Аналіз впливу залишкової дисторсії та зсуву зображення на точність визначення координат місцевості при зніманні з БПЛА

https://doi.org/10.23939/istcgcap2023.97.056
Надіслано: Березень 22, 2023
1
Національний Університет "Львівська політехніка"
2
Національний університет “Львівська політехніка”
3
Кафедра інженерної геодезії, Національний університет “Львівська політехніка”

Метою роботи є дослідження цифрової неметричної камери Canon EOS 5D Mark III, що встановлюється на октокоптері DJI S1000 на предмет точності визначення просторових координат за знімками. Виявлення та аналіз джерел похибок, що впливають на точність стереофотограмметричного знімання камерою Canon EOS 5D Mark III. Виконано стереофотограмметричне знімання та аерознімання з октокоптера DJI S1000 полігону маркованих точок, що слугували джерелом отримання даних для побудови стереомоделей з їх подальшим опрацюванням в програмному пакеті «Delta 2». Сформовано каталоги просторових координат маркованих точок досліджуваних полігонів з вимірювань електронним тахеометром Trimble M3 DR і зі стереомоделей, обчислено різниці та СКП визначення просторових координат точок на знімках. Зважаючи на специфіку розміщення маркованих точок на досліджуваних полігонах, також обчислено вплив рельєфу місцевості та лінійного зсуву зображення на точність даних аерознімання. Отримані результати дослідження підтверджують наявність залишкової дисторсії оптичної системи цифрової камери Canon EOS 5D Mark III, що зумовлює необхідність проведення калібрування камери для підвищення точності отриманих знімків задля подальшого використання з метою картографування, моніторингу геоморфологічних процесів та явищ, створення ЦМР, тощо. Також виявлено вплив лінійних зсувів та похибок, викликаних перепадом висот місцевості знімання, на точність побудови стереомоделей. Авторами запропоновано конфігурацію та створено полігон маркованих контрольних точок на місцевості для проведення калібрування цифрової неметричної камери в умовах максимально наближених до умов знімання, що з огляду на проаналізовані літературні джерела є ефективнішим за калібрування в лабораторії.

  1. Бурштинська, Х. В. (1999). Аерофотографія. ЛАГТ.
  2. Вовк, А., Глотов, В., Гуніна, А., Маліцький, А., Третяк, К., & Церклевич, А. (2015). Аналіз результатів для створення ортофотопланів та цифрових моделей рельєфу із застосуванням БПЛА TRIMBLE UX-5. Геодезія, картографія та аерознімання. 2015. (81), 90-103. https://doi.org/10.23939/istcgcap2015.01.090
  3. Глотов, В., Церклевич, А., Збруцький, О., Колісніченко, В., Прохорчук, О.,  Карнаушенко, Р., & Галецький, В. (2014). Аналіз і перспективи аерознімання з безпілотного літального апарата. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. 2014. 1(27), 131-136.
  4. Глотов, В., Гуніна, А., & Процик, М. (2020). Комплексний спосіб визначення елементів внутрішнього орієнтування цифрових знімальних камер. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. 2020. 1, 110-117. https://doi.org/10.33841/1819-1339-1-39-18
  5. Іванов, В. Л., Ругайн, О. В., & Чекед, І. В. (2004). Авіаційне обладнання військових літальних апаратів. НАУ. file:///C:/Users/%D0%93%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B0/Downloads/%D0%90%D0%9E%D0%92%D0%9B%D0%90-%D1%87-1.pdf
  6. Шульц, Р. В., Войтенко, С. П., Крельштейн, П. Д., & Маліна, І. А. (2015). До питання розрахунку точності визначення координат точок під час аерофотознімання з безпілотних літальних апаратів. КНУБА. 2015. (62). 124-136. http://lib.osau.edu.ua/jspui/handle/123456789/2667
  7. Ai, M., Hu, Q., Li, J., Wang, M., Yuan, H., & Wang, S. (2015). A Robust Photogrammetric Processing Method of Low-Altitude UAV Images. Remote Sensing. 2015. 7(3), 2302–2333. https://doi.org/10.3390/RS70302302
  8. Bosak, K. (2013). Secrets of UAV photomapping. http://s3.amazonaws.com/DroneMapper_US/documentation/pteryx-mapping-secr...
  9. Cramer, M., Przybilla, H. J., & Zurhorst, A. (2017). UAV cameras: Overview and geometric calibration benchmark. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences - ISPRS Archives. 2017. 42(2W6), 85–92. https://doi.org/10.5194/ISPRS-ARCHIVES-XLII-2-W6-85-2017
  10. Gerke, M., & Przybilla, H. J. (2016). Accuracy analysis of photogrammetric UAV image blocks: Influence of onboard RTK-GNSS and cross flight patterns. Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation. 2016. (1), 17–30. https://doi.org/10.1127/pfg/2016/0284
  11. Griffiths, D., & Burningham, H. (2019). Comparison of pre-and self-calibrated camera calibration models for UAS-derived nadir imagery for a SfM application. Progress in Physical Geography, 43(2), 215–235. https://doi.org/10.1177/0309133318788964
  12. Mohsan, S. A. H., Khan, M. A., Noor, F., Ullah, I., & Alsharif, M. H. (2022). Towards the Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): A Comprehensive Review. Drones. 2022. 6(6),147. https://doi.org/10.3390/drones6060147
  13. Niemeyer, F. (2015). Konzept und prototypische Umsetzung eines „Four Vision“-Kamerasystems mit Anwendungen in kommunalen und landwirtschaftlichen Bereichen für den Einsatz auf UAVs (Unmanned Aerial Vehicle) [Doctoral thesis]. The university of Rostock.
  14. ResearchGate. (n.d.). ResearchGate. Retrieved May 9, 2023, from https://www.researchgate.net/