Согласно многочисленным исследованиям, фотограмметрия с БПЛА успешно конкурирует и даже превосходит классическую наземную съемку зданий и сооружений. Этот метод исследования объектов пользуется особым спросом в сфере архитектуры и строительства.

Суть технологии

Фотограмметрия — комплекс работ по аэросъемке с применением БПЛА, а также обработка полученных изображений в автоматическом режиме. Метод фотограмметрии используется для создания максимально точных и детализированных 3D-моделей из 2D-изображений. В результате обработки аэрофотоснимков с географической привязкой разрабатывают ортофотопланы, трехмерные облака точек и цифровые модели рельефа местности.

Что такое плотное облако точек

Плотное облако точек – это набор вершин в трехмерной системе координат для представления внешней поверхности объекта. Облака точек используются для 3D-моделирования, метрологии, визуализаций объектов, анимаций, рендерингов. И если для создания облака точек небольшого объекта можно использовать 3D-сканер, то для работы с большими объектами (архитектурными объектами, зданиями, жилищными комплексами или даже целым городом) используются другие способы, например, аэрофотограмметрия.

Благодаря инновационным полетным платформам и качественной обработке результатов, картографирование с помощью БПЛА позволяет удачно дополнять или даже полностью заменять традиционные способы наземной съемки различных зданий и сооружений.

Главное преимущество фотограмметрии с БПЛА заключается в экономии времени и средств. Дроны способны выполнить за считанные дни те геодезические работы, на которые обычно уходит несколько недель. За счет компактных размеров и непревзойденной маневренности, дроны готовы работать в стесненных условиях и особо опасных зонах: на высотных зданиях, возле проезжей части, в местностях с крутыми склонами и нестабильным грунтом. Больше нет необходимости подвергать риску геодезические бригады, БПЛА детально обследуют даже ранее недоступные объекты.

Преимущества фотограмметрии с помощью дронов - лазерное сканирование

Функции фотограмметрии зданий и сооружений

Как правило, специалисты используют аэрофотосъемку в качестве дополнения к классическим методам в процессе обследования сооружений и зданий. Часто метод фотограмметрии является единственным правильным решением из-за высотности объекта, большой площади и сложной конфигурации фасада, недоступности отдельных элементов строения. В таких случаях визуального осмотра с помощью стандартных камер недостаточно. БПЛА решают эти задачи и помогают:

Проводить визуальное обследование несущих конструкций, фасадов и ограждений на предмет наличия повреждений.
Тщательно осмотреть все найденные дефекты, оценить их масштаб и характер, а также контролировать их развитие в дальнейшем.
Выполнять обмеры фасадов любой сложности, в том числе исследовать наружные стены с нестандартной геометрией, мелкими и не типовыми элементами.
Фотограмметрия актуальная как на первоначальной стадии строительства здания с целью мониторинга качества работ, так в процессе его дальнейшей эксплуатации для постоянного аудита, своевременного обнаружения всевозможных дефектов и повреждений, а также при реконструкции, частичном восстановлении, косметическом или капитальном ремонте для объективной оценки технического состояния объекта.

Этапы фотограмметрических работ

Подготовительный этап. Прежде всего, специалисты рассматривают исходно-разрешительную документацию здания или сооружения, изучают особенности его планировочных, архитектурных и конструктивных решений, собирают информацию о территории и окружающей застройке, оценивают доступность объекта для проведения работ по аэросъемке.
Рабочий этап. Планируются и разрабатываются автоматические маршруты полета дронов, выполняется съемка объекта, согласно заранее продуманной миссии.
Этап фотограмметрии. Постобработка изображений, коррекция основных параметров для достижения наивысшего качества фото, а также выравнивание, фототриангуляция и сшивка в облако точек, создание 3D-модели.
Этап аналитики. При проведении обмера на ортофотоплан наносятся реальные размеры здания. Если проводится дефектоскопия, то модель и ортофотоплан тщательно анализируются под разными ракурсами. На основании этого формируется дефектная ведомость, которая содержит информацию обо всех повреждениях в виде условных обозначений и маркировок. За счет максимальной точности результатов (до 1 мм/пиксель), все параметры имеющихся дефектов можно подробно рассмотреть.

Результат фотограмметрии

После завершения всех работ по фотограмметрии зданий и сооружений получают следующие материалы:

Полигональные 3D-модели. Чаще всего они создаются для памятников архитектуры и других достопримечательностей регионального и национального значения.
Ортофотопланы. Это изображения угловых (45° и т.д.) или ортогональных проекций (90°), которые применяются для детального изучения участков фасадов, незаметных на стандартных ортогональных схемах (откосы дверей и окон, перегородки и т.п.). Ортофотоплан объединяет в себе чертеж здания или сооружения и обработанные фото с БПЛА.
Растровые развертки. Способ фиксации и обмера криволинейных поверхностей. В этом случае вид проекции подбирается в зависимости от конкретной формы поверхности.
Техническая документация. Обследовательские и обмерно-фиксационные документы включают перечень чертежей, технические заключения дефектоскопии и другие документы. С их помощью анализируются повреждения зданий и сооружений, предоставляются рекомендации по устранению дефектов, формируются схемы ремонтных и реконструкционных работ на ортофотопланах.

Оснащение

Для максимально качественного фотограмметрического исследования объектов важно применять современные БПЛА. При выборе оборудования следует учитывать местоположение здания или сооружения, цели обследования, а также основные технические характеристики объекта — площадь, высота, количество этажей, особенности фасадов и т.д.

В рейтинге самых эффективных решений для фотограмметрических задач лидируют:

Phantom 4 RTK

Компактный и точный дрон для аэросъемки на небольших высотах. Предоставляет данные с точностью до сантиметра даже при условии минимального количества точек маршрута. Пользователи могут быть уверены в стабильном сигнале передачи фото- и видеоданных на расстоянии до 7 км, что чрезвычайно важно для фотограмметрии больших площадей. Благодаря системе TimeSync, удается достичь бесперебойной связи между полетным контроллером, модулем RTK и камерой. Так как используются реальные и высокоточные метаданные всех снимков и данные позиционирования перемещаются в центр CMOS, что положительно влияет на окончательные результаты фотограмметрических исследований.

Matrice 300 RTK + DJI P1

Коммерческая полетная платформа с расширенными возможностями искусственного интеллекта и способностью находиться в воздухе до 55 минут. Дрон обнаруживает препятствия в 6 направлениях и успешно выполняет задачи даже в труднодоступных местах. Дальность сигнала составляет 15 км, предусмотрена трехканальная передача видео 1080р. Если автоматизировать миссии, Matrice 300 RTK будет распознавать заданные объекты и безошибочно обнаруживать их в дальнейших задачах.

Zenmuse P1 включает полнокадровый датчик со сменными объективами с фиксированным фокусным расстоянием на 3-осевом стабилизированном подвесе. Изначально создан для фотограмметрических полетов, он также выводит эффективность и точность на совершенно новый уровень

Точность без опорных точек – 3 см по горизонтали / 5 см по вертикали
Высокая эффективность – 3 км2 покрытия за один пролет
Полнокадровая матрица 45 МП – 3-осевой стабилизированный подвес
Механический затвор. Выдержка 1/2000 секунды
TimeSync 2.0 – синхронизация на микросекундном уровне

Мобильная станция D-RTK 2

Инновационная версия приемника DJI для сверхточного позиционирования. Работает со всеми основными навигационными спутниковыми системами и предоставляет поправки в реальном времени, что повышает информативность и точность исследований. Координирует действие нескольких дронов, что существенно повышает результативность миссии.

Следовательно, фотограмметрия с БПЛА позволяет создавать подробные объемные модели рельефа с максимальной экономией времени и средств, а оборудование от DJI гарантирует успех каждой миссии.