Zelfs de meest beginnende gebruiker weet dat drones kunnen worden gebruikt om foto’s te maken. De toegankelijkheid van drone-luchtfotografie heeft geleid tot het gebruik ervan in meerdere sectoren en heeft ongelooflijke beelden opgeleverd. Maar is het goed genoeg voor uw volgende karterings- of landmeetkundige klus?
De waarheid is dat luchtfoto’s op zichzelf niet het soort perspectiefvrije, meetbare digitale beelden opleveren die nodig zijn voor landmetingen. Daarvoor heb je fotogrammetrie nodig.
Inhoudsopgave
Wat is luchtfotografie?
Luchtfotografie beschrijft elk fotografisch beeld dat is gemaakt met een apparaat in de lucht. Naast Unmanned Aerial Vehicles, of UAV’s, zoals drones, kunnen luchtfoto’s worden gemaakt vanuit een vliegtuig of een helikopter. Luchtfoto’s zijn een van de meer gebruikelijke vormen van teledetectie, of het meten van de kenmerken van een plaats op afstand, volgens de United States Geological Survey.
Fotografische afbeeldingen behoren vaak tot de meest gebruiksvriendelijke manieren om gegevens te delen en hebben praktische toepassingen in meerdere industrieën. Ze zijn echter niet erg nauwkeurig zonder in een fotogrammetrisch model te worden geplaatst en worden niet aanbevolen voor landmeetkundige taken.
Soorten luchtfotografie
Hoewel de definitie van luchtfotografie breed is, passen afbeeldingen meestal in een van beide: verticale of een schuine categorie, volgens EnvironmentalScience.org.
Verticale luchtfoto
Verticale luchtfoto’s worden direct boven het doelobject genomen. Vanwege de rechte opstelling hebben verticale foto’s beperkte perspectiefproblemen waardoor ze moeilijker conclusies kunnen trekken. Verticale foto’s kunnen ook van grotere hoogte worden gemaakt dan hun schuine tegenhangers en maken het gemakkelijk om foto’s van verschillende gebieden te vergelijken die vanaf dezelfde hoogte zijn genomen.
Schuine foto’s worden ondertussen handmatig onder een hoek gemaakt, vaak rond de 45 graden, maar aanpasbaar afhankelijk van de functie. Omdat ze geen recht naar beneden perspectief bieden, worden schuine foto’s meestal alleen gemaakt vanaf lagere hoogten, waardoor ze niet meer in grotere landmeetkundige projecten kunnen worden gebruikt en uiteindelijk alleen geschikt zijn voor uniek gevormde functies die niet nauwkeurig kunnen worden vastgelegd met een verticale afbeelding. Enkele van hun meest voorkomende toepassingen van schuine foto’s zijn archeologie en in sommige milieuwetenschappelijke projecten.
Schuine luchtfoto
Luchtfotografie versus satellietbeelden
Met name luchtfotografie verschilt ook van satellietbeelden, ook al worden de termen soms door elkaar gehaald. Luchtfoto’s kunnen worden gemaakt door vele soorten apparaten, waaronder drones, en op elke hoogte in de lucht. Om een foto als een satellietbeeld te beschouwen, moet deze afkomstig zijn van een apparaat dat in een baan om de aarde draait. Als gevolg hiervan worden satellietbeelden slechts spaarzaam gebruikt in de particuliere sector en zijn ze het meest gebruikelijk voor wetenschappelijk onderzoek en het monitoren van het weer.
Hoewel zowel luchtfotografie als satellietbeelden worden beschouwd als vormen van teledetectie, hebben satellieten verschillende extra toepassingen dankzij hun unieke plaatsing ver boven de planeet, zoals het identificeren van temperatuurveranderingen. Natuurlijk hebben satellietbeelden ook een beperkt praktisch nut voor projecten die gericht zijn op een kleiner gebied of extreem gedetailleerde beeldvorming vereisen.
Satellietbeelden van New York City
Tekortkomingen van luchtfotografie
Luchtfoto’s zijn lange tijd een belangrijk onderdeel geweest van vele vormen van wetenschappelijk onderzoek en hun commerciële toepassingen zijn toegenomen met de voortschrijdende technologie en lagere prijzen voor hoogwaardige camera’s en UAV’s. De beperkingen van het medium hebben het echter onpraktisch gemaakt om het voor landmeetkundige doeleinden te gebruiken.
Hoewel luchtfotografie geweldig is voor het maken van een visuele weergave van een gebied, biedt het medium niet het soort nauwkeurigheid dat nodig is om exacte coördinaten te plotten, zoals vereist is om te onderzoeken. Zelfs met een verticale luchtfoto, coördinaten kunnen worden verplaatst of vervormd, volgens de Encyclopedia Britannica. Verticale luchtfoto’s bieden ook geen nauwkeurige informatie over topografie en diepte, waardoor volledig betrouwbare metingen een uitdaging zijn. Zelfs volledig verticale foto’s hebben deze problemen. Daarom is alleen een luchtfoto alleen voldoende als u geen specifieke metingen hoeft te verzamelen.
Om landmeetkundige kaarten te maken, moet u mogelijkheden toevoegen die worden geboden door fotogrammetrie of een andere vorm van gegevenssensor, zoals LiDAR of multispectral.
Verticale luchtfotografie
Orthomosaic geproduceerd met fotogrammetrie
Wat is luchtfotogrammetrie?
Hoewel luchtfotografie kan worden gebruikt om mooie overheadfoto’s te maken en een algemeen beeld van een gebied te krijgen, mist het de precisie die nodig is voor de meeste landmeetkundige taken en toont het geen topografie. Daarvoor heb je fotogrammetrie nodig.
Fotogrammetrie omvat het nemen van meerdere afbeeldingen van een functie en deze gebruiken om gedigitaliseerde 2D- of 3D-modellen met hoge resolutie te maken waaruit nauwkeurige metingen kunnen worden afgeleid. Afhankelijk van de omvang van het project, kan een model dat met fotogrammetrie is gemaakt, een paar honderd tot enkele duizenden afzonderlijke afbeeldingen vereisen.
De basisprincipes van fotogrammetrie, zoals het gebruik van meerdere perspectieven of ‘zichtlijnen’ om coördinaten te plaatsen, werden volgens GIS Lounge meer dan 150 jaar geleden ontwikkeld. De modelleringsvorm heeft echter nieuwe niveaus van toegankelijkheid en gebruik bereikt met digitale beeldvorming en luchttechnologie zoals drones. Voorafgaand aan de komst van luchtfotografieVolgens de Penn State University gebruikten landmeters apparatuur zoals magnetische kompassen, barometers, tekentafels en tape om de topografie te bepalen.
Tegenwoordig kan fotogrammetrie worden uitgevoerd met een mix van apparaten, waaronder drones, vliegtuigen en helikopters. Dankzij technologische vooruitgang en een lagere prijs zijn drones echter de favoriete uitrusting van veel landmeters geworden.
Soorten luchtfotogrammetrie
Fotogrammetrie kan grofweg worden onderverdeeld in twee categorieën: metrische fotogrammetrie en interpretatieve fotogrammetrie. Metrische fotogrammetrie gebruikt coördinaatpunten op objecten om een object met bijna exacte metingen te visualiseren. Interpretatieve fotogrammetrie neemt ondertussen een foto en voegt topografie toe met behulp van indicatoren zoals de vormen, schaduwen en patronen die in een afbeelding worden weergegeven, in plaats van coördinaten. Hoewel metrische fotogrammetrie nauwkeuriger is, zal interpretatieve fotogrammetrie in veel situaties voldoende zijn. In beide gevallen wordt een computerprogramma gebruikt om afbeeldingen te combineren en een nauwkeurig 3D-model te maken.
Gebruik van luchtfotogrammetrie
Hoewel fotogrammetrie mogelijkheden kan toevoegen, is het alleen voor sommige taken nodig. Sommige gemeenschappelijke toepassingsgebieden, volgens GIS Resources, omvatten:
- Engineering: Drone-fotogrammetrie kan worden gebruikt om 3D-modellen van gebouwen en apparatuur te maken.
- Constructie: Landmeten met fotogrammetrie kan onder meer informatie opleveren over het land waarop wordt gebouwd.
- Landmeten: landmeters in veel verschillende industrieën vertrouwen op fotogrammetrie wanneer hun klanten de topografie van een stuk land moeten begrijpen.
- Onroerend goed: makelaars gebruiken drones om nauwkeurige 3D-modellen van huizen te koop te maken en virtuele rondleidingen aan te bieden. Deze techniek heeft een vlucht genomen als gevolg van de COVID-19-pandemie.
Uiteindelijk is luchtfotogrammetrie voordelig voor landmeters, in vergelijking met terrestrische technieken, ongeacht hun branche. Luchtfotogrammetrie levert meer gegevens in minder tijd en stelt landmeters in staat om gevaarlijke gebieden te vermijden terwijl ze toch de informatie verzamelen die ze nodig hebben. Het resultaat is vaak betere besparingen voor bedrijven. Omdat fotogrammetrie bovendien afhankelijk is van digitale afbeeldingen, kan het worden gebruikt om 3D-modellen te maken die realistisch en gemakkelijk herkenbaar zijn, zodat ze gemakkelijk kunnen worden gebruikt door verschillende belanghebbenden.
Fotogrammetrie versus LiDAR
Het is belangrijk op te merken dat fotogrammetrie verschilt van LiDAR, of lichtdetectiebereik. Terwijl fotogrammetrie afhankelijk is van het identificeren van coördinaten om een nauwkeurig 3D-beeld te maken, bouwt LiDAR topografie door de hoeveelheid tijd te meten die een lichtgolf nodig heeft om van de grond en terug naar een drone te reflecteren. Deze landmeetkundige techniek is ongelooflijk nauwkeurig, maar ook duur. Apparatuur is niet alleen duur, maar ook omvangrijk, wat betekent dat drones groter moeten zijn.
Of fotogrammetrie of LiDAR voor u zinvol is, hangt af van het project. LiDAR is ideaal voor werkplekken met inconsistente verlichting die de kwaliteit van een fotografisch beeld kan beïnvloeden. Landmeters die in een gebied met een hoge vegetatiedekking werken, geven misschien ook de voorkeur aan LiDAR omdat het door bladeren, takken en bomen dringt. Andere toepassingen kunnen projecten omvatten die afhankelijk zijn van ultradunne functies, zoals hoogspanningsleidingen. Uiteindelijk kunnen beide technieken echter worden gebruikt om functionele, gemakkelijk toepasbare 3D-modellen te bouwen.
Afstand van grondmonsters in luchtfotografie en fotogrammetrie
Om een luchtfoto correct te schalen en te gebruiken voor fotogrammetriemodellering, moet u de grondmonsterafstand van de afbeelding berekenen, of kortweg GSD. GSD beschrijft de werkelijke afstand tussen de middelpunten van twee opeenvolgende pixels in een afbeelding. Met andere woorden, als de GSD wordt berekend als één meter, betekent dit dat elke pixel op een kaart representatief is voor die afstand. Zowel luchtfoto’s als fotogrammetrie vereisen een nauwkeurige GSD, aangezien deze fotogrammetriekaarten ook gemaakt zijn van meerdere digitale afbeeldingen.
De GSD die u nodig heeft, hangt af van de omvang van de landmeetkundige taak. projecten met een grotere schaal zullen een hogere GSD vereisen, wat betekent dat de algemene kaart minder gedetailleerd is, terwijl projecten die gericht zijn op een kleiner stuk land een lagere GSD zullen gebruiken. Veel landmeters zullen, volgens Aerial Survey Base, selecteer zowel een doel als een minimale GSD. Dit maakt het gebruik van afbeeldingen met kleine variaties in GSD mogelijk, wat gebeurt vanwege variaties in het terrein. Hoewel een groot bereik tussen het doel en het minimum ervoor kan zorgen dat meer afbeeldingen kunnen worden gebruikt, zoals vooral gebruikelijk is voor luchtfotogrammetrie, vereist het meer rekenvaardigheden vanwege de betrokken gegevens.
Om GSD te berekenen, moet u de volgende gegevens van uw drone kennen:
- sensor hoogte en breedte;
- afbeelding hoogte en breedte;
- brandpuntsafstand;
- vlieghoogte
Elk van deze nummers moet gemakkelijk te vinden zijn, afhankelijk van uw merk drone. Van daaruit kan de GSD worden gevonden met een online rekenmachine of door getallen in een vergelijking in te voeren.
Hoe ondersteunen drones luchtfotogrammetrie?
Het gebruik van drone-fotogrammetrie kan tijd en geld besparen in vergelijking met klassieke landmeetkundige technieken. Dat betekent dat het in kaart brengen van drones een waardevolle investering is voor zowel landmeters als de mensen die ze inhuren. Om een drone fotogrammetrisch te laten zijn, moet hij ook luchtfoto’s kunnen maken, aangezien fotografische beelden de basis van de techniek vormen.
Als u kaarten van de volgende generatie nodig heeft, hoeft u niet verder te zoeken dan de Matrice 300 RTK. Deze drone combineert slimheid met prestaties, waaronder zes directionele detectie en positionering en de mogelijkheid om maximaal drie payloads tegelijkertijd vast te houden.
Naast het vinden van een drone met de juiste mogelijkheden, hebben landmeters die fotogrammetrie willen gebruiken ook intuïtieve drone-mappingsoftware nodig, zoals DJI Terra. Terra is een alles-in-één oplossing voor het in kaart brengen van drones die afbeeldingen aan elkaar hecht en landmeten eenvoudiger maakt. Of u nu een 2D- of 3D-kaart nodig heeft, deze software kan uw gegevens verwerken en nauwkeurige afbeeldingen weergeven.
Hoewel luchtfotografie een revolutie teweeg heeft gebracht in wetenschappelijk onderzoek en in kaart brengen, moet u fotogrammetriemogelijkheden toevoegen om een enquête te krijgen. Fotogrammetrie wordt gebruikt om nauwkeurige 2D- en 3D-modellen met precieze coördinaten te maken. Met verstand van de techniek en drones en software van DJI is geen klus te gek.
bronnen:
https://sciencing.com/difference-satellite-imagery-aerial-photography-8621214.html
https://www.gislounge.com/a-brief-introduction-to-photogrammetry-and-remote-sensing/
https://pubs.usgs.gov/gip/AerialPhotos_SatImages/aerial.html
https://enterprise-insights.dji.com/blog/drone-photogrammetry-for-terrestrial-surveying
https://www.environmentalscience.org/principles-applications-aerial-photography
https://www.aerial-survey-base.com/gsd-calculator/what-is-gsd/
https://www.e-education.psu.edu/natureofgeoinfo/c6_p11.html
https://www.britannica.com/technology/surveying/Aerial-surveying
