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Una storia di successo di fotografia obliqua

Un caso di successo di fotografia obliqua

——Utilizzare il modello 3D per eseguire il rilievo catastale per le aree a più piani

1. Panoramica

Dopo diversi anni di sviluppo, ora in Cina, la fotografia obliqua è stata ampiamente utilizzata nei progetti di indagine catastale rurale. Tuttavia, a causa della restrizione delle condizioni tecniche dell'attrezzatura, la fotografia obliqua è ancora debole per la misurazione catastale di scene con gocce di grandi dimensioni, principalmente perché la lunghezza focale e il formato dell'immagine dell'obiettivo della fotocamera obliqua non sono a norma. Dopo molti anni di esperienza nel progetto, abbiamo scoperto che la precisione della mappa dovrebbe essere entro 5 cm, quindi il GSD deve essere entro 2 cm e il modello 3D deve essere molto buono, i bordi dell'edificio devono essere diritti e chiari.

 

Generalmente, la lunghezza focale della fotocamera utilizzata per i progetti di misurazione catastale rurale è 25 mm in verticale e 35 mm obliqua. Per ottenere la precisione di 1:500, il GSD deve essere entro 2 cm. E per garantire che l'altitudine di volo dei droni sia generalmente compresa tra 70 m e 100 m. In base a questa quota di volo, non c'è modo di completare la raccolta dati degli edifici alti 100 m. Anche se si effettua comunque un volo, non può garantire la sovrapposizione dei tetti, con conseguente scarsa qualità del modello .E poiché l'altezza di combattimento è troppo bassa, è estremamente pericoloso per gli UAV.

Per risolvere questo problema, nel maggio 2019, abbiamo effettuato il test di verifica dell'accuratezza della Fotografia Oblique per grattacieli urbani. Lo scopo di questo test è verificare se l'accuratezza della mappatura finale del modello 3D costruito dalla fotocamera obliqua RIY-DG4pros può soddisfare il requisito di 5 cm RMSE.

2. Processo di test

Attrezzatura

In questo test, abbiamo scelto il DJI M600PRO, equipaggiato con la fotocamera obliqua a cinque obiettivi Rainpoo RIY-DG4pros.

Pianificazione dell'area di rilevamento e dei punti di controllo

In risposta ai problemi di cui sopra, e per aumentare la difficoltà, abbiamo appositamente selezionato per i test due celle con un'altezza media dell'edificio di 100 metri.

I punti di controllo sono preimpostati in base alla mappa GOOGLE e l'ambiente circostante dovrebbe essere il più aperto e privo di ostacoli possibile. La distanza tra i punti è nell'intervallo 150-200 M.

Il punto di controllo è quadrato 80*80, diviso in rosso e giallo in base alla diagonale, in modo da garantire che il centro del punto possa essere chiaramente identificato quando il riflesso è troppo forte o l'illuminazione è insufficiente, per migliorare la precisione.

Pianificazione del percorso UAV

Per garantire la sicurezza delle operazioni, abbiamo riservato un'altitudine di sicurezza di 60 metri e l'UAV ha volato a 160 metri. Per garantire la sovrapposizione del tetto, abbiamo anche aumentato il tasso di sovrapposizione. Il tasso di sovrapposizione longitudinale è dell'85% e il tasso di sovrapposizione trasversale è dell'80% e l'UAV ha volato a una velocità di 9,8 m/s.

Rapporto sulla triangolazione aerea (AT)

Usa il software "Sky-Scanner" (sviluppato da Rainpoo) per scaricare e pre-elaborare le foto originali, quindi importarle nel software di modellazione 3D ContextCapture con un tasto.

  • 15h.

    alle ore:15h.

     

  • 23h.

    Modellazione 3D

    tempo: 23h.

Rapporto sulla distorsione dell'obiettivo

Dal diagramma della griglia di distorsione, si può vedere che la distorsione dell'obiettivo di RIY-DG4pros è estremamente piccola e la circonferenza è quasi completamente coincidente con il quadrato standard;

Errore di riproiezione RMS

Grazie alla tecnologia ottica di Rainpoo, possiamo controllare il valore RMS entro 0,55, che è un parametro importante per l'accuratezza del modello 3D.

Sincronizzazione di cinque lenti

Si può notare che la distanza tra il punto principale della lente verticale centrale e il punto principale delle lenti oblique è: 1,63 cm, 4,02 cm, 4,68 cm, 7,99 cm, meno la differenza di posizione effettiva, i valori di errore sono: - 4,37 cm, -1,98 cm, -1,32 cm, 1,99 cm, la differenza massima di posizione è 4,37 cm, la sincronizzazione della fotocamera può essere controllata entro 5 ms;

Individuare l'errore

L'RMS dei punti di controllo previsti ed effettivi varia da 0,12 a 0,47 pixel.

3. Modellazione 3D

Visualizzazione del modello
Mostra di dettaglio

Possiamo vedere che poiché il RIY-DG4pros utilizza obiettivi a lunghezza focale lunga, la casa nella parte inferiore del modello 3d è molto chiara da vedere. L'intervallo di tempo minimo di esposizione della fotocamera può raggiungere 0,6 secondi, quindi anche se il tasso di sovrapposizione longitudinale viene aumentato all'85%, non si verificano perdite di foto.
Le linee di base dei grattacieli sono molto chiare e sostanzialmente dritte, il che garantisce anche che possiamo ottenere impronte più accurate sul modello in seguito.

4. Controllo dell'accuratezza

  • Utilizziamo la stazione totale per raccogliere i dati di posizione dei punti di controllo e quindi importiamo il file DAT in CAD. Quindi confrontare direttamente i dati di posizione dei punti sul modello per vedere le loro differenze.
  • Utilizziamo la stazione totale per raccogliere i dati di posizione dei punti di controllo e quindi importiamo il file DAT in CAD. Quindi confrontare direttamente i dati di posizione dei punti sul modello per vedere le loro differenze.

5. conclusione

In questo test, la difficoltà sta nell'alta e bassa caduta della scena, nell'alta densità della casa e nel complesso del pavimento. Questi fattori porteranno ad un aumento della difficoltà di volo, ad un rischio maggiore, e ad un peggior modello 3D, che porterà alla diminuzione della precisione nel rilievo catastale.

Poiché la lunghezza focale di RIY-DG4pros è più lunga delle comuni fotocamere oblique, garantisce che il nostro UAV possa volare ad un'altitudine abbastanza sicura e che la risoluzione dell'immagine degli oggetti a terra sia entro 2 cm. Allo stesso tempo, l'obiettivo full frame può aiutarci a catturare più angolazioni delle case quando si vola in aree di edifici ad alta densità, migliorando così la qualità del modello 3D. Con la premessa che tutti i dispositivi hardware sono garantiti, miglioriamo anche la sovrapposizione del volo e la densità di distribuzione dei punti di controllo per garantire l'accuratezza del modello 3D.

la fotografia obliqua per le aree di rilievo catastale dei grattacieli, un tempo a causa dei limiti delle attrezzature e della mancanza di esperienza, può essere misurata solo con metodi tradizionali. Ma l'influenza dei grattacieli sul segnale RTK causa anche la difficoltà e la scarsa precisione della misurazione. Se possiamo utilizzare l'UAV per raccogliere dati, l'influenza dei segnali satellitari può essere completamente eliminata e l'accuratezza complessiva della misurazione può essere notevolmente migliorata. Quindi il successo di questo test è di grande importanza per noi.

Questo test dimostra che RIY-DG4pros può effettivamente controllare l'RMS su un piccolo intervallo di valori, ha una buona precisione di modellazione 3D e può essere utilizzato in progetti di misurazione accurati di edifici alti.