Анализ точности плотной цифровой модели поверхности, построенной в автоматическом режиме по материалам аэрофотосъемки с БПЛА, по данным лазерного сканирования и натурных измерений. Работа проведенная совместно со СГУГиТ

1. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Анализ точности плотной цифровой модели
поверхности, построенной в автоматическом режиме по
материалам аэрофотосъемки с БПЛА, по данным
лазерного сканирования и натурных измерений

2. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Цель
2
Исследовать точность построения ортофотоплана и цифровой модели
поверхности по результатам съемки с помощью БПЛА

3. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Задачи
3
 Выполнить оценку точность построения фотограмметрических моделей
по результатам съемки с разным набором исходных данных для
планово-высотной привязки материалов АФС;
 Выполнить оценку точности создания ортофотоплана и цифровой
модели поверхности по данным мобильного лазерного сканирования;
 Выполнить анализ данных точности данных мобильного лазерного
сканирования по расхождению между координатами опорных и
контрольных точек, измеренным по облаку точек при различных
проездах съемочной системы;
 Выполнить анализ точности данных мобильного лазерного
сканирования по координатам контрольных точек, полученных с
помощью GPS-приемников;
 Оценить возможность применения данных лазерного сканирования в
качестве сплошного планово-высотного обоснования и источника
контрольных точек;

4. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Исследуемый участок
4
Протяженность участка съемки – 4800 м;
Ширина участка съемки – 500 м;
Перепад высот – около 20 м;
Даты выполнения съемки – май 2015 г.

5. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Применяемое оборудование (БПЛА)
5
БПЛА Supercam S250
Камера Sony Alpha ILCE-6000

6. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Применяемое оборудование (мобильное лазерное
сканирование)
6
Мобильная лазерная
сканирующая система
Riegl VMX-250

7. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Анализ точности данных мобильного лазерного сканирования после
уравнивания по опорным точкам при различных проездах системы
лазерного сканирования
7
X, м Y, м Z, м
Средняя ошибка 0,002 0,002 0,002
СКО 0,006 0,007 0,003
Максимальная
ошибка
0,037 0,041 0,028

8. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Анализ точности данных мобильного лазерного сканирования после
уравнивания по контрольным точкам при различных проездах системы
лазерного сканирования
8
X, м Y, м Z, м
Средняя ошибка 0,012 0,010 0,003
СКО 0,015 0,013 0,005
Максимальная ошибка 0,033 0,037 0,011

9. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Анализ точности уравнивания данных мобильного лазерного
сканирования по координатам контрольных точек, измеренных GPS-
приемниками
9
X, м Y, м Z, м
Средняя ошибка 0,009 0,030 0,029
СКО 0,021 0,053 0,034
Максимальная ошибка 0,044 0,131 0,051
Использованы координаты 7-ми контрольных точек, располагающихся на
углах дорожной разметки и бордюров
Согласно инструкции «Точки съемочной геодезической сети, используемые для
фотогpамметpического сгущения, должны иметь среднюю погрешность в
плане, не превышающую 0.1 мм в масштабе составляемой карты (плана) и 0,1
принятой высоты сечения рельефа - по высоте (относительно ближайших
пунктов государственной геодезической сети и геодезических сетей
сгущения)». Т.е., полученные материалы мобильного лазерного сканирования
могут быть использованы в качестве сплошного планово-высотного
обоснования и в качестве источника контрольных точек

10. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Исследование точности построения
фотограмметрических моделей по данным БПЛА
10
Съемка с 3-ых высот: 150, 200 и 250 м
По каждому из трех полетов построены по пять фотограмметрических
моделей с разным набором исходных данных для планово-высотной
привязки материалов АФС:
 по координатам центров фотографирования;
 по координатам центров фотографирования и всем измеренным 30-ти
опознакам через 250 м;
 по координатам центров фотографирования и 16-ти опознакам через 500
м;
 по координатам центров фотографирования и 12-ти опознакам через 1000
м;
 по координатам центров фотографирования и 6-ти опознакам через 2300
м (по краям и середине участка).

11. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Фрагмент цифровой модели местности с визуализацией
положения точек фотографирования в момент съёмки
11

12. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Выводы по результатам исследования точности построения
фотограмметрических моделей
12
 для построения планов масштабов 1:500 и мельче и сечения рельефа 0,5 и
1 м оптимальной высотой полета является высота 200 м;
 точность планового положения контрольных точек на фотоплане в
пределах 5-15 см, что соответствует точности плана масштаба 1:500;
 погрешность высотного положения контрольных точек на ЦМР,
полученной по координатам центров фотографирования и по 1-му
опознаку через 2300 м находится в пределах 5-10 см, что соответствует
точности сечения рельефа 0,5 м для равнинной местности (1/4 сечения
рельефа или 12,5 см);
 погрешность высотного положения контрольных точек на ЦМР,
полученной по координатам центров фотографирования и 1-му опознаку
через 4600 м находится в пределах 8-20 см, что соответствует точности
сечения рельефа 1 м для равнинной местности (1/4 сечения рельефа или
25 см).

13. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Ортофотоплан с траекторией МЛС
13

14. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Определение координат контрольных точек для оценки точности
планового положения точек ортофотоплана
14
Данные МЛС
Ортофотоплан

15. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Анализ точности положения точек ортофотоплана
(БПЛА)
15
X, м Y, м
Средняя ошибка 0,047 0,074
СКО 0,068 0,095
Максимальная ошибка 0,214 0,226

16. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Облако точек, полученное с помощью МЛС и с
помощью БПЛА
16
Синий цвет – БПЛА;
Зеленый цвет - МЛС

17. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Облако точек, полученное с помощью МЛС и с
помощью БПЛА
17
Синий цвет – БПЛА;
Зеленый цвет - МЛС

18. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Анализ точности высотного положения точек
цифровой модели поверхности (БПЛА)
18
Z, м
Средняя ошибка 0,048
СКО 0,082
Максимальная ошибка 0,384
Выполнялась по материалам МЛС
Визуальный анализ показал, что участки ЦМР, непосредственно
прилегающие к фильтрованным объектам, а также ограждения несколько
искажают модель, особенно на застроенной части территории. Поэтому
измерялись высотные отметки на поперечных профилях дороги. Профили
строились каждые 100 м и измерялись по 3 точки на каждом профиле.
Принимая во внимание результаты анализа точности можно сделать
следующие выводы: модель, которая получена с применением БПЛА, имеет
точность достаточную для построения горизонталей с высотой сечения 50
см., что достаточно для карт и планов масштаба 1:500.

19. СГУГиТ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЙ
Спасибо за внимание!