Что даёт фотограмметрия — и что с этим делать

Фотограмметрия превращает перекрывающиеся снимки в измеримые 3D-данные. Сама обработка — решённый и хорошо обеспеченный инструментами шаг, но файлы, которые получаются в конце, — это то место, где съёмка либо становится полезной, либо лежит без дела на диске. Это руководство объясняет, что даёт обработка фотограмметрии, чем эти результаты отличаются от лидара, что определяет их точность и что с ними делает остальная работа.

Обработка даёт данные, а не ответы

Обработка фотограмметрии сопоставляет детали на перекрывающихся снимках, определяет, где находилась камера при каждом из них, и по этому восстанавливает положение миллионов точек на земле. Возвращает она набор результатов, каждый из которых хорош для своего.

Понимание того, какой результат отвечает на какой вопрос, потом экономит много времени: большая часть путаницы на объекте возникает от измерений не по тому результату.

Результаты фотограмметрии и для чего нужен каждый
РезультатЧто этоДля чего используется
Облако точекМиллионы 3D-точек, сопоставленных между перекрывающимися снимками, обычно окрашенных по самим снимкамИзмерения, отделение земли от объектов, построение поверхности
DSMРегулярная поверхность по верху всего, что видела камера: земля, штабели, здания, растительностьОбъёмы штабелей и сооружений, видимость и основа ортофотоплана
DTMПоверхность «голой земли» после удаления из DSM объектов и растительностиЗемляные работы, выемка и насыпь, планировка, водоотвод и горизонтали
ОртофотопланСнимки, исправленные за рельеф и наклон камеры, где каждый пиксель стоит на своём истинном месте на картеОцифровка объектов, планы и читаемая подложка для поверхности
Сетка или текстурированная модельТриангулированная оболочка поверх облака точек с текстурой из снимковСкорее демонстрация и осмотр, чем измерения

Фотограмметрия и лидар дают одно и то же разными путями

Оба метода заканчиваются облаком точек и поверхностью, поэтому дальше по цепочке они во многом взаимозаменяемы. Различаются они тем, как к этому приходят, и это различие решает, какой подходит объекту.

Фотограмметрия читает сцену по снимкам, поэтому ей нужны текстура и свет: однородная поверхность — свежий снег, спокойная вода, гладкий песчаный откос — не даёт сопоставлению ни одной зацепки, а землю под пологом она не видит, потому что её не видит камера. Взамен она бесплатно даёт настоящий цвет и ортофотоплан при сравнительно дешёвом оборудовании.

Лидар меряет расстояние до поверхности собственными импульсами, поэтому работает ночью, не зависит от текстуры и — поскольку импульс может дойти до земли через просветы в листве и вернуться отдельно — может восстановить «голую землю» под растительностью. Он дороже и сам по себе цвета не несёт.

Точность в основном решается до полёта

К моменту, когда у вас есть результаты, большая часть точности уже зафиксирована. Размер пикселя на местности задаёт мельчайшую деталь, которую может различить снимок; перекрытие решает, сколько снимков видят каждую точку, и слабое перекрытие проявляется шумом или дырами; опорные точки привязывают весь блок к реальной системе координат, и без них съёмка может быть внутренне согласованной и всё же лежать в метрах от своего места.

Это полезно помнить, когда две съёмки одного объекта не сходятся: проверьте опорные точки и систему координат, прежде чем сомневаться в объёмах.

Работа начинается там, где кончается обработка

Получить результаты — один шаг; всё, за что объекту на самом деле платят, происходит потом. Объёмы относительно проекта или предыдущей съёмки, разрезы и ведомости объёмов, горизонтали, анализ уклонов и водоотвода, изменения между двумя датами, чертежи для CAD — всё это работает с поверхностью и облаком точек, а не с исходными снимками.

Этой работе к тому же безразлично, как получены данные. DSM фотограмметрии и DSM лидара анализируются одинаково, и поэтому способ съёмки и инструмент анализа — два отдельных решения.

Частые вопросы

Что на самом деле даёт обработка фотограмметрии?

Облако сопоставленных 3D-точек, DSM по верху всего, что видела камера, обычно DTM после удаления объектов и растительности, ортофотоплан, где каждый пиксель стоит на истинном месте карты, и часто текстурированную сетку. Каждый результат отвечает на свой вопрос, поэтому первый шаг — выбрать нужный.

Чем фотограмметрия отличается от лидара?

Оба заканчиваются облаком точек и поверхностью. Фотограмметрия восстанавливает их по перекрывающимся снимкам, поэтому ей нужны текстура и свет и она не видит землю под пологом, зато даёт настоящий цвет и ортофотоплан при более дешёвом оборудовании. Лидар меряет собственными импульсами, поэтому работает ночью независимо от текстуры и может восстановить «голую землю» через просветы в листве — дороже и без собственного цвета.

Почему DSM — не то же самое, что DTM?

DSM — поверхность по верху всего, что видела камера: земля плюс здания, растительность и техника. DTM — поверхность «голой земли» после удаления этих объектов. Земляные работы, выемка и насыпь и горизонтали должны следовать земле, поэтому им нужна DTM; объёмы штабелей и сооружений измеряют по DSM.

Что определяет точность фотограмметрической съёмки?

В основном решения до полёта: размер пикселя на местности задаёт мельчайшую деталь, перекрытие решает, сколько снимков видят каждую точку, и слабое перекрытие проявляется шумом или дырами, а опорные точки привязывают блок к реальной системе координат. Без опорных точек съёмка может быть внутренне согласованной и всё же лежать в метрах от своего места.

Работайте с результатами фотограмметрии в STREAM

Нативное Windows-приложение · полностью офлайн · бесплатная бета

ПО для анализа данных с дронов

Читать далее

Что такое облако точек?
Что такое облако точек? Плотный набор 3D-точек от лидара или фотограмметрии. Узнайте форматы LAS и LAZ и как они превращаются в пригодные поверхности.
DEM, DSM и DTM: в чём разница?
DEM, DSM и DTM часто путают. Разберитесь в различиях между цифровой моделью рельефа, поверхности и местности и узнайте, когда какую использовать.
Что такое пространственное разрешение снимка (GSD)?
Пространственное разрешение снимка (GSD) — размер одного пикселя на местности. Как высота полёта его задаёт и какое разрешение действительно нужно вашей задаче.
Как съёмку с дрона используют в горном деле
Как горные объекты используют съёмку с дрона: планирование полёта и GSD, почему точность определяет обоснование и какие результаты выходят.
Лидар или фотограмметрия: что выбрать для геодезии и горных работ
Лидар или фотограмметрия с дрона: как измеряет каждый метод, кто видит землю под растительностью, где каждый ошибается и что выбрать для карьеров и стройки.