1. ISTCGCAP
  2. Всі випуски
  3. Випуск 98, 2023
  4. Моделювання локальних геоїдних ундуляцій за допомогою безпілотних літальних апаратів (БПЛА): приклад федерального технологічного університету, Акуре, Нігерія

Моделювання локальних геоїдних ундуляцій за допомогою безпілотних літальних апаратів (БПЛА): приклад федерального технологічного університету, Акуре, Нігерія

ISTCGCAP.
2023;
Випуск 98, 2023, Номер 98
: 63-75
https://doi.org/10.23939/istcgcap2023.98.063
Надіслано: Жовтень 20, 2023
Автори:
  1. Ібрагім Олатунджі Рауфу
  2. Герберт Тата
  3. Соліху Olaosegba
1
Федеральний технологічний університет, Акуре, Нігерія
2
Федеральний технологічний університет, Акуре, Нігерія
3
Федеральний технологічний університет, Акуре, Нігерія

Дослідження було спрямоване на розробку моделі геоїда з використанням технології безпілотних літальних апаратів (БПЛА). Для цього використано БПЛА для отримання зображень досліджуваної території з висоти 150 м із роздільною здатністю на Землі 4,19 см. Всього отримано 3737 зображень, які охоплюють площу 725,804 га. Існуючі еліпсоїдні та ортометричні висоти були використані для географічної прив’язки отриманих зображень. Для аналізу використано 35 точок, з яких 20 точок визначено як наземні контрольні точки (GCP), а решта 15 точок – контрольні точки (CPs). Використовуючи отримані з БПЛА цифрові моделі рельєфу (DTMs), створено набір даних, що містить 18 492 точки як для еліпсоїдальної (h), так і для ортометричної (H) висот. Різниці між цими висотами, які називаються висотами геоїда (N), були розраховані як N = h - H для всіх 18 492 точок. Ці висоти геоїда згодом використані для створення моделі геоїда, включаючи контурні карти та 3D-карти досліджуваної території. Щоб оцінити точність висот геоїда, отриманих за допомогою БПЛА, виконано аналіз середньоквадратичної помилки (RMSE) шляхом порівняння їх з існуючими висотами геоїда, і встановлено, що вона становить 0,113 м. Наукова новизна та практична значущість полягає в розробці локальної моделі геоїда досліджуваної території з точністю до сантиметра. Таким чином, результати цього дослідження можуть бути використані для широкого спектру застосувань, включаючи землеустрій, будівництво та оцінку впливу на навколишнє середовище на території дослідження.

геоїд
БПЛА
Цифрові моделі рельєфу
еліпсоїдальна висота
ортометрична висота
  1. Agajelu, S.I. (2018). Geodesy: The Basic Theories – Classical & Contemporary. Enugu, El ‘Demak Publishers, ISBN 978-978-8436-99-0, pp. 4, 5, 9, 11 – 21
  2. Albayrak, M., Ozlüdemir, M.T., Aref, M.M., & Halicioglu, K. (2020). Determination of Istanbul geoid using GNSS/levelling and valley cross levelling data. Geodesy and Geodynamics, 11(3), 163-173.
  3. Al-Krargy, E. M., Doma, M. I., & Dawod, G. M. (2014). Towards an Accurate Definition of the Local Geoid Model in Egypt using GPS / Levelling Data: A Case Study at Rosetta Zone. International Journal of Innovative Science and Modern Engineering (IJISME), 2(11).
  4. Belay, E. Y., Godah, W., Szelachowska, M., & Tenzer, R. (2021). ETH–GM21: A new gravimetric geoid model of Ethiopia developed using the least-squares collocation method. Journal of African Earth Sciences, 183,104313.
  5. Chi, Y.Y., Lee, Y.F., & Tsai, S.E. (2016). Study on High Accuracy Topographic Mapping via UAV-based Images. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 44, 032006. 
  6. Christiansen, M. P., Laursen, M. S., Jørgensen, R. N., Skovsen, S., & Gislum, R. (2017). Designing and testing a UAV mapping system for agricultural field surveying. Sensors, 17(12), 2703.
  7. Erol, S., Özögel, E., Kuçak, R. A., & Erol, B. (2020). Utilizing Airborne LiDAR and UAV Photogrammetry Techniques in Local Geoid Model Determination and Validation. ISPRS International Journal of Geo-Information, 9(9), 528. doi:10.3390/ijgi9090528
  8. Erol, S., & Erol, B. (2020). A comparative assessment of different interpolation algorithms for prediction of GNSS/levelling geoid surface using scattered control data. Measurement, 173, 108623.
  9. Gonzalez, L. F., Montes, G. A., Puig, E., Johnson, S., Mengersen, K., & Gaston, K. J. (2016). Unmanned aerial vehicles (UAVs) and artificial intelligence revolutionizing wildlife monitoring and conservation. Sensors, 16(1), 97.
  10. Herbert, T. & Olatunji, R.I. (2021). Determination of orthometric height using GNSS and EGM Data: A scenario of the Federal University of Technology Akure. International Journal of Environment and Geoinformatics (IJEGEO), 8(1):100-105. doi: 10.30897/ ijegeo.754808
  11. Jekeli, C., Yang, H. J., & Kwon, J. H. (2012). The offset of the South Korean vertical datum from a global geoid. KSCE Journal of Civil Engineering, 16(5), 816–821. doi:10.1007/s12205-012-1320-3 
  12. Maglione, P., Parente, C., & Vallario, A. (2018). Accuracy of global geoid height models in local area: Tests on Campania region (Italy). International Journal of Civil Engineering and Technology, 9, 1049-1057.
  13. National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA. (2021). Is the Earth round? retrieved from National Ocean Service website, 2021, https://oceanservice.noaa.gov/facts/eutrophication.html,
  14. Odera, P. A., & Fukuda, Y. (2015). Recovery of orthometric heights from ellipsoidal heights using offsets method over Japan. Earth, Planets and Space, 67(1).
  15. Oluyori, P. D., Ono, M. N., & Eteje, S. O. (2018). Comparison of Two Polynomial Geoid Models of GNSS/Leveling Geoid Development for Orthometric Heights in FCT, Abuja. International Journal of Engineering Research and Advanced Technology (IJERAT), 4(10), 1-9.
  16. Polat, N., & Uysal, M. (2017). DTM generation with UAV based photogrammetric point cloud. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. XLII-4/W6, 77-79.
  17. Prasad, S. (2015). Basic Geodesy Unit: II Semester: I Paper Code: GIS 05: Name of Paper: Earth Positioning System, PG Diploma in RS & GIS.
  18. Quaye-Ballard, N.L., Asenso-Gyambibi, D., & Quaye-Ballard, J. (2020). Unmanned Aerial Vehicle for Topographical Mapping of Inaccessible Land Areas in Ghana: A Cost-Effective Approach. Presented at the 2020 FIG Working Week, Amsterdam, Netherlands, May 10– 14.
  19. Raufu, I. O., & Tata, H. (2021). Accuracy Assessment of Different Polynomial Geoid Models in Orthometric Height Determination for Akure, Nigeria. Geodetski glasnik, 52, 61-73.
  20. Sansò, F., Reguzzoni, M., & Barzaghi, R. (2019). Geodetic Heights. Springer Nature, Switzerland, https://doi.org/10.1007/978-3-030-10454-2.
  21. Turner, I. L., Harley, M. D., & Drummond, C. D. (2016). UAVs for coastal surveying. Coastal Engineering, 114, 19–24
  22. Yeh, F.H., Huang, C.J., Han, J.Y., & Ge, L. (2018). Modeling Slope Topography Using Unmanned Aerial Vehicle Image Technique. MATEC Web of Conferences, 147, 07002. doi:10.1051/matecconf/201814707002.