Fotogrammetri, arazi yüzeylerinin doğru 3D modellerini oluşturmak için fotoğraf kullanan bir kesme teknolojisidir.Bu makale ayrıntılı arazi toplayıcılarını oluşturmak için fotogrammetrinin rolünü araştırıyor, fotogrammetriyi kapsayan nokta bulutları, dijital yükseklik modelleri (DEM), ve ortofofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofo mozaikleri sente doğru bir şekilde getiriyor.

Fotogrammetri Nedir?

Photogrammetri iki boyutlu fotoğraflardan sayısal geometrik bilgiler alır. Aynı sahnenin birden çok görüntüsü farklı pozisyonlardan alınırsa, üç boyutlu koordinatlar hesaplamak için yazılım üçlü noktaları ortak noktaları.The process is on the prensibi ofureo visionstereo vision)

Modern fotogrammetri genellikle hareketten (SfM) boru hattını takip eder. Yazılım otomatik olarak anahtar noktaları tanımlar (örneğin, köşeler, rock kenarlar) veya dijital bir arazi modeli (DTM) filtre ve yapılardan sonra onları maçları yapar.Yer kontrol noktaları (GCP) GPS veya toplam istasyonlarla ölçülen bir sparse noktası bulutu oluşturur ve bu titiz bir şekilde standartta standartlaşma modeli haline getirir.

Topography için Photogrammetri Nasıl Çalışır

Image Acquisition

Son topografinin kalitesi, giriş fotoğraflarına çok bağlıdır. Arazi uygulamaları için görüntülerden yakalanır:

  • [FONT:0]Unmanned Aerial Tools (UAVs): [DÜT:1), yüksek çözünürlüklü RGB veya multispectral kameralar ile donatılmış, düşük yüksekliklerde (50-400 m) zemin örneklem mesafelerle veyatofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotofotolar üretmek için idealdir.
  • [FONT:0)Manned Uçak: Geleneksel hava anketleri (örneğin uçaklar veya helikopterlerden) daha büyük bölgeleri (kırk kilometre kareleri) GSD 5-50 cm gibi Federal ajanslar ulusal yükseklik veri kümeleri için hava ile ilgili fotoğraf haritalarına güveniyor.
  • [FONT:0]Satellites: [Döneticiler: [Dönderler: [Dönler:0) Çok yüksek çözünürlüklü (VHR) uydular (örneğin, WorldView, Pleiades) 1.200 $ 'a kadar üstograflar için stereo görüntü sağlar. Bunlar uzak veya ulaşılamaz alanlarda faydalı.
  • [FONT:0)Ground-based kameralar:[Dönetici:[Dönetici:0) Terrestrial fotogrammetri yakın menzilli görüntüler (örneğin, bir tripod veya araç) gibi küçük özellikler için, nehirbankları veya arkeolojik siperler.

İş Akışı

  1. [FONT:0]Image import ve kalite kontrolü: Yazılım, kamera kalibrasyonu, GPS etiketleri ve çakışma oranları için metadata (EXIF) inceler. Tipik çakışma% 60-80 ileri ve% 30-60% yandır.
  2. [FONT:0)İşleme ve sparse rekonuksiyonu: Algoritmalar görüntüdeki binlerce kravat noktası tespit eder.
  3. [FONT=0]Dense eşleştirme: [DFLT:1] Her piksel için, komşu görüntülerdeki ilgili pikselleri bulmak için epipolar hatları boyunca yazılım aramaları.Bu, milyonlarca ila milyarlarca puanla yoğun bir noktaya bulut sağlar.
  4. [FONT:0)Georecing:[[Dönetici:[Dönetici: 0,4, GCP veya RTK GPS verileri gerçek dünya koordinat sistemine dönüştürür (örneğin, UTM, Lat/Long). Bu adım GIS katmanları ile entegrasyon için kritik.
  5. [FONT:0)Point bulut sınıflandırması ve filtreleme:[DDD: 1) Ground puanları bitki örtüsünden, binalardan ve diğer nesnelerden ayrılır. Triangated Irregular Network (TIN) of bare-earth points a DTM; tüm yüzeylerde puanlar DSM oluşturur.
  6. [FONT:0)Orthophoto nesli: [Dönetici:[Dönetici:0) Orijinal görüntüler veya eklenmedir - arazi yerinden edilmeleri için kayıt altına alındı - ve sorunsuz bir mozaike dikildi.

Tüm süreç modern fotogrammetri yazılımında otomatik olabilir (örneğin, Pix4D, Agisoft Metashape, RealityCapture, ERDAS Think) ancak alt-decimeter doğruluk elde etmek için hala dikkatli bir planlama ve kalite kontrolü gerektirir.

Topography için Anahtar Fotogrammetri

Aerial Photogrammetri

Bu, en yaygın topografik haritalama için en yaygın türüdür. Uçaklarda veya drone'lar dikey veya oblique fotoğraf çekmektedir. Aerial photogrammetri hem DSMs hem de ortophotos.S. Cameras ) gibi daha ucuz, daha hızlı bir hükümet sunar.

Close-Range Photogrammetri

Küçük nesneler için kullanılır (birkaç metreden fazla santimetreye kadar) ve kaya yüzleri, binalar veya kazı pitleri gibi dikey özellikler için. Arazi topografide, yakın menzilli fotometri genellikle eğim stabilite analizi için kullanılır, yarı ölçüm veya arkeolojik siper kayıtları.Çünkü kamera-to-object mesafe kısadır, nokta yoğunluğu kare metre başına 10.000 puan aşabilir.

Uydu Photogrammetri

Yüksek çözünürlüklü uydu görüntü (örneğin, 0.3-1 m GSD) geniş ve erişilebilir alanlardan en iyi haritalama sağlar. Uydu fotogrammetrisi, sınırların çevre izlemesi için özellikle değerlidir, glacier hacim değişiklikleri veya post-disaster hasarı değerlendirme.

Land Topography'de Uygulamalar

Kentsel Planlama ve Altyapı

Fotogrammetri, güneş radyasyon analizi için kullanılan yüksek çözünürlüklü 3D şehir modelleri yaratır, gürültü yayılımı çalışmaları ve çizgi-görsel planlama. Planlama departmanları her iki yılda bir veyatofotofotofotofotofo ve DSMs'e güveniyor. Örneğin, Los Angeles şehri 3D üssü haritasını güncellemek için hava fotogrametri kullanır.

Çevresel İzleme ve Koruma

Tekrarlanan fotogram anketleri kıyı şeridi boyunca erozyon oranları ve nehiryolu göçü ve yıkım açısından ölçüldü. Araştırmacılar 2010 ve 2020'den itibaren DSM'leri karşılaştırarak UAV fotometri kullanıyor.

Tarımsal Tarımın İncelenmesi

Çiftçiler NDVI haritalarını oluşturmak için tarlalar üzerinde uçuyor (çokspectral veyathophotos) ve yükseklik modellerini bir araya getiriyorlar. bu veri katmanları kılavuz değişken sınıf sulama, azot uygulama ve drenaj planlama. Photogrammetric DSMs mikrotopografi (örneğin, düşük noktalar) bu etkiler ekin verimini etkiler.

Afet Yönetimi

Depremlerden sonra, seller veya topraklar, fotogrammetri hızla etkilenen bölgelerde. Drone takımları enkaz yığınlarını, çökmüş binalar ve değişen nehir kurslarına yardımcı oldu.

Madencilik ve Quarrying

Fotogrammetri stok hesaplaması standarttır, patlama izleme ve pit face stability. Operators, hacimleri hesaplamak için haftalık olarak uçan, takip veya ekstraksiyon yapmak ve plan geometrisi tezgahları yapmak için.Çünkü bu kadar maliyet-malzeme, birçok mayın tamamen fotogrammetrik iş akışları için toplam istasyon anketlerinden geçti.

Orman ve Doğal Kaynaklar

Parmak suyu kanopy penetrasyonu için üstün kalırken, fotogrammetri yüksek çözünürlüklü DSMs of Forest canopy ve doğru ağaç yükseklikleri kanallarını aşağıda uçan zaman ağaç yükseklikleri sağlar. Photogrammetric orthophotos ayrıca ağaç sınıflandırması için hizmet eder (örneğin renk ve doku).

Arkeoloji

Fotogrammetri kayıtları kazı siperleri, burial mounds ve 3D'deki taş yapılar temassız olarak kullanır. Arkaeologlar gizli manzara özelliklerini ortaya koyan dijital yükseklik modelleri oluşturmak için zemin tabanlı ve UAV fotogrammetri kullanır (örneğin, eski alan sistemleri, yol ağları).

Geleneksel Araştırma Yöntemlerine İlişkin Avantajları

  • [FONT:0]Cost-Effectiveness: Bir drone ile tek bir operatör uçuş gününde 50-100 hektarı kapabilir. Geleneksel zemin tabanlı toplam istasyon araştırması, haftada üç kişilik bir ekip gerektirebilir, artı araç maliyetleri büyük ölçüde azaltır.
  • [FONT:0)Speed:[DÜT:1) Görüntü satın alınması hızlı - 200-hectare sitesi bir saat içinde akış olabilir. son DTM ve orthophoto genellikle günde birkaç saat alır, ancak geleneksel yöntemler birden fazla alan ziyaretine ve post-işlemine ihtiyaç duyar.
  • [FONT:0) Kapsamlı Kapakajı: [Dönetici: [Dönetici: 0,0] Fotoğrafgrammetrisi her görünür yüzeyi aynı anda yakalamaktadır.Her eğim veya engeli tersine çevirmeye gerek yoktur; kamera tüm sahneyi kaydeder.Bu özellikle de dik, tehlikeli veya ulaşılamaz arazi için değerlidir (kırık, aktif volkanlar, yüzler).
  • [FONT:0) Yüksek Nokta Yoğunluğu ve Çözümü: [Dönetici: [Dönetici: 0,2] Modern kameralar, tipik drone yüksekliklerinde karek sayacı 500 puanın üzerinde durgun bulutlar üretir. Bu, tipik hava yoluyla kapak (5-20 pts/m2) ile yoğun bir şekilde yoğun bir boyutlandırmak için bir siparişdir.
  • [FONT=0]Visual Context:[Dönetici:[Dönetici:0)) Diğer bir anket yöntemi, temel bir harita olarak hizmet eden gerçek renklidir.
  • [FONT:0)Güvenlilik: [Dönetici: [Dönetici] Fotogrammetri tehlikeli alanlardan (örneğin, ağır makinelere, kararsız yamaçlara veya trafikte) anket yapanları tutar.
  • [FONT:0)Repeatability:[Dönetici:[Dönetici:0)Repeatability:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Dönetici:[Dönetici:0))) Araştırmalar düşük marjinal maliyette ihtiyaç duyulan kadar sık tekrarlanabilir. Bu zaman dizi analizi sağlar (örneğin, bir plajda hacim değişiklikleri ölçmek.

Sınırlamalar ve Zorluklar

Güçlü yönlerine rağmen, fotogrammetri önemli kısıtlamalara sahiptir.(0)Vejetasyon kapağı) Ormanlarda, çimlands veya uzun ürünlerde, fotogrammetri, kanopy yüzeyi yakalar, birden çok geri dönüşle Lidar küçük boşlukları nüfuz edebilir; fotogrammetri gerekli değildir.

[FONT:0]Yaptık ve aydınlatma koşulları [Dönetici: 0,0) Görüntü kalitesini etkiler. Overcast, üniforma ışığı ideal; sert gölgeler veya kar kapakları, drone uçuş stabilitesini sınırlandırabilir, çakışma tutarlılığı azaltır.

[FONT:0) Zaman ve hesaplama gücü daha büyük veri setleriyle artış. 5000 20megali görüntülerle bir proje 64 GB RAM ve birkaç saat GPU hesaplaması gerektirebilir. Küçük firmalar donanım eksikliğinden yoksun olabilir.

[FONT:0)Accuracy gereksinimleri[Dönetici:0)[Dönetici) yer kontrolü için ihtiyaç duyulan ihtiyaçtır. GCPs veya yüksek kaliteli RTK drone, fotogrammetrik modeller ölçek ve yönelim (bubble) için (örneğin, "bubble" etkisi).

[FONT:0)Seçsiz yüzeyler[Döneticiler[Döneticiler, kar alanları, sakin su, üniformalı asfalt) eşleme noktalarına yol açıyorlar. Bu, kodlanmış hedefler, yapılandırılmış ışık veya yapay işaretleyiciler gibi deliklere yol açıyor, ancak alan karmaşıklığı ekliyorlar.

AI-Enhanced Processing

Makine öğrenme algoritmaları şimdi otomatik olarak bulut sınıflandırması: zemini, bitkileri ve suyu otomatik olarak ayır. Deep learning network ayrıca düşük seviyeli bölgelerde yoğun eşleştirmeyi ve bulanık görüntülerden kamera kalibrasyonunu geliştiriyor.Bu gelişmeler manuel düzenleme süresini azaltır ve yakın zamanlı işleme sağlar.

Gerçek Zaman ve Edge Computing

Gemi bilgisayarları ile donatılmış jetonlar uçuşta görüntüyü yapabilirler, birkaç dakika içinde kaba bir DTM üretebilir. Bu, saha ekiplerinin kapsamı ve sorunları (örneğin, eksik alanları, fakir çakışma) siteyi terk etmeden önce, siteyi terk etme yeteneğine sahiptir.

BIM ve Digital Twins ile entegrasyon

Fotogrammetri, doğrudan Yapı Bilgi Modeli (BIM) yazılımını inşaat sitesi izleme ve altyapı varlık yönetimi için Dijital Twin platformlara beslemektedir. Örneğin, önerilen bir otoyol koridorunun fotoğrafgrammetrik DTM ayrıntılı tasarım için temel katmanı haline gelir.

UAV Autonomy ve Beyond-Visual-Line-of-Sight (BVLOS)

BVLOS uçuşları için yapılan düzenlemeler artıyor. Bu, tek otomatik bir görevde yüzlerce kilometre kareyi kapsamak için fotogrammetriye izin verecek, büyük hacimli topografik haritalama. Drones, önceden planlanan ızgaraları tutarlı yüksekliklerde uçabilir, üniforma GSD ve çakışma sağlar.

Multispectral ve Hyperspectral Photogrammetri

Fotogrammetriyi ⁇ verileri ile (örneğin, kırmızı-üst, yakın-infrared, termal) hem 3D geometri hem de malzeme özellikleri verir.Yer topografisi için, bu aynı anda bir DTM ve bir ek sağlık haritası veya DTM ve bir toprak nez indeksi oluşturmak anlamına gelir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Fotogrammetri, ayrıntılı, doğru toprak topograflarını oluşturmak için yaygın olarak erişilebilir bir araç haline geldi. yüksek seviyeli noktaları, ortofotofotofotofotofotos ve dijital yükseklik modellerini geleneksel anketlerin maliyetinin bir kısmı hızla kapanıyor, kentsel planlama, çevresel koruma, felaket cevabı, tarım ve diğer birçok alanı analiz etmek için vazgeçilmez hale getirecek, bitki örtüsü ve işleme talepleri gibi daha fazla ilerlemeler devam ediyor.