Выявление изменений между двумя съёмками
Отснимите один и тот же объект дважды, вычтите одну поверхность из другой — и получите карту того, что сдвинулось. Это одно из самых полезных применений повторных съёмок и одно из самых легко переоцениваемых. Здесь — как считается и, что важнее, какой части результата вы вправе верить.
Сам расчёт прост
Две поверхности одной территории опрашиваются на общей сетке, и более поздняя отметка вычитается из более ранней. Положительные значения — материал добавлен, отрицательные — вынут.
Результат — знаковый растр разностей: карта, где значение каждой ячейки есть изменение отметки в метрах. Из него выводят объёмы прибыли и убыли и очерчивают изменившиеся участки.
Вся арифметика на этом кончается. Всё сложное в выявлении изменений — в подготовке и в трактовке.
Выемка / насыпь — три режима базы
Один рельеф, три базы → три разных объёма. Самый частый источник путаницы.
- Существующий рельеф — снятая поверхность
- Плоская отметка — фиксированная проектная отметка
- Опорная поверхность — другой сценарий или проект
- Выемка — выше базы → снимается
- Насыпь — ниже базы → добавляется
Сначала — согласование
Две съёмки должны лежать в одной системе координат, и в плане, и по высоте, иначе вы измеряете собственную ошибку привязки.
Классический провал — несовпадение вертикальной основы: одна съёмка обработана в эллипсоидальных высотах, другая привязана нивелированием к реперам. Каждая по отдельности выглядит нормально; их разность заражена крупным равномерным смещением.
Диагностика проста: посмотрите на грунт, который точно не менялся — подъездную дорогу, берму, бетонную площадку. Если эти устойчивые участки дают постоянную ненулевую разность, у вас проблема согласования, а не изменение. Исправьте её прежде, чем читать что-либо ещё.
Не всякая разность реальна
У каждой съёмки своя неопределённость: качество опорной сети, GSD, шероховатость поверхности, растительность, шум обработки. При вычитании двух неопределённых поверхностей неопределённости складываются — разность менее надёжна, чем любой из исходников.
Значит, существует порог, ниже которого разность неотличима от шума. Его называют пределом обнаружения (LoD), и это самое важное число в отчёте об изменениях.
Ниже порога ячейка с −4 см и ячейка с +4 см говорят одно и то же: здесь не произошло ничего измеримого. Раскрасив их красным и синим, вы делаете из них эрозию и намыв — именно так карты разностей вводят в заблуждение.
Как пользоваться пределом обнаружения
Практический подход — замаскировать всё ниже порога и отчитываться только по тому, что осталось. STREAM извлекает участки изменений из знаковой разности именно по этому правилу: в полигоны превращаются только разности, чья величина превышает предел обнаружения.
Это даёт два эффекта. Мелкий шум не читается как реальное смещение, и шум не раздувает объёмы: большая площадь с разбросом ±3 см способна сложиться во внушительное, но полностью вымышленное количество.
Выбирайте порог по качеству худшей съёмки, а не лучшей. И пишите его на карте — карта разностей без порога обнаружения не является завершённым результатом.
Площадь изменений и объём изменений
Они отвечают на разные вопросы. Площадь говорит, где велись работы — полезно для контроля хода и для обнаружения активности за разрешённой границей. Объём говорит, сколько материала переместилось: именно эта цифра оплачивается.
Показывайте их вместе. Большая площадь при малом объёме — тонкая перепланировка поверхности; малая площадь при большом объёме — глубокая выемка или высокий штабель. Пара описывает объект гораздо лучше, чем каждая по отдельности.
Где это себя оправдывает
Ход горных работ: месячные объёмы добычи, рост отвалов и соответствие карьера проекту.
Контроль штабелей: сколько поступило и ушло между двумя датами, без обмера каждого штабеля заново.
Приёмка земляных работ: независимая проверка заявленных объёмов по фактической съёмке.
Эрозия, оползни и полигоны отходов: медленное движение, незаметное между двумя выездами, но очевидное между двумя поверхностями.
Сравните две съёмки в STREAM
Нативное Windows-приложение · полностью офлайн · бесплатная бета