Fotogrammetri, bir drone veya zemin tabanlı kameralardan oluşan arazi ölçümlerini üst üsteleyerek, üç boyutlu arazi modellerini çakıştırarak, arazideki üç boyutlu arazi modellerini bir araya getirerek, bir drone'dan veya zemin tabanlı kameralardan -fotogrammetriden gelen bir araç-gerçeği büyük ölçüde, yüksek çözünürlükte bulunan temelleri ve geopatit profesyonelleri sunma ihtiyacını azaltır.Bu makale, uygulamaları, avantajları, kısıtlamaları ve gelecekteki fotogrammetri yollarını araştırır.

Fotogrammetri Nedir?

Fotogrammetri, fotoğraftan güvenilir ölçüm elde etmenin bilimi ve teknolojisidir. Modern dijital formda, kamera pozisyonları ve yönelimleri içeren bir işleme dayanır ve sonra yoğun bir nokta bulut oluşturur.Bu nokta bulutu, üç boyutlu bir görüntü modeli yeniden inşa etmek için işlenir (DSM), bir veya üç boyutlu bir dokuya sahip bir bilgisayar ağı.

Temel ilke:0)stereooskopik triangulation): zemindeki bir nokta farklı pozisyonlardan alınan en az iki görüntüde görünürse, bu noktada alınan 3D koordinatları, yüzlerce veya binlerce çakışan görüntü ile, son tasarım aşamaları için genellikle yeterli olacaktır.

Fotogrammetri Yol Araştırmalarında Nasıl Kullanılır

Yol araştırması – otoyollar, demiryolular, boru hatları veya güç hatları için – uzun, doğrusal koridorlar üzerinde güncel arazi bilgileri uzun, doğrusal koridorlar. Photogrammetri bu verileri hızlı bir şekilde toplamak için çok yönlü bir çerçeve sunar ve maliyetle etkisiz hale gelir.

Aerial Photogrammetri

Tarihsel olarak, rota anketlerinin çalışma alanları, insanlı uçak kullanılarak hava fotogrametri olmuştur. Büyük form dijital kameralar planlı hatlar boyunca örtüşme görüntülerini yakalamak için şeritler yakalamak.Sokaklar üzerinde üstografik haritalar üretmek için işlenir veya yüksek çözünürlüklü veya 1.500 ila 1:5,000 arasında dikey accuracies ile geniş koridorlar için idealdir.

UAV (Drone) Photogrammetri

Son on yılda UAV fotogrammetri, özellikle daha kısa veya daha karmaşık hizalarda devrime yol anketleri yaptı. Küçük bir multirotor veya sabit drone düşük yüksekliklerde uçabilir (50-200 m), 1-5 cm'lik görüntüyü yakalama ve aktif inşaat alanlarını izlemek için özellikle değerli.

Avantajları zorlayıcı: hızlı dağıtım, maliyet azaltın ve dar koridorlarda uçma yeteneği (örneğin, rüzgarlı bir dağ yolunda). Ancak, UAV operasyonları hava durumu, hava alanı düzenlemeleri ve batarya sınırlamaları konu alıyor, onları birden fazla uçuşa kırılmadan çok uzun doğrusal projeler için daha uygun hale getiriyor.

Terrestrial Photogrammetri

Yüzeyli fotoğrafgrammetrisi, araçlara eklenmiş kameralar veya kameralar kullanarak, temel yapıların veya sıkı noktaların ayrıntılı anketleri için kullanılır. Örneğin, bir rota tünelden geçer veya mevcut bir köprünün altında, kara fotometri iç geometriyi ve izinleri yakalayabilir. Ayrıca yoğun ağaç kanopy ile alanlarda hava yöntemlerine ek olarak hizmet eder, zemin yüzeyinin yukarıdan gizlendiği yerde.

Diğer Teknolojilerle Photogrammetriyi Bütünleştirmek

Modern rota araştırmasında, fotogrammetri nadiren izolasyonda kullanılır.Genel olarak LiDAR noktası bulutları ile lazer taramanın hassas yükseklik ölçümleriyle fotoğrafın zenginleştirici bilgilerini birleştirmektedir.Bu iki veri kümesi, son arazi modelinin hem de doğrulayıcı hesaplamalar için gerekli olan katı toleransları üretmek için kayıt altına alınır. Global navigasyon uydu sistemi (GNSS) ve toplam istasyon anketleri hala gerçek bir dünya koordinat sistemine sabit bir şekilde sabitleme modelini sağlar.

Yol Arasında Anahtar Uygulamaları

Pre-Design Topografik Mapping

Her rota araştırması bir temel haritanın oluşturulmasıyla başlar. Photogrammetri, bir öğleden sonra koridor haritaları, dijital yükseklik modelleri (DEM), ve ortofofofotofotofotofotofotofotofotofotofotofoto tasarım ve çevresel etki değerlendirmeleri için temel oluşturan zaman tasarrufu dramatik olabilir: bir drone, bir öğleden sonra koridorun birkaç kilometresini inceleyebilir, ancak hafta sürebilir.

Obstacle ve Hazard Tanımlama

Yüksek çözünürlük 3D modelleri, bir rota boyunca potansiyel tehlikeleri tespit etmek için mühendislere olanak sağlar - kayalar, dik yamaçlar, su vücutları, mevcut hizmetler ve enkroached yapılar. fotogrammetrik modeldeki önerilen hizalamalar, çatışmalar erken tespit edilir, pahalı yeniden tasarım ve inşaat gecikmeleri içerir.

Vejetasyon Clearance Analysis

Güç hattı ve boru hatları için, fotogrammetrik modeller, inşaattan sonra bitki örtüsünün doğru ölçülerini ve yoğunluklarını doğru ölçümler sağlar. Mühendisler ağaç hacmini temizlenebilir, çevresel hassas alanları önlemek ve seçici olarak inceler.

İnşaat Geliştirme İzleme İzleme İzleme

İnşaat sırasında, periyodik fotogrammetrik anketler (hafta veya aylık) aktif çalışma sitesinin dijital ikizleri üretmektedir. Bu modeller, kesme ve doldurma hacimlerini izlemek için tasarım yüzeyine kıyaslanır ve plandan sapmalar tespit eder.

PostConstruction As-Built Verification

Tamamlandığında, son bir fotogrammetrik araştırma, herhangi bir özelliğin aslı geometrisini belgeliyor veya boru hattı.Bu kayıt, sahibine ait olan ve coğrafi bilgileri güncelleyen (GIS) için gereklidir. çünkü tüm model uzaysaldır, herhangi bir özelliğin tam koordinatları için queried edilebilir -man deliği, bekçiler, işaretler veya culverts - geleneksel olarak inşa edilmiş çizimlerin özelliklerini incelemektir.

Geleneksel Araştırma Yöntemleri Üzerindeki Avantajları

Unmatched Verimlilik

Toplam istasyonlarla yapılan geleneksel rota ve GNSS rovers, haftalar boyunca uzun mesafelere geçiş gerektirir. Photogrammetri, özellikle UAVs'tan, lineer koridorları uçuş saat 5-20 km'nin oranlarında kaplayabilir.Veri işleme büyük ölçüde otomatik olarak, bu yüzden haftalar yerine tam bir topografik haritaya teslim edilebilir.

Yüksek Nokta Yoğunluğu ve Çözümü

Tipik bir fotoğrafgrammetrik nokta bulutu hectare için milyonlarca puan içerir, çünkü 100 puan /m2'yi aşan eşitsizlikler, mikro-topografiyi ortaya çıkarır - küçük riller, yol yüzeyi çatlakları ve ince eğim değişiklikleri - geleneksel 10-m veya 5-m konsüsü haritalarında görünmez.

Geliştirilmiş Güvenlik

Sık sık sık, personelin trafik, kararsız eğimler veya uzak çölde çalışmasını gerektirir. Photogrammetri, ankete güvenli bir mesafede veya hatta ofiste veri toplarken, alan zamanındaki azalma, yılanbit veya ventrik çarpışma gibi tehlikelere doğrudan maruz kalma gibi zarar verir.

Uzun Koridorlar için Maliyeti

Kameralarda ilk yatırım olsa da, drone ve yazılım önemli olabilir, çünkü büyük altyapı projeleri yüzlerce kilometreye kadar sürüyor. koridor uzunluğu yaklaşık 10 km aşıyorken, kırılan nokta, işgücü maliyetleri ve verimlilik kazanımlarının bile daha düşük.

Zengin Görsel Dokümantasyon

Anket puanlarının bir listesinin aksine, bir fotogrammetrik model koridorun tam görsel bağlamını içerir. Stakeholders - planlayıcılardan halka - herhangi bir açıdan araziyi görüntülemek, özelliklere yakın ve bilgilendirilmiş kararlar verir.

Meydanlar ve Sınırlar

Görüntü Kalite ve Aydınlatma Koşulları

Fotogrammetri keskin, iyi tanımlanmış görüntülere uygun bir çakışma ile bağlıdır (tipik olarak% 60-80 ile bulut ve% 30-40 eşitleme) Aşırı gökler, ağır gölgeler veya düşük çatı yüzeyi (örneğin, kar veya kum gibi) ve kutuplama noktaları bulmak için yazılım yeteneği.

Vejetasyon ve Terrain Kompleksi

Dense ormanları, uzun çim veya karmaşık kentsel ortamlar, çıplak zemini gizleyebilir. Photogrammetri, ilk görünür yüzey için - en iyi şekilde - gerçek bir dijital arazi modeli (DTM) filtreleme algoritmaları veya LiDAR verileri ile füzyon gerektirir.

İlk Sermaye ve Eğitim Maliyetleri

Profesyonel sınıf kameraları, yüksek uç UAVs, fotogrammetri işleme yazılımı ve zemin kontrol ekipmanları önemli bir yatırım temsil eder. Ayrıca, personel uçuş planlaması, görüntü satın alma ve veri işleme konusunda eğitilmelidir. Küçük mühendislik şirketleri veya belediye ajansları, kira ve hizmet-bureau seçenekleri daha yaygın hale gelebilir.

Düzenleme ve Hava Alanı Kısıtlama

UAV operasyonları havacılık otorite düzenlemelerine tabidir (örneğin, ABD'de FAA Bölüm 107, Avrupa'da EASA). Havaalanları, askeri bölgelerde veya gece boyunca özel feragatler gerektirir. Lineer koridorlar için, izin almak zaman alıcı olabilir.

Data Volume and Processing Time

20 km koridoru boyunca tek bir UAV uçuşu, istenen kalite ayarlarına bağlı olarak, her 20-50 megapikreasyonları yüksek performanslı hesaplamayı (GPU-accelerated workstations veya bulut tabanlı hizmetler) İşleme süresi birkaç saat sürebilir.

Yol Haritası için Photogrammetrideki Future Trends in Photogrammetry for Route Surveying

Gerçek Zaman İşlemeTime İşleme

Edge Computing veboard işleme, düşük çözünürlüklü modellerin hala hava yoluyla oluşturulabileceği noktaya doğru ilerliyor. Bu yetenek, ankettörlerin kapsamı ve veri kalitesini hemen doğrulayabilmelerine izin verecek ve yakın gelecekte, gerçek zamanlı diferansiyel düzeltmelerin yersiz zemin kontrol noktaları olmadan georeferencing olanak sağlayacaktır.

AIPowered Feature Ekstraksiyon

Makine öğrenme algoritmaları, yol kenarlarını otomatik olarak tespit etmek için eğitilmiştir, bekçiler, culverts ve fotogram işaretlerinden gelen işaretler.Bu, vektörel müdahale gerektiren çalışmaların çoğunu otomatikleştirecektir, insan hatasını azaltır. Conlutional sinir ağları (CNNs) ayrıca arazi kapağını (örneğin, asfalt, beton, mezar, çimen, çim) de sınıflandırabilir.

Yapı Bilgi Modeli ile entegrasyon (BIM)

BIM'yi kabul eden altyapı projeleri olarak, fotogrammetrik modeller, dijital ikizler içinde yerleşik gerçeklik katmanı olarak hizmet edecektir.Tumgrammetrik arazide tasarım modellerini onarabilir, çatışma algılamasını çalıştırın ve şantiyeleri simülasyonu ile BIM platformları (örneğin, Autodesk Revit, Bentley Open Roads) zaten standart hale gelecektir.

Multispectral ve Hyperspectral Photogrammetri

Görünüşe göre dalga boyun eğlendirici (near-infrared, termal, kısa dalga) kayıt olan kameralar, fotogrammetrik anketlere entegre edilir.Yol araştırması için, bu sensörler yeraltı hizmetlerini tespit edebilir ( ısı imzaları), yarılma durumunu değerlendirme, su görüntüleme sayfalarını embanklar aracılığıyla izleyin ve hatta geometrik doğruluk ve ⁇ bilgilerin kombinasyonu, varlık yönetimi için güçlü bir yeni araçtır.

Linear Corridors için Otomatik Uçuş Planlaması

Özel uçuş planlayıcı yazılımı şimdi operatörlerin doğrusal bir koridor ( değişken genişlik, dönüş ve yüksek çözünürlükte) tanımlamasını sağlar ve otomatik olarak, düzgün bir kapsama ve çakışmayı sağlayan optimize edilmiş bir uçuş yolunu üretir.Bu, uzun rotalar için gerekli olan şüpheli manuel planlamayı ortadan kaldırır ve uçuştan uçuşa kadar tutarlı veri kalitesini sağlar. Bazı platformlar arazi yüksekliklerine dayanan bir sabit GSD'yi korumak için bile.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Fotogrammetri, bu araçları kucaklayan mühendisler ve anketörler için temel bir bileşenden evrimleşmiştir.Instructions has been a niş uzaktan-sensing tekniği into a current flow for Route research. its ability to production sentimeter-accurate land models, orthophotos, and 3D point cloud from digital images, and 3D point cloud from this tools, photogrammetry provides a road to speed, safe, and more cost-testral systems.

Daha fazla fotoğraf çekiminde standartlar ve en iyi uygulamalar hakkında okumak için, Amerikan Fotoğrafı[Dönetici ve Uzaktan Sensing ([DDDÜT:0) ve ABDGS 3D Elevation Programı ([DDEP[D)[DEP[DD)[Dönetici: Ayrıntılı teknik bir bakış açısı açık erişim kağıdına sahip olmayan kağıtlar için mevcuttur.[DFLT: 5)[Dışarı: 9)