Темой сегодняшнего обсуждения станут методы использования материалов АФС с беспилотных летательных аппаратов.
Для представления пространственных объектов местности широко используются 3D модели, которые позволяют на экране компьютера наблюдать псевдо пространственную картину и дают максимально возможное представление о пространственных формах и размерах объектов. Существует большое разнообразие проекций (ортогональная, изометрическая, аксонометрическая и др.), которые позволяют изображать пространственные объекты на плоскость.
3D изображение создается на основе ранее построенной цифровой модели рельефа и ортофотоснимков. 3D изображение можно назвать макетным фотоснимком, поскольку его получают не фотографированием, а компьютерной графикой.
Применение современных фотограмметрических методов и технологий позволяет создавать измерительные трехмерные модели и осуществлять моделирование объектов с сохранением их истинных размеров и форм.
В настоящее время можно выделить два наиболее эффективных метода создания трехмерных моделей:
-
Наземная стереофотограмметрическая съемка;
-
Наземное лазерное сканирование;
Эти методы обеспечивают высокую достоверность и точность создания 3D моделей снимаемых объектов, но процесс построения трехмерных моделей может занять большое количество времени.
Снизить трудоемкость и стоимость работ по созданию 3D моделей можно, если для их создания использовать снимки, полученные в результате выполнения перспективной и плановой аэрофотосъемки.
Для одной и той же территории можно создать серию 3D изображений, полученных из разных центров проекций, расположенных вдоль некоторой траектории. Последовательный просмотр таких изображений создает иллюзию обхода или облета данной территории.
На перспективных аэрофотоснимках застроенной территории, полученных с углами наклона оптической оси аэрофотокамеры около 45˚ просматриваются практически все детали фасадов зданий и эти снимки можно использовать для создания трехмерных моделей зданий и сооружений. По плановым аэрофотоснимкам можно создавать модели и чертежи крыш и расположенных на них объектов. В последнее время появилось значительное количество новых технических средств для получения снимков и их геодезического обоснования.
Аэрофотосъемка для создания 3D моделей должна производиться в крупном масштабе и компенсацию сдвига изображения для перспективных снимков практически осуществить невозможно, для аэрофотосъемки целесообразно использовать легкомоторные самолеты и легкие вертолеты, обеспечивающие съемку с невысокой скоростью полета.
При необходимости создания трехмерных моделей деталей снимаемых объектов в особо крупных масштабах, можно дополнять аэрофотосъемку наземной стереофотограмметрической съемкой.
Для решения задач по созданию ортофотоплана и 3D модели по снимкам, полученным с БПЛА (беспилотный летательный аппарат), служит программа PhotoScan.
В процессе работы была поставлена задача исследования цифровой фотограмметрической системы PhotoScan на возможность создания плотной цифровой модели рельефа, ортофотоплана и 3D модели. В силу заявленных разработчиком ключевых особенностей программного продукта PhotoScan – автоматического создания цифровых моделей рельефа высокого разрешения, ортофотопланов, с минимальным участием оператора и за сравнительно короткое время – данное решение является весьма перспективным для определённого круга задач фотограмметрии.
Исследование программного продукта PhotoScan предполагает подготовку, обработку данных аэрофотосъёмки, оценку возможности создания цифровой модели рельефа, её редактирования, создания ортофотоплана и оценку качества полученных результатов.
Точность построения 3D модели зависит от:
-
высоты фотографирования;
-
разрешающей способности снимков;
-
величины перекрытия снимков.
Если соблюдены технические требования по выполнению съемки с БПЛА, на построение 3D модели будет затрачено минимальное количество времени, так как весь процесс фотограмметрической обработки автоматизирован и не требует каких-либо дополнительных действий оператора, что повышает производительность труда.
В случае, если съемка была выполнена, например, в неблагоприятных погодных условиях или высота фотографирования превышает 300м, или снимки в одном маршруте не имеют тройного перекрытия (необходимо для развития фототриангуляционной сети), или двойное перекрытие снимков мало, тогда необходимо будет выполнять множество операций по отбору изображений и измерению координат связующих точек и т. д.
В целом PhotoScan вполне качественно справляется с обработкой данных. Автоматизация сводит к минимуму усилия, затрачиваемые оператором на обработку материалов аэрофотосъёмки. Важным обстоятельством, которое может ограничить круг решаемых с помощью программы задач, является тот факт, что, по сути, цифровая модель рельефа на самом деле являет собой цифровую модель поверхности и в настоящий момент программой не предусмотрены инструменты фильтрации растительности, сооружений и т.п. Помимо этого, алгоритмы программы требуют немалых системных ресурсов, в связи с чем может потребоваться мощная рабочая станция для обработки данных и достижения желаемых результатов за минимально возможное время.
А в следующий раз мы с вами изучим технологию создания цифровой модели рельефа по некачественным аналоговым снимкам.
Список использованных источников.
- Никишин, Д.А. Разработка и исследование методов цифровой наземной стереофотограмметрической съемки [Электронный ресурс]: Дис. кан. тех. наук 25.00.34/ Д.А. Никишин. –М.: РГБ, 2005(Из фондов Российской Государственной Библиотеки).
- Обиралов, А.И. Фотограмметрия и дистанционное зондирование [Текст]: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 120301 «Землеустройство», 120302 «Земельный кадастр», 120303 «Городской кадастр» / А.И. Обиралов, А.Н. Лимонов, Л.А. Гаврилова. – М.: КолосС, 2006. – 334 с.
- AgiSoft LLC. Руководство пользователя Agisoft PhotoScan [Электронный ресурс]: пособие. - СПб. , 2012.- 62 с.
