—— استخدام نموذج ثلاثي الأبعاد للقيام بمسح مساحي للمناطق الشاهقة
بعد عدة سنوات من التطوير ، الآن في الصين ، تم استخدام التصوير المائل على نطاق واسع في مشاريع المسح المساحي الريفي. ومع ذلك ، نظرًا لتقييد الشروط الفنية للمعدات ، لا يزال التصوير المائل ضعيفًا للقياس المساحي لمشاهد الإسقاط الكبير ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الطول البؤري وتنسيق الصورة لعدسة الكاميرا المائلة لا ترقى إلى المستوى القياسي. بعد سنوات عديدة من الخبرة في المشروع ، وجدنا أن دقة الخريطة يجب أن تكون في حدود 5 سم ، ثم يجب أن تكون GSD في حدود 2 سم ، ويجب أن يكون النموذج ثلاثي الأبعاد جيدًا جدًا ، ويجب أن تكون حواف المبنى مستقيمة وواضحة.
بشكل عام ، الطول البؤري للكاميرا المستخدم في مشاريع قياس المساحة الريفية هو 25 مم في الوضع الرأسي و 35 مم بشكل مائل. من أجل تحقيق دقة 1: 500 ، يجب أن يكون GSD في حدود 2 سم. وللتأكد من أن ارتفاع طيران الطائرات بدون طيار يتراوح بشكل عام بين 70 و 100 متر. وفقًا لارتفاع الرحلة هذا ، لا توجد طريقة لإكمال جمع البيانات للمباني التي يبلغ ارتفاعها 100 متر فوق ارتفاعها. حتى إذا قمت برحلة على أي حال ، فلا يمكن ضمان تداخل الأسطح ، مما يؤدي إلى رداءة جودة النموذج ونظرًا لأن ارتفاع القتال منخفض جدًا ، فإنه يمثل خطورة بالغة على الطائرات بدون طيار.
لحل هذه المشكلة ، أجرينا في مايو 2019 اختبار التحقق من دقة التصوير المائل للمباني الحضرية الشاهقة. الغرض من هذا الاختبار هو التحقق مما إذا كانت دقة الخرائط النهائية للنموذج ثلاثي الأبعاد الذي تم إنشاؤه بواسطة الكاميرا المائلة RIY-DG4pros يمكن أن تفي بمتطلبات 5 سم RMSE.
في هذا الاختبار ، اخترنا DJI M600PRO ، المجهز بكاميرا Rainpoo RIY-DG4pros المائلة ذات العدسات الخمس.
استجابةً للمشكلات المذكورة أعلاه ، ولزيادة الصعوبة ، اخترنا بشكل خاص خليتين بمتوسط ارتفاع بناء 100 متر للاختبار.
يتم ضبط نقاط التحكم مسبقًا وفقًا لخريطة GOOGLE ، ويجب أن تكون البيئة المحيطة مفتوحة وخالية من العوائق قدر الإمكان. المسافة بين النقطتين في حدود 150-200 م.
نقطة التحكم هي 80 * 80 مربعًا ، مقسمة إلى الأحمر والأصفر وفقًا للقطري ، وذلك لضمان إمكانية تحديد مركز النقطة بوضوح عندما يكون الانعكاس قويًا جدًا أو الإضاءة غير كافية ، لتحسين الدقة.
من أجل ضمان سلامة التشغيل ، حجزنا ارتفاعًا آمنًا يبلغ 60 مترًا ، وحلقت الطائرات بدون طيار على ارتفاع 160 مترًا. من أجل ضمان تداخل السقف ، قمنا أيضًا بزيادة معدل التداخل. معدل التداخل الطولي هو 85٪ ومعدل التداخل العرضي 80٪ ، والطائرات بدون طيار تحلق بسرعة 9.8 م / ث.
استخدم برنامج "Sky-Scanner" (تم تطويره بواسطة Rainpoo) لتنزيل الصور الأصلية ومعالجتها مسبقًا ، ثم استيرادها إلى برنامج ContextCapture 3D النمذجة بواسطة مفتاح واحد.
في الوقت: 15 ساعة.
3D النمذجة
الوقت: 23 ساعة.
من الرسم التخطيطي لشبكة التشويه ، يمكن ملاحظة أن تشويه العدسة في RIY-DG4pros صغير للغاية ، ويتطابق المحيط تمامًا تقريبًا مع المربع القياسي ؛
بفضل التكنولوجيا البصرية لـ Rainpoo ، يمكننا التحكم في قيمة RMS في حدود 0.55 ، وهي معلمة مهمة لدقة النموذج ثلاثي الأبعاد.
يمكن ملاحظة أن المسافة بين النقطة الرئيسية للعدسة المركزية العمودية والنقطة الرئيسية للعدسات المائلة هي: 1.63 سم ، 4.02 سم ، 4.68 سم ، 7.99 سم ، مطروحًا منها فرق الموضع الفعلي ، قيم الخطأ هي: - 4.37 سم ، -1.98 سم ، -1.32 سم ، 1.99 سم ، أقصى اختلاف في الموضع هو 4.37 سم ، يمكن التحكم في مزامنة الكاميرا في غضون 5 مللي ثانية ؛
يتراوح RMS لنقاط التحكم المتوقعة والفعلية من 0.12 إلى 0.47 بكسل.
يمكننا أن نرى أنه نظرًا لأن RIY-DG4pros يستخدم عدسات ذات طول بؤري طويل ، فإن المنزل الموجود في الجزء السفلي من النموذج ثلاثي الأبعاد واضح جدًا للرؤية. يمكن أن يصل الحد الأدنى لفترة التعرض للكاميرا إلى 0.6 ثانية ، لذلك حتى إذا تم زيادة معدل التداخل الطولي إلى 85٪ ، فلن يحدث أي تسرب للصورة.
خطوط أقدام المباني الشاهقة واضحة جدًا ومستقيمة بشكل أساسي ، مما يضمن أيضًا إمكانية الحصول على آثار أقدام أكثر دقة على النموذج لاحقًا.
تكمن الصعوبة في هذا الاختبار في الانخفاض المرتفع والمنخفض للمشهد ، والكثافة العالية للمنزل والأرضية المعقدة. ستؤدي هذه العوامل إلى زيادة صعوبة الطيران ، وزيادة المخاطر ، ونموذج ثلاثي الأبعاد أسوأ ، مما سيؤدي إلى تقليل الدقة في المسح المساحي.
نظرًا لأن الطول البؤري RIY-DG4pros أطول من الكاميرات المائلة الشائعة ، فإنه يضمن أن الطائرات بدون طيار الخاصة بنا يمكن أن تطير على ارتفاع آمن بدرجة كافية ، وأن دقة صورة الكائنات الأرضية في حدود 2 سم. في الوقت نفسه ، يمكن أن تساعدنا العدسة كاملة الإطار في التقاط المزيد من زوايا المنازل عند الطيران في مناطق بناء عالية الكثافة ، وبالتالي تحسين جودة النموذج ثلاثي الأبعاد. في إطار فرضية أن جميع الأجهزة مضمونة ، نقوم أيضًا بتحسين تداخل الرحلة وكثافة توزيع نقاط التحكم لضمان دقة النموذج ثلاثي الأبعاد.
لا يمكن قياس التصوير المائل للمناطق الشاهقة للمسح المساحي ، مرة واحدة بسبب محدودية المعدات ونقص الخبرة ، إلا من خلال الأساليب التقليدية. لكن تأثير المباني الشاهقة على إشارة RTK يتسبب أيضًا في صعوبة القياس وضعف دقته. إذا تمكنا من استخدام الطائرات بدون طيار لجمع البيانات ، فيمكن القضاء تمامًا على تأثير إشارات الأقمار الصناعية ، ويمكن تحسين الدقة الكلية للقياس بشكل كبير. لذا فإن نجاح هذا الاختبار له أهمية كبيرة بالنسبة لنا.
يثبت هذا الاختبار أن RIY-DG4pros يمكنه بالفعل التحكم في RMS إلى نطاق صغير من القيمة ، ولديه دقة نماذج ثلاثية الأبعاد جيدة ، ويمكن استخدامه في مشاريع القياس الدقيقة للمباني العالية.