Luchtmetingen zijn nu slim geworden

Landmeters en GIS-professionals hebben de hoogste normen als het gaat om hun gereedschappen en hun vak. Het is geen wonder dat veel landmeters zich tot drones wenden voor hun behoeften op het gebied van kaarten en 3D-modellering. Landmeetkundige drones behalen consequent resultaten die voldoen aan de nauwkeurigheidsnormen van onderzoekskwaliteit, en in vergelijking met traditionele landmeetkundige technieken, verminderen drones de benodigde tijd, kosten en inspanning drastisch.

Landmeten met drones is ingewikkelder dan een paar foto’s van bovenaf maken. Er zijn verschillende stappen vereist, van het voorbereiden van grondcontrolepunten tot het plannen van missies tot het verwerken van de beelden die u vastlegt met landmeetkundige software.

Vaak krijgen landmeters de opdracht om orthomosaics met hoge resolutie te produceren die zijn geconstrueerd met fotogrammetrietechnieken, of 3D-modellen gemaakt met schuine camera’s en 3D-landmeettechnieken.

Met DJI’s nieuwste vlaggenschip landmeetkundige combo, de Matrice 300 RTK (M300 RTK) en de Zenmuse P1 payload, hebben landmeters de ultieme landmeetkundige oplossing binnen handbereik in termen van nauwkeurigheid en efficiëntie. Dankzij de Smart Oblique Capture (SOC)-functie van de P1 kunnen landmeters nu efficiënter dan ooit tevoren 3D-modellen van hun doelen vastleggen en maken.

Wat is schuine fotografie?

Binnen drone-onderzoek is een techniek die succes heeft gehad in 3D-modellering het gebruik van schuine fotogrammetrie, waarbij afbeeldingen worden vastgelegd door verschillende lenzen. Deze meerdere lenzen zijn samen gemonteerd in een array met vaste ashoeken. De resulterende afbeeldingen onthullen details die soms over het hoofd worden gezien wanneer alleen verticale foto’s worden gemaakt, zoals functies die worden afgedekt door vegetatie of hoge structuren.

Schuine camerasystemen gebruiken traditioneel een mechanische rig met vijf camera’s in vaste posities in een kruisconfiguratie; één camera in het midden wordt omringd door vier andere camera’s, voor, achter, links en rechts, op gelijke afstanden met intervallen van 90 graden. Dit systeem plaatst de centrale camera in een schuine hoek waarbij de ‘nadir’-hoek (het punt direct onder de camera op grondniveau) zich op een bekend, vast punt in het beeld bevindt.

Een schuine cameralading

Voordelen van schuine fotografie

De eisen voor nauwkeurige 3D-modellen worden steeds hoger. Binnen stedelijke mapping worden bijvoorbeeld 3D-modellen gebruikt voor ruimtebeheer, analyse van de energiebehoefte, monitoring van verkeer en vervuiling en rampenbeheer. Bij landmeten kan een nauwkeurig 3D-model potentiële problemen vroeg in de tijdlijn van een project identificeren.

In vergelijking met verticale luchtfotografie heeft schuine fotografie veel voordelen. Hoewel een verticale hoek kan helpen om de plaatsing van objecten zoals gebouwen, straten of open ruimtes ten opzichte van elkaar te laten zien, zijn schuine luchtfoto’s beter in het weergeven van het uiterlijk van objecten die uit de grond oprijzen, zoals gebouwen, topografie, gebladerte, enz. met betrekking tot de grond en de horizon.

Nog enkele voordelen van schuine fotografie zijn:

• Beelden die met een schuine camera zijn vastgelegd, onthullen details die anders in het verticale zicht zouden zijn belemmerd door gebladerte of hoge gebouwen.
• Schuine fotografie maakt het gemakkelijker om de hoogte van objecten nauwkeurig te bepalen in vergelijking met verticale luchtfoto’s
• In tegenstelling tot een orthografische opstelling, waarbij de centrale camera recht naar beneden kijkt, legt het schuine systeem veel meer van de relatieve hoogtegegevens voor zich vast. Hiermee wordt ook elke lensvervorming in alle richtingen rond het brandpunt teniet gedaan, waar de orthografische methode vaak last van had.
• Door meerdere opnamen met gecontroleerde intervallen te gebruiken, kunnen de positie- en relatieve hoogte-informatie die uit elke dataset is verzameld, worden vergeleken, gecontrasteerd en vervolgens worden samengevoegd om de relatieve hoogte-informatie tussen elementen in het doelgebied te geven, waardoor een kaart ontstaat met zowel positie- als hoogtegegevens, die kan worden weergegeven als een 3D-kaart van het onderzochte gebied.

Beperkingen van schuine camera’s

Er zijn echter nadelen verbonden aan traditionele schuine camera-arrays. Door het aantal lenzen kan de rig erg zwaar en duur zijn. Een zwaarder laadvermogen betekent kortere vliegtijden en meer tijd besteed aan het verwisselen van drone-batterijen, vooral voor grootschalige landmeetkundige missies.

Aan de andere kant, als u schuine fotogrammetrie of 3D-modellering probeert met een enkele camera, dan zijn vijf vluchten vereist (Nadir, FBLR), wat aanzienlijk langer duurt. Er wordt al enige tijd gezocht naar een nieuwe, lichtere, snellere en meer kosteneffectieve oplossing.

Wat is Smart Oblique Capture?

Smart Oblique Capture (SOC) is een nieuw alternatief proces, exclusief voor de P1 en de M300, waarbij een enkele camera op een cardanische ophanging wordt gebruikt om als alle vijf de camera’s in een schuin camerasysteem te functioneren. De P1 is een ’traditionele’ camera (geen schuine camera) met een enkele lens, maar kan dankzij elegante software hetzelfde resultaat opleveren.

Bij het uittekenen van het kaartgebied op de DJI Pilot-app (tijdens missieplanning), verdeelt SOC het doelgebied automatisch in verschillende ‘secties’. Deze secties geven aan hoeveel fotohoeken in dit gebied worden vastgelegd. Secties in het midden van het meetgebied krijgen bijvoorbeeld vijf foto’s, één in elke hoek (nadir, voorkant, achterkant, links en rechts). Secties aan de rand van het meetgebied vereisen minder foto’s.

Omdat bij Smart Oblique Capture de foto’s in elke “set” foto’s niet tegelijkertijd worden gemaakt, worden de positiegegevens, dronesnelheid en cardanische richting ingebed in de metadata van elke foto om de verschuiving in positie en perspectief te compenseren; vergelijkbaar met de wiskundige berekeningen die worden gebruikt om de opeenvolgende opnamen samen te voegen in een schuine camera-array.

In deze video ziet u dat de donkergroene gebieden slechts één zijopname maken, puur voor hoogtegegevens. De nadirschoten worden alleen vastgelegd in de gele en lichtgroene gebieden en vervolgens op meerdere punten in het rood aangewezen doelgebied, waar de meeste informatie nodig is.

Zodra uw enquête is voltooid, kunt u nabewerkingssoftware gebruiken, zoals DJI Terra, om alle gegevens te verzamelen en de vereiste 3D-modellen te produceren; de SD-kaart kan eenvoudig in een laptop worden gestoken om de afbeeldingen voor verwerking te importeren.

Elke dataset van shots (Nadir, FBLR) wordt met elkaar vergeleken, waarbij de nadir shots worden gebruikt om een ​​top-down 2D-kaart te maken. De gerichte opnamen van elke positie worden vergeleken om relatieve hoogte-informatie aan te geven voor die elementen op de 2D-kaart.

Uw landmeetkundige missies die zijn vastgelegd met de M300 RTK en P1 kunnen native worden verwerkt met DJI Terra, onze alles-in-één drone-landmeetsoftware die wordt gebruikt voor het plannen, visualiseren, verwerken en analyseren van luchtfotografie. Met de applicatie kan de gebruiker de gegevens snel in realtime weergeven en visualiseren en worden de nabewerkingstijden verkort. Het creëert gedetailleerde en nauwkeurige meetresultaten voor 2D-orthomozaïeken met hoge resolutie en realistische, volledig navigeerbare 3D-modelreconstructies.

Voordelen van Smart Oblique Capture

• De P1 is een nuttige lading die de noodzaak van een schuin systeem met meerdere camera’s vervangt. Dit vermindert het gewicht en vergroot de wendbaarheid en flexibiliteit van inzet; bevestigd zijn aan een drone, in tegenstelling tot de romp van een groter vliegtuig, is een groot voordeel.
• SOC vermindert het aantal onnodige gemaakte foto’s. Dit betekent dat er geen tijd wordt verspild aan het maken van foto’s aan de rand van het meetobject en dat er minder ruimte en geheugen worden gebruikt, wat resulteert in een snellere verwerkingstijd.
• Verwisselbare cameralenzen op de P1 maken het verwisselen van lenzen mogelijk volgens de behoeften van een project. Dit is niet haalbaar met een traditionele schuine camera.
• Naast de RTK-modules van de M300 kan SOC optimaal profiteren van de nabewerkingskinematica. In situaties waar RTK niet beschikbaar is, is PPK beschikbaar omdat missiebestanden worden opgeslagen met originele GNSS-waarnemingen en TimeStamps.MRK-bestanden.

Nog wat over de Zenmuse P1

De P1 is het vlaggenschip van DJI op het gebied van fotogrammetrie en landmeetkundige lading. Met een 45 MP full-frame, geluidsarme, zeer gevoelige sensor met verwisselbare 24/35/50 mm lenzen met vaste focus op een 3-assige gestabiliseerde gimbal, is dit onze krachtigste landmeetkundige camera tot nu toe. De P1 kan elke 0,7 seconde een foto maken (met sluitertijden tot 1/2000ste van een seconde) en kan 3 km afleggen² in een enkele vlucht.

Lees hier meer over de functies van de P1.

De P1 is compatibel met DJI’s Matrice 300 RTK, ons nieuwste commerciële droneplatform. De M300 is in staat tot 6 directionele detectie en positionering, 55 minuten vliegtijd en een bereik van 15 km en is een welkome nieuwe toevoeging aan elke drone-vloot.

Vooruit, slim worden

Door het aantal gemaakte foto’s te verminderen, vermindert SOC effectief de in-air-tijd van een missie en daarmee de totale tijd van landmeten en in kaart brengen. Dit heeft als bijkomend voordeel een reductie van 20%-50% van de nabewerkingstijd.

Met de opkomst van het gebruik van drones in landmeten, in kaart brengen en constructie, is er een constante behoefte om het gebruik ervan eenvoudiger en zuiniger te maken, in termen van tijd en kosten. Smart Oblique Capture is zo’n innovatie die beide omvat.