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Eine Erfolgsgeschichte der Schrägfotografie

Ein Erfolgsfall der Schrägfotografie

——Verwenden Sie das 3D-Modell, um eine Katastervermessung für Hochhausbereiche durchzuführen

1. Übersicht

Nach mehreren Jahren der Entwicklung, jetzt in China, ist die Schrägfotografie in ländlichen Katastervermessungsprojekten weit verbreitet. Aufgrund eingeschränkter gerätetechnischer Bedingungen ist die Schrägfotografie jedoch noch immer schwach für die Katastermessung von Szenen mit großen Tropfen, vor allem weil Brennweite und Bildformat des Schrägkameraobjektivs nicht dem Standard entsprechen. Nach langjähriger Projekterfahrung haben wir festgestellt, dass die Kartengenauigkeit innerhalb von 5 cm liegen sollte, dann muss die GSD innerhalb von 2 cm liegen und das 3D-Modell muss sehr gut sein, die Kanten des Gebäudes müssen gerade und klar sein.

 

Im Allgemeinen beträgt die für ländliche Katastermessungen verwendete Kamerabrennweite 25 mm vertikal und 35 mm schräg. Um die Genauigkeit von 1:500 zu erreichen, muss die GSD innerhalb von 2 cm liegen. Und um sicherzustellen, dass die Flughöhe von Drohnen in der Regel zwischen 70m-100m liegt. Entsprechend dieser Flughöhe gibt es keine Möglichkeit, die Datenerfassung der 100m über hohen Gebäude abzuschließen. Auch wenn Sie trotzdem einen Flug durchführen, kann die Überlappung der Dächer nicht garantiert werden, was zu einer schlechten Qualität des Modells führt .Und weil die Kampfhöhe zu niedrig ist, ist es für UAV extrem gefährlich.

Um dieses Problem zu lösen, haben wir im Mai 2019 den Genauigkeitsüberprüfungstest der Schrägfotografie für städtische Hochhäuser durchgeführt. Der Zweck dieses Tests besteht darin, zu überprüfen, ob die endgültige Abbildungsgenauigkeit des 3D-Modells, das von der Schrägkamera RIY-DG4pros erstellt wurde, die Anforderung von 5 cm RMSE erfüllen kann.

2. Testprozess

Ausrüstung

In diesem Test haben wir uns für die DJI M600PRO entschieden, ausgestattet mit der Rainpoo RIY-DG4pros Schrägkamera mit fünf Linsen.

Vermessungsgebiets- und Kontrollpunktplanung

Als Reaktion auf die oben genannten Probleme und um den Schwierigkeitsgrad zu erhöhen, haben wir speziell zwei Zellen mit einer durchschnittlichen Gebäudehöhe von 100 Metern zum Testen ausgewählt.

Kontrollpunkte sind gemäß GOOGLE-Karte voreingestellt und die Umgebung sollte so offen und ungehindert wie möglich sein. Der Abstand zwischen den Punkten liegt im Bereich von 150-200M.

Der Kontrollpunkt ist 80*80 Quadrat, unterteilt in Rot und Gelb entsprechend der Diagonale, um sicherzustellen, dass die Punktmitte bei zu starker Reflexion oder unzureichender Beleuchtung eindeutig identifiziert werden kann, um die Genauigkeit zu verbessern.

UAV-Routenplanung

Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, haben wir eine sichere Höhe von 60 Metern reserviert und UAV flog auf 160 Metern. Um die Überlappung des Daches zu gewährleisten, haben wir auch die Überlappungsrate erhöht. Die Überlappungsrate in Längsrichtung beträgt 85% und die Überlappungsrate in Querrichtung beträgt 80%, und das UAV flog mit einer Geschwindigkeit von 9,8 m/s.

Aerial Triangulation(AT)-Bericht

Verwenden Sie die Software „Sky-Scanner“ (entwickelt von Rainpoo), um die Originalfotos herunterzuladen und vorzuverarbeiten, und importieren Sie sie dann mit einem Tastendruck in die ContextCapture 3D-Modellierungssoftware.

  • 15h.

    UM Zeit:15h.

     

  • 23h.

    3D Modellierung

    Zeit: 23h.

Bericht zur Linsenverzerrung

Aus dem Verzerrungsrasterdiagramm ist ersichtlich, dass die Linsenverzerrung der RIY-DG4pros extrem klein ist und der Umfang fast vollständig mit dem Standardquadrat übereinstimmt;

Reprojektionsfehler RMS

Dank der optischen Technologie von Rainpoo können wir den RMS-Wert innerhalb von 0,55 kontrollieren, was ein wichtiger Parameter für die Genauigkeit des 3D-Modells ist.

Synchronisation von fünf Linsen

Es ist ersichtlich, dass der Abstand zwischen dem Hauptpunkt der mittleren vertikalen Linse und dem Hauptpunkt der schrägen Linsen beträgt: 1,63 cm, 4,02 cm, 4,68 cm, 7,99 cm, abzüglich der tatsächlichen Positionsdifferenz, die Fehlerwerte sind: - 4,37 cm, -1,98 cm, -1,32 cm, 1,99 cm, der maximale Positionsunterschied beträgt 4,37 cm, die Kamerasynchronisation kann innerhalb von 5 ms gesteuert werden;

Fehler lokalisieren

Der Effektivwert von vorhergesagten und tatsächlichen Kontrollpunkten reicht von 0,12 bis 0,47 Pixel.

3. 3D-Modellierung

Modellanzeige
Detailshow

Wir können sehen, dass das Haus am unteren Rand des 3D-Modells sehr gut zu erkennen ist, da das RIY-DG4pros Objektive mit langer Brennweite verwendet. Das minimale Belichtungszeitintervall der Kamera kann 0,6 s erreichen. Selbst wenn die Überlappungsrate in Längsrichtung auf 85% erhöht wird, tritt kein Fotoverlust auf.
Die Fußlinien von Hochhäusern sind sehr klar und im Grunde gerade, was auch dafür sorgt, dass wir später genauere Fußabdrücke auf dem Modell erhalten.

4. Genauigkeitsprüfung

  • Wir verwenden die Totalstation, um die Positionsdaten der Kontrollpunkte zu sammeln und dann die DAT-Datei ins CAD zu importieren. Vergleichen Sie dann direkt die Positionsdaten der Punkte auf dem Modell, um ihre Unterschiede zu sehen.
  • Wir verwenden die Totalstation, um die Positionsdaten der Kontrollpunkte zu sammeln und dann die DAT-Datei ins CAD zu importieren. Vergleichen Sie dann direkt die Positionsdaten der Punkte auf dem Modell, um ihre Unterschiede zu sehen.

5. Schlussfolgerung

Bei diesem Test besteht die Schwierigkeit darin, dass der hohe und niedrige Fall der Szene, die hohe Dichte des Hauses und der komplexe Boden. Diese Faktoren führen zu einer Erhöhung der Flugschwierigkeit, einem höheren Risiko und einem schlechteren 3D-Modell, was zu einer Verringerung der Genauigkeit bei der Katastervermessung führt.

Da die Brennweite der RIY-DG4pros länger ist als bei herkömmlichen Schrägkameras, stellt sie sicher, dass unser UAV in einer ausreichend sicheren Höhe fliegen kann und die Bildauflösung der Bodenobjekte innerhalb von 2 cm liegt. Gleichzeitig kann uns das Vollformatobjektiv helfen, beim Fliegen in dicht bebauten Gebäudebereichen mehr Winkel der Häuser zu erfassen und so die Qualität des 3D-Modells zu verbessern. Unter der Prämisse, dass alle Hardwaregeräte garantiert sind, verbessern wir auch die Flugüberlappung und die Verteilungsdichte der Kontrollpunkte, um die Genauigkeit des 3D-Modells zu gewährleisten.

Schrägfotografie für die Hochhausbereiche der Katastervermessung, einst wegen der begrenzten Ausrüstung und mangelnder Erfahrung, kann nur mit traditionellen Methoden gemessen werden. Aber auch der Einfluss von Hochhäusern auf das RTK-Signal verursacht die Schwierigkeit und die geringe Genauigkeit der Messung. Wenn wir UAV zum Sammeln von Daten verwenden können, kann der Einfluss von Satellitensignalen vollständig eliminiert und die Gesamtgenauigkeit der Messung erheblich verbessert werden. Daher ist der Erfolg dieses Tests für uns von großer Bedeutung.

Dieser Test beweist, dass RIY-DG4pros den RMS tatsächlich auf einen kleinen Wertebereich steuern kann, eine gute 3D-Modellierungsgenauigkeit aufweist und in genauen Messprojekten von hohen Gebäuden verwendet werden kann.