+7 (495) 12-52-082     +7 (909) 162-62-50    info@GeoPoligon.ru

Методика обработки аэрофотосъемки

В зависимости от материала, полученного при помощи аэросъемки из предыдущего раздела, “Методика проведения аэрофотосъемки”, мы можем получить и рекламное видео.

- ортофотоплан

- 3ех мерная модель местности (3Dмодель)

- облако точек

 

Получение ортофотоплана:

 

Обработка аэрофотосъемки в целях получения ортофотоплана более сложный процесс, для которого необходимы знания в геодезии и фотограмметрии.

Фотограмметрия - наука, изучающая способы определения форм, размеров, пространственного положения и степени изменения во времени различных объектов, по результатам измерений их фотографических изображений. Дословный перевод - измерение светозаписи.

Задачу построения ортофотоплана по результатам аэрофотосъемки решает фототопография.

 

Фототопография решает задачу создания топографических карт и планов и построенияцифровых моделей местности с использованием материалов фотосъемки. Она является разделом фотограмметрии. Комплекс процессов, выполняемых для создания по снимкам топографических карт и планов,

называется фототопографической съемкой, в частности с беспилотных летательных аппаратов (БЛА) – аэрофотосъемкой,  для которой необходима наземная подготовка, являющаяся топографо-геодезическим процессом.

 

В топографо-геодезический процесс следует включить определение геодезических координат точек местности, изображенных на снимках. Эти точки называют опознаками. Их число зависит от принятой технологии съемки и ее масштаба, от качества снимков и физико-географических условий района работ. В топографо-геодезический процесс входит и дешифрирование – опознавание объектов местности, изобразившихся на снимках и определение их характеристик. 

 

 

Для измерения координат необходим Геодезическая одно -/двухчастотная GPS/GLONASS система зачастую представляет собой полностью интегрированный приемник, выполненный в виде моноблока, включающий приемник, антенну, встроенный цифровой УКВ радиомодем и модуль GSM/GPRS связи, модуль Bluetooth и съемный аккумулятор в компактном и жестком корпусе из магниевого сплава. Лидером по соотношению цена качества являются ГНСС приемники Stonex, с флагманским приемником Stonex S10

 

GNSS Stonex S10

 

Фотограмметрический процесс состоит в сгущении опорного обоснования снимков с использованием данных полевых геодезических работ и показаний спец. приборов, составлении плана или карты, которые затем оформляют и размножают, цифровых моделей местности и фотопланов.

 

Для того чтобы построить ортофотоплан в каком-либо фотограмметрическом  пакете . (PhotoScan, Photomod)  необходимо:

  I.Данные полевых измерений:

 1)  К каждому снимку во время получения кадра:

  –угол ориентации аэрофотоаппарата

  – точные координаты (х,у,z)

 2) координаты опознаков промеренных с помощью GPS

            II.  Параметры калибровки АФА (Аэрофотоаппарата)

            – точное фокусное расстояние объектив

– центральная точка объектива

–  параметры дисторсии.

 

И если аэрофотосъемка произведенная качественно, с должным перекрытием и без сильных углов и известны с высокой точностью все вышеописанные параметры, то можно получить достаточно качественный ортофотоплан, масштаба до 1:500

 

Кроме того Результатами обработки аэрофотосъемки могут быть:

- ортофотоплан

- 3ех мерная модель местности (3Dмодель)

- облако точек

 

Обработка может производиться в нескольких фотограмметрически пакетах например в PhotoScan:

Программа автоматизированной фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки PhotoScan является разработкой отечественной компании AgiSoft и зарекомендовала себя как наилучшее решение по соотношению цена/качество для обработки метрических снимков (поставляется более чем в 50 стран зарубежья, 3000 лицензий по всему миру).

 

PhotoScan позволяет обрабатывать цифровые фотоизображения, созданные цифровыми фотоаппаратами с оптическими системами центрального проектирования, формирующими изображение отдельными кадрами.

 

Программа Photoscan импортирует цифровые растровые изображения, координаты центров фотографирования, материалы калибровки оптических систем фотоаппаратов, координаты опорных точек на местности или контрольные линейные измерения на объекте съемки. В результате обработки материаловаэрофотосъемки могут быть получены:

·                       облака точек в форматах Wavefront OBJ, Stanford PLY, XYZ Point Cloud, ASPRS LAS

·                       трехмерные модели местности в форматах Wavefront OBJ, 3DS models, VRML, Stanford PLY, Autodesk DXF, COLLADA, U3D, Adobe PDF

·                       ортофотопланы в форматах PEG, PNG, TIFF, GeoTIFF, мозаика в формате Google Earth KML

·                       матрица высот в форматах: GeoTIFF, Arc/Info ASCII Grid (ASC), Band interlieved file format (BIL)

 

В программе нет ограничений на величину фотографий и число одновременно обрабатываемых изображений. Соотношение «размер фотографий / число фотографий в блоке» определяется опытным путем, в зависимости от мощности ПК. Наряду с наличием процедуры калибровки оптической системы фотокамеры программными средствами существует возможность применения данных калибровки, выполненной в лабораторных условиях.

 

 

 

 

Для получения видео:

 

Полет беспилотника с камерой может показаться, весьма стабильным. Однако полученное видео часто разочаровывает и этому есть много причин, например:

- дерганая картинка (вибрация, "желе"),

- “заваливание горизонта”,

- отвлекающая дисторсия.

 

 Теперь рассмотрим подробней. Вибрация на картинке получается в первую очередь из-за неидеально отбалансированной ВМГ (винтомоторной группы),  "желе" на видео может появиться из-за неправильно подобранных демпферов подвеса (однако, как показывает практика, мультикоптер способен давать качественное видео и при жестко закрепленной камере, при хорошей ВМГ).

 

 Демпферы необходимо подбирать не только под вес, но и под температуру, ибо многие силиконовые и другого рода демпферы буквально “дубеют” на морозе. Этого минуса в большей степени лишены пружинные демпферы, но  они имеют свои сложности подбора, и подружить их с мультироторным “БЛА” весьма проблематично.

 

Видео с вибрацией или желе считается браком, но в нашем случае такое видео надо сильно редактировать.

 

 

“Заваливание горизонта” -  чаще всего происходит от недоработанности самой платы стабилизации подвеса. Это в первую очередь недоработки алгоритма, не рассчитанные на  некоторое слишком динамичное поведение мультикоптера. Также и сильный дрейф(уход), таких датчиков как гироскопы при низких температурах. На сильный уход горизонта и выход подвеса из строя могут повлиять близко находящиеся антенны того или иного рода, рядом с которыми резко возрастает напряжённость статичных электромагнитных полей, которые могут “забить” даже канал управления, по этой причине полеты рядом с такими объектами как Останкинская телебашня являются весьма не оправданными.

 

 

 

Исправление дисторсии тоже важный момент, если съемка ведется широкоугольным объективом “рыбий глаз”. В принципе если камера во время полета не поворачивается, а сам полет происходит на большой высоте, то эффект дисторсии может даже не мешать. Но если полет ведется на низких высотах, и в кадр попадают все время фигуры правильных геометрических форм (здания, дороги), особенно в тех случаях, когда в кадре видна линия горизонта, которая выгибается то в одну, то в другую сторону, то  в этих случаях исправление дисторсии обязательно.

 

 

Получение панорамы:     

              

Получение сферической панорамы не менее трудоёмкий процесс, чем спасение видео. Сейчас можно встретить множество, в том числе бесплатных программ, которые способны сшить небольшую сферическую панораму, которая была снята из нодальной точки (центральная точка фотосистемы, вокруг которой вращается фотоаппарат с объективом).

 

Мультироторный БПЛА не висит в точке как прибитый, а перемещается в сфере с радиусов в 1-1.5м, на высоте в 150 метров неточное удержание аэрофотоаппарата (АФА) незначительно, но на высотах 10-20 метров параллакс возникающий съемке, сильно влияет на возможность получить качественную панораму.

 

Кроме того при съемке сферической панорамы зачастую в один или несколько кадров попадает Солнце, тем самым сильно нарушая экспозицию и засвечивая снимки (если снимки делаются в auto режиме).

 

Все эти огрехи необходимо поправить в соответствующих пакетах.

Кроме того Тень самого мультикоптера, также принято убирать из панорамы (хотя ее  редко получается найти)