计算每个照片中的每个像素的位置。每个图像必须高度重叠与相邻图像以捕获多个图像中的相同特征以进行比较。类似于求解等式,软件使用图像捕获位置,图像捕获角度和每个重叠图像中的公共对象之间的差异来确定每个图像中的每个像素的X,Y和Z位置的已知值。这些像素中的每一个变为3D模型中的点。

摄影测量在其大部分数十年的历史上被降级到了公众之外的专业科学领域。近年来在自动驾驶车辆和无人机中看到了这种技术的文艺复兴。今天道路上的许多生产车辆,如Tesla制造的那些,使用一系列相机和摄影测量技术作为自动驾驶和避免技术的基础。UAV软件平台采用相同的技术将简单的2D图像转换为3D模型。

用途

可以在使用无人机和3D建模的传统地面方法的一小部分中进行许多耗时的任务。这里有一些例子:

  • 地形测量。场地表面标高的文件。适用于一般场地勘测、挖方/填方分析和生成高程产品,如曲面高程等高线或数字高程模型(DEM)。
  • 卷计算。测量库存中的材料体积,或从挖掘中取出的土壤量。比涉及卡车安装的激光雷达或物理测量的传统方法更快更具成本效益。
  • 建设监测。轻松生成详细、逼真的施工进度三维模型,可与利益相关者共享。
建筑物的质型3D模型。
彩色编码的立面图。
测量3D表面的体积。
准确度

3D模型采用无人机准确,足以取代常规,在地面方法上?在许多情况下,答案是肯定的,但有警告。

三维模型的最终精度与源图像的像素密度有关。最常用的表示像素密度的方法是地面采样距离(GSD),它测量每个像素中捕获的地面数量。1英寸/像素的地面采样距离意味着图像中的每个像素覆盖一平方英寸的面积。低GSD相当于图像中的高像素密度、3D模型中的高点密度和3D模型中的高精度。

在理想条件下,三维模型的最终精度在水平方向上约为1-2xgsd,在垂直方向上约为1-3xgsd。这意味着预期的水平精度为2-4厘米(0.75-1.5英寸),垂直精度为2-6厘米(0.75-3英寸)。最好的结果将获得高质量的相机,相对较低的飞行高度,高度准确的位置测量,最佳的飞行模式,以及一个无障碍的表面观测量。

如果以下条件适用于您的项目,则可能不是摄影测量模型的良好候选者:

  • 遗址上的植被。需要测量的表面需要在图片中可见。重型植被,树木和其他障碍物防止了底层表面的精确测量。
  • 工地上有高大的障碍物。无人机操作员必须自由选择最佳飞行高度和模式以获得最佳效果。高技设备,电源线,塔或其他障碍物可能需要在高于最佳的海拔地区或使用次优飞行模式。
  • 需要真实的测量等级精度。虽然三维建模是相当准确时,正确地执行,这不是一个真正的调查。如果你需要一个法律目的的调查或需要尽可能高的准确性,最好得到一个全面的,实地调查。
  • FAA规定。由于靠近机场和其他敏感区域,一些地点可能位于限制飞行区。此外,美国联邦航空局规定禁止在无安全带人员上空飞行。不能清除人员或旁观者的场所可能不是一个好的选择。

生成一个站点的精确模型需要仔细的规划,专用设备和具有合适条件的网站。经验丰富的无人机运营商将能够通过检查空域规定,表面条件和提出正确的问题来评估网站的可行性。manbet体育滚球Braun Intertec拥有设备,经验丰富的人员,软件和知识来测量地形,计算体积,产生详细的3D建筑模型以及许多其他效率升高的用途。联系我们的UAV团队探索您网站的可能性。

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