Анализ точности плотной цифровой модели поверхности, построенной в автоматическом режиме по материалам

СГУГиТ СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ

Анализ точности плотной цифровой модели поверхности, построенной в автоматическом режиме по

материалам аэрофотосъемки с БПЛА, по данным лазерного сканирования и натурных измерений


Цель

2

Исследовать точность построения ортофотоплана и цифровой модели поверхности по результатам съемки с помощью БПЛА


Задачи

3

Выполнить оценку точность построения фотограмметрических моделей по результатам съемки с разным набором исходных данных для планово-высотной привязки материалов АФС;

Выполнить оценку точности создания ортофотоплана и цифровой модели поверхности по данным мобильного лазерного сканирования;

Выполнить анализ данных точности данных мобильного лазерного сканирования по расхождению между координатами опорных и контрольных точек, измеренным по облаку точек при различных проездах съемочной системы;

Выполнить анализ точности данных мобильного лазерного сканирования по координатам контрольных точек, полученных с помощью GPS-приемников;

Оценить возможность применения данных лазерного сканирования в качестве сплошного планово-высотного обоснования и источника контрольных точек;


Исследуемый участок

4

Протяженность участка съемки – 4800 м; Ширина участка съемки – 500 м; Перепад высот – около 20 м; Даты выполнения съемки – май 2015 г.


Применяемое оборудование (БПЛА)

5

БПЛА Supercam S250

Камера Sony Alpha ILCE-6000


Применяемое оборудование (мобильное лазерное сканирование)

6

Мобильная лазерная сканирующая система Riegl VMX-250


Анализ точности данных мобильного лазерного сканирования после уравнивания по опорным точкам при различных проездах системы

лазерного сканирования

7

X, м Y, м Z, м

Средняя ошибка 0,002 0,002 0,002

СКО 0,006 0,007 0,003

Максимальная ошибка

0,037 0,041 0,028


Анализ точности данных мобильного лазерного сканирования после уравнивания по контрольным точкам при различных проездах системы

лазерного сканирования

8

X, м Y, м Z, м


СКО 0,015 0,013 0,005

Максимальная ошибка 0,033 0,037 0,011


Анализ точности уравнивания данных мобильного лазерного сканирования по координатам контрольных точек, измеренных GPS-

приемниками

9

X, м Y, м Z, м


СКО 0,021 0,053 0,034

Максимальная ошибка 0,044 0,131 0,051

Использованы координаты 7-ми контрольных точек, располагающихся на углах дорожной разметки и бордюров

Согласно инструкции «Точки съемочной геодезической сети, используемые для фотогpамметpического сгущения, должны иметь среднюю погрешность в плане, не превышающую 0.1 мм в масштабе составляемой карты (плана) и 0,1 принятой высоты сечения рельефа - по высоте (относительно ближайших пунктов государственной геодезической сети и геодезических сетей сгущения)». Т.е., полученные материалы мобильного лазерного сканирования могут быть использованы в качестве сплошного планово-высотного обоснования и в качестве источника контрольных точек


Исследование точности построения фотограмметрических моделей по данным БПЛА

10

Съемка с 3-ых высот: 150, 200 и 250 м

По каждому из трех полетов построены по пять фотограмметрических моделей с разным набором исходных данных для планово-высотной

привязки материалов АФС:

по координатам центров фотографирования; по координатам центров фотографирования и всем измеренным 30-ти

опознакам через 250 м; по координатам центров фотографирования и 16-ти опознакам через 500

м; по координатам центров фотографирования и 12-ти опознакам через 1000

м; по координатам центров фотографирования и 6-ти опознакам через 2300

м (по краям и середине участка).


Фрагмент цифровой модели местности с визуализацией положения точек фотографирования в момент съёмки

11


Выводы по результатам исследования точности построения фотограмметрических моделей

12

для построения планов масштабов 1:500 и мельче и сечения рельефа 0,5 и 1 м оптимальной высотой полета является высота 200 м;

точность планового положения контрольных точек на фотоплане в пределах 5-15 см, что соответствует точности плана масштаба 1:500;

погрешность высотного положения контрольных точек на ЦМР, полученной по координатам центров фотографирования и по 1-му опознаку через 2300 м находится в пределах 5-10 см, что соответствует точности сечения рельефа 0,5 м для равнинной местности (1/4 сечения рельефа или 12,5 см);

погрешность высотного положения контрольных точек на ЦМР, полученной по координатам центров фотографирования и 1-му опознаку через 4600 м находится в пределах 8-20 см, что соответствует точности сечения рельефа 1 м для равнинной местности (1/4 сечения рельефа или 25 см).


Ортофотоплан с траекторией МЛС

13


Определение координат контрольных точек для оценки точности планового положения точек ортофотоплана

14

Данные МЛС

Ортофотоплан


Анализ точности положения точек ортофотоплана (БПЛА)

15

X, м Y, м

Средняя ошибка 0,047 0,074

СКО 0,068 0,095

Максимальная ошибка 0,214 0,226


Облако точек, полученное с помощью МЛС и с помощью БПЛА

16

Синий цвет – БПЛА; Зеленый цвет - МЛС


Облако точек, полученное с помощью МЛС и с помощью БПЛА

17

Синий цвет – БПЛА; Зеленый цвет - МЛС


Анализ точности высотного положения точек цифровой модели поверхности (БПЛА)

18

Z, м

Средняя ошибка 0,048

СКО 0,082

Максимальная ошибка 0,384

Выполнялась по материалам МЛС

Визуальный анализ показал, что участки ЦМР, непосредственно прилегающие к фильтрованным объектам, а также ограждения несколько искажают модель, особенно на застроенной части территории. Поэтому измерялись высотные отметки на поперечных профилях дороги. Профили строились каждые 100 м и измерялись по 3 точки на каждом профиле. Принимая во внимание результаты анализа точности можно сделать следующие выводы: модель, которая получена с применением БПЛА, имеет точность достаточную для построения горизонталей с высотой сечения 50 см., что достаточно для карт и планов масштаба 1:500.


Спасибо за внимание!

Technology

Анализ точности плотной цифровой модели поверхности, построенной в автоматическом режиме по материалам