Традиции,
    качество и
        совершенство технологии

телефон:(843) 297-02-25, 240-63-55

e-mail:geodesy-rt@mail.ru, shop-zenit@mail.ru

В корзине 0 товаров на 0 руб
Войти  \/ 
Регистрация

Отзывы

  • 04.05.2016 Ильнур

    Хотел научиться работать с электронным тахеометром и научиться делать топосъёмку М1:500 и М1:2000. В ГЦ «Зенит» и получил ответы на все свои
  • 19.02.2016 Дмитрий Шевцов

    Заказывали выполнение геодезических работ, сделали все аккуратно и быстро, ребята знают свое дело и делают его качественно. Компаний которые выполняют
  • 15.05.2015 Rustem

    Мне наша компания очень нравиться. У нас работают отличные ребята и девчонки. Профессионалы своего дела!

Причины купить у нас

1

Только качественный товар

2

Профессиональная техническая поддержка 24 часа

3

Обучение до полного освоения оборудования

4

Официальный дистрибьютор Stonex

5

Бесплатное подключение к базовой станции

Применение беспилотных летательных аппаратов для решения задач топографии и геодезии. Практический опыт

В.М. Безменов ООО "ГЦ Зенит", доцент К(П)ФУ;

Н.Н. Гараев ООО" ГЦ Зенит" инженер геодезист, бакалавр: геодезия и дистанционное зондирование; 

Г.Р. Мухутдинова  ООО" ГЦ Зенит" картограф, бакалавр: геодезия и дистанционное зондирование;

А.В. Козырева  ООО" ГЦ Зенит" картограф, бакалавр: геодезия и дистанционное зондирование.

 

В последние несколько лет сложилась тенденция снижения стоимости  инженерно-геодезических изысканий и картографо-геодезических работ.  Если до 2009 г. рост инфляции не превосходил рост цен на инженерно-геодезические изыскания, то после 2009г. наблюдается противоположная тенденция.  В 2015 году  инфляция занижала  расчетную стоимость работ (по сборникам цен) почти на 9%.  Данная ситуация отражена на  графике (Рис.1). На графике представлены относительное (в %) изменение стоимости инженерно-геодезических работ, обусловленное учетом коэффициента индексации цен  и изменение коэффициента инфляции за период 2004-2015г. Коэффициенты инфляции были рассчитаны на основе индексов потребительских цен, публикуемых Федеральной службой государственной статистики.

 

Рис.1. Относительное изменение стоимости инженерно-геодезических работ и изменение коэффициента инфляции за период 2004-2015гг.

 

Успешное функционирование  компании, осуществляющей деятельность  в  области картографии, геодезии, инженерно-геодезических изысканий и кадастра, в сложившейся экономической обстановке возможно при сокращении расходов и повышении производительности. Этого можно достичь внедрением в производство новых технологий.

Одной из таких технологий является аэрофотосъемка с применением беспилотных летательных аппаратов (БЛА). История беспилотных летательных аппаратов насчитывает почти 100 лет.

Для аэрофотосъемки используют БЛА различных  конструкций: самолеты (классическая схема, летающее крыло), вертолеты, мультикоптеры  и т.д.

Компания ГЦ «Зенит»  за последние 5-ть лет  выполнила исследования на возможность  применения  для аэрофотосъемки БЛА различных типов: самолетного классической схемы, летающее крыло, вертолет на бензиновом двигателе и на электродвигателе, мультикоптеры.

Практический опыт и исследования показали, что эффективное применение БЛА той или иной конструкции и получение качественного конечного материала должно определяться видом решаемой задачи, размером объекта и соблюдением элементарных стандартных требований, предъявляемых к аэрофотосъемке. Так построение фотопланов для объектов, имеющих большую площадь и протяженность разумно применять  БЛА самолетного типа, причем, классической конструкции вследствие ее большей устойчивости во время полета.

Беспилотные летательные аппараты конструкции  мультикоптер могут решать свой спектр задач. Помимо  картографирования (топографические планы), применение  данного вида БЛА  позволяет эффективно решать инженерные задачи.

Преимуществом мультикоптеров является:

  • более низкая стоимость по сравнению  с БЛА самолетного типа;
  • способность зависать в воздухе и выполнять съемку не только земной поверхности (плановые и перспективные снимки), но и инженерных сооружений;
  • отсутствие потребности во взлетной полосе (катапульте).

 

Главными недостатками БЛА- мультикоптер  являются:

  • небольшое время полёта;
  • применение для небольших территорий (не более 200 га).

 

Применение БЛА для фасадной съемки и построения 3D модели объекта. Фасадная съемка это геодезическая съемка поверхностей  здания с целью определения точных размеров элементов фасада и размера фасада в целом.

Предметом исследования для построения 3D модели был выбран объект культурного наследия – «Шамовская больница».

Для проведения работ по созданию 3D модели использовался мультикоптер Dji Spreading wings S1000 с карданным подвесом Zenmuse Z15-5D III, позволяющим задавать отвесное положение оптической оси съемочной камеры с точностью . В качестве фотокамеры использовался Canon Mark III (размер матрицы 24мм x 36мм, фокусное расстояние 25мм.). Перекрытие было выбрано ~ 70-80%.

Одна из характерных фотографий объекта представлена на (Рис.2).

 

Рис. 2.  Шамовская больница -- «Характерная фотография объекта».

 

Обработка перекрывающихся снимков позволила построить облако точек  для фасадов здания (Рис. 3)

 

 

Рис. 3.  Шамовская больница -- облако точек правого (восточного) фасада.

 

Оценка точности построения облака точек выполнена на основе сравнения расстояний, полученных из измерений, выполненных тахеометром и измерений тех же расстояний на облаке точек. Результаты сравнения (фрагмент)  представлены в Таблице 1 .

 

Таблица 1.

Оценка точности построения облака точек (фрагмент). 

Точки

Расстояние (тахеометр) (м)

Расстояние (Pix4D)(м)

Δ (мм)

1

214-215

3.853

3.857

-4

2

238-239

1.554

1.556

-2

3

93-95

1.724

1.722

2

4

229-230

0.261

0.261

0

5

242-243

1.116

1.115

1

6

125-128

2.188

2.192

-4

 

При анализе точности результатов были применены две статистические процедуры: классический метод наименьших квадратов (МНК)  и метод наименьших модулей (МНМ --робастная статистическая процедура). Результаты анализа позволили гарантированно определить среднюю квадратическую ошибку – 2,6 мм.

Можно отметить, что точность обмеров зданий с помощью БЛА сопоставима со среднеквадратической ошибкой лазерного сканера, в частности, сканера FARO Focus 3D X 130.  При этом, следует отметить, что стоимость комплекса БЛА почти в два с лишним раза дешевле лазерного сканера.

При фасадной съемке с БЛА были получены перспективные снимки. Для некоторых видов работ необходима плановая аэрофотосъемка: аэрофотосъемка местности по материалам, которой впоследствии формируются цифровые топографические планы (ЦТП). Применение мультикоптеров является экономически выгодным в том случае, если площадь съемки не превышает 300 га.

При использовании БЛА для создания ЦТП возникает проблема -- отсутствие нормативных требований к аэрофотосъемке (АФС) с БЛА и к камере, устанавливаемой на нем. Поэтому, было решено использовать технологический процесс,  на каждом этапе которого выполняется контроль качества получаемого материала.

Алгоритм формирования ЦТП на небольшие территории на основе АФС с БЛА-мультикоптер был применен для нескольких населенных пунктов Республики Татарстан.

Информация по двум объектам представлена в Таблице 2. При выполнении АФС  использовался октокоптер Spreading Wings 1000, оснащенный камерой Canon EOS 5D Mark III, установленной на карданном подвесе Zenmuse Z15-5D III. Калибровка камеры была выполнена по результатам фотографирования специального стенда.

 

Таблица 2.

Параметры аэрофотосъемки

Объект

Площадь, га

Блоков

Число

снимков

Масштаб

АФС

Масштаб ЦТП

Размер pix, м

Н,

м

1

г.Чистополь

 

100

2

120

1:12000

1:2000

0.09

300

2

г. Елабуга

 

300

3

240

1:15000

1:2000

0.09

375

 

В обоих случаях, продольное и поперечное перекрытие соответственно составили:  70% и 50%. 

В связи с ограниченным временем нахождения БЛА-мультикоптер в воздухе пришлось применить технологический прием -- разбиение всей территории на блоки.

Несмотря на заявленное время нахождения в воздухе 20 мин, эффективное время аэрофотосъемки  составляет не более 13 мин. Время подъема около 3 мин., время возврата (посадки) в точку взлета – 2 мин.

Полученные снимки прошли проверку на  качество. Было установлено, что материалы АФС соответствуют проектным условиям и могут быть использованы для создания топографического плана М1:2000. Формирование ортофотопланов выполнялось с использованием ПО  Agisoft PhotoScan и PHOTOMOD (Рис. 4, Рис. 5).

Цифровые топографические планы М1:2000, полученные на основе ортофотопланов были применены для формирования границ объектов культурного наследия (ОКН)  Республики Татарстан  и внесения информации о границах ОКН в кадастр.

Помимо  создания цифровых топографических планов БЛА могут эффективно использоваться при мониторинге состояния самых различных объектов. Хорошим примером является аэрофотосъемка острова-града Свияжск, выполненная в разное время с применением БЛА различной конструкции (Рис.6, Рис.7).

 

 

Рис.4. Ортофотоплан на центральную часть г. Чистополь.

 

 

 

Рис.5.Ортофотоплан  г. Елабуга.

 

 

Рис. 6. Свияжск, фотосхема октябрь 2010 г, БЛА самолетного типа.

 

 

  Рис. 7. Свияжск, фотосхема 2015 г, БЛА – мультикоптер.

 

 

 

Выводы. Результаты,полученные в ходе выполненных исследований и практических работ, позволяют сделать выводы о возможности применения БЛА для решения задач топографии и некоторых задач прикладной геодезии. При этом, применение БЛА требует тщательного подхода и соблюдения элементарных правил и требований, заложенных еще на этапе аналоговой фотограмметрии. Фактически, БЛА становится инструментом, средством измерения аналогично тахеометру, лазерному сканеру. Применение БЛА-технологий позволяет оперативно получать качественные, объективные материалы и достигать положительных результатов в сложных экономических условиях.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить