Giriş: Hassasiyet Araştırmasında Yeni Paradigm

Araştırma mesleği uzun zamandır toplam istasyon tarafından demirlendi - drone seviyesindeki doğruluk ve mesafe ölçümleri için. on yıllardır, bu araç, her iki teknolojinin güçlü yönleriyle daha fazla uyum sağlamak için altın standart oldu. Ancak, daha zengin olmayan veri toplama, zengin veri setleri ve daha geniş bir alana doğru yapılan daha fazla operasyon sunmak için bu entegrasyon vaatleri.

Araştırma Teknolojilerinin Evrimi

Total Station: Geospatial Ölçümü

Tüm istasyonlar bir elektronik Theodolite (kömürge ve dikey açıları ölçmek için) bir elektronik mesafe metre (EDM) 1970'lerde manuel geçiş ve kaset ölçümlerinden ileri doğru bir adım attılar. Erken toplam istasyonlar bu ilerlemelere rağmen, temel sınırlamalar devam etmelidir: 1990larda tek bir operatör uzaktan cihazı kontrol etmek için bir tek bir operatöre sahip olmalıdır.Bugünün modelleri bazen bu hız ve kaset ölçümlerini (prism) ve Bluetooth bağlantılarını genişletir.Bu ilerlemelere rağmen, temel sınırlama kalır: enstrümanın hedefine bir çizgisi olması gerekir.

Drones: Aerial Eyes and Rapid Data captured

Yüksek çözünürlüklü kameralarla donatılmış jetonlar, LiDAR sensörleri veya çok fazlaspectral görüntüleri, hava haritasını ortaya çıkarmak için bitki örtüsüne dönüştürmüşlerdir.Bu efekt, yüksek çözünürlükte yüzlerce dönüm noktası, dijital yüzey modelleri (DSM) ve 3D noktası, sabit olmayan verilerden oluşan 3D noktası, tam olarak, toplam kontrol noktalarına göre ölçülmüş olan bir istasyonda (SfM) sabit olmayan bir şekilde kontrole sahip değildir.

Total Station ve Drone Entegrasyonu

Bugün, entegrasyon genellikle drone aşamasında görünür. Bir anket veya bir site üzerinde hava görüntü veya LiDAR yakalamak için bir drone uçurur.Bu arada, toplam istasyon ekibi, hava yakalama ağına yerleştirilen hedefler - birçok araştırma firmasının hassasları ile bir araya gelir. GCP koordinatları o zaman bu yöntemi üstografik anketler için kullanıyor, hacimsel hesaplamalar ve gerekli koordinat sistemi ile analiz ediyor.

Örnek: İnşaat Site İzleme

Büyük bir otoyol projesinde, bir drone ilerleme yakalamak için haftalık olarak uçabilir, bir robot toplam istasyon sürekli olarak ağır ekipman ve form çalışması pozisyonları izlerken, her iki veri kümesini ortak bir koordinat sistemi ile uyumlu bir şekilde hizalayarak, proje ekibi, tasarım modellerine karşı yüzde metre seviyesindeki güven ile kıyaslanabilir.Bu yaklaşım Londra'nın Crossrail ve Güney Amerika'daki birkaç büyük baraj inşaat sitesini genişletme gibi projelerde başarıyla uygulanmıştır.

Bütünleme Teknikleri: Gap the Gap

Ground Control Point Networks

En yaygın entegrasyon yöntemi, toplam istasyon tarafından ölçülen yoğun bir GCP ağı kullanır.Bu noktalar genellikle 50 ila 100 metre aralıklarla GCP'ler sıralanır ve son ürünün doğruluğunu azaltmak için ölçülür.

Doğrudan GNSS / IMU ile Georeferencing

Bazı uçaklar GNSS alıcıları ve iş dışı ölçüm birimleri (IMU) üzerinde çalışır ve her görüntü veya LiDAR tarama için yaklaşık pozisyon ve yönelim sağlar. Ancak, tüketici sınıfı GNSS, düşük uydu kapsama veya çok fazla müdahale ile alanlarda hala mücadele edebilir.Bu nedenle, PPK / USBC genellikle toplam istasyonda ölçülen birkaç kontrol noktası gerekir.

Hibrit Sensörler ve Onboard Fusion

Gelişen donanım, tam bir istasyonun işlevselliğini doğrudan bir drone'ya entegre eder. Araştırmacılar, koordinatlar tarafından yapılan bir yapay robotun sabit bir şekilde yeniden başlatılabilmesi için, bazı drone LiDAR sistemleri şimdi, tüm istasyondaki lazer pisti üzerinde uçarken, göreceli ölçümler alır, etkili bir şekilde hareket eden bir temel haline getirebilir.Bu konsept, hala deneysel olarak, koordinatların son derece doğru bir şekilde yeniden başlatmasını sağlayabilir.

Data Fusion için Yazılım Platformu

Entegrasyon sağlam yazılımlar olmadan imkansız olurdu. Pix4Dmatic, Agisoft Metashape ve GerçeklikCapture, kullanıcıların toplam istasyon ölçümlerini kontrol noktaları ve kontrol noktaları olarak ithal etmelerine izin verir. Benzer şekilde, ek bulut işleme araçları gibi karmaşık gerçek çalışma alanları, Leica Cyclone REGISTER 360Dmatic, ve FARUS Sahnesi LiDAR taramalarını, tüm istasyon verileri kullanarak doğrudan doğruya doğru bir şekilde doğru bir şekilde doğru bir şekilde gerçekleştirebilir. Cloud tabanlı platformlar.

Full Integration

  • [FONT:0)Speed:[Dönetici: 0,3) Bir drone bir uçuşta bir tane uçuşta bir zemin mürettebatı günlerini kapsayabilir, toplam istasyonlar yüksek mutlak doğruluk için demirler sağlarken, bir iş akışı, büyük siteler için% 40-60 oranında proje zamanlarını azaltır.
  • [FONT:0)Accuracy:[Dönetici:[Dönetici:0) Drone verileri sadece 1-2 cm göreceli hassasiyete ulaşabilir, ancak toplam istasyon kontrolü 2-5 mm'ye kontrol noktalarında ulaşır - geleneksel anketlerle paron.
  • [FONT:0)Güvenlilik:[Dönkücüler, eğimli uçurumlar veya aktif yol yolları, bir drone kontrollü uzaktan yapılabilirken, toplam istasyon operatörü güvenli bir yerde kalırken.
  • [FONT:0]Completeness:[Dönetici:[Döncükler) Toplam istasyonlar, man delükler veya mülk köşeleri gibi ayrı noktaları ölçmede üstlenirler.
  • [FONT:0]Cost Verimliliği:[[Dönetici: [Döneticileri için ilk yatırım yüksek olsa da, düşük çalışma saatleri ve daha hızlı proje yılda birden çok projeyi ele almak için maliyeti hızla dengeliyor.

Meydanlar ve düşünceler

Düzenlemeler

Drone operasyonları, ülke tarafından değişen havacılık otorite düzenlemelerine tabidir. ABD'de FAA, ticari drone kullanımı için bir bölüm 107 lisansı gerektirir ve görüntü hattının (BVLOS) ötesinde uçuşlar ağır kısıtlanır. Birçok Avrupa ülkesinde, drone uçuşları altyapıya veya kalabalık alanlara bağlı olarak, bu kurallar verileri toplam istasyon anketleriyle entegre etme yeteneğini sınırlandırabilir, özellikle de drone kontrol ağlarını uzun mesafelere bağlamalıdır.

Data Privacy and Security

Drone imagery, özel mülkleri, insanları veya hassas altyapıyı ele geçirebiliyor. Araştırmacılar gizlilik yasalarını gezip genellikle ayrımcı olmayan anlaşmaları imzalamalıdır. Toplam istasyon ölçümleri, tamamen geometrik olarak, bir gizlilik riski daha az ortaya çıkar. Ancak veriler birleştirildiğinde, sonuçlanan model veri anonimliği protokolleri ve güvenli depolama uygulamaları içermelidir.

Yazılım Interoperability

Tüm yazılım ürünleri sorunsuz bir şekilde iletişim kurmamaktadır. Toplam istasyonlardan (örneğin, Leica'nın .GSI veya Trimble'nin .JOB) doğrudan drone işleme yazılımına aktarılamaz.İşle ilgili olarak, bu sorunu çözemezler.

Çevre Faktörleri

Drones yüksek rüzgarlarda, yağmurda veya düşük görünürlükte uçamaz, bu da veri toplamasını geciktirebilir. Toplam istasyonlar atmosferde kırılma ve ısı fındıklarından özellikle uzun çekimlerde. Her iki teknoloji birlikte kullanıldığında, en iyi operasyon pencereleri her zaman uyumsuzdur.

Gerçek Zamanlı Veri İşleme: Edge Computing

En çok beklenen gelişmelerden biri, aracın hava yoluyla şarj edilmesi ve robot toplam istasyona doğrudan doğru aktarılması yeteneğidir. Edge Computing Module, gibi, NVIDIA Jetson platformu gibi, drone'un kenarlarında fotometrik algoritmaları çalıştırabilir, bir sparse noktası bulutunu oluşturmak, ancak bu noktada bulut, uçan bir istasyona doğru doğru yollayabilir.

Özerk Araştırma Görevleri

Gelecek araştırma görevleri tamamen bağımsız olabilir: bir drone bir fikreden fırlatıldı, önceden planlanan bir ağla uçuyor, görüntüleniyor ve sonra bilinen bir kontrol noktası olarak hizmet eden bir temel plakaya sahip olan bir robot toplam istasyon sürekli olarak drone'un konumunu bir retrorefle kapatıyor, drone'da monte ediliyor ve gerçek koordinasyon ayarlamaları sağlıyor.

Geliştirilmiş Data Fusion ile AI

Makine öğrenme algoritmaları otomatik olarak drone görüntülerinde özelliklerini tanımlanabilir - insan deliği, yol işaretleri veya bitki örtüsü gibi - ve toplam istasyon ölçüt noktaları ile ilişkilendirir.Bu, GCPs'i seçme ve etiketleme çabasını azaltır.In addition, AI diskrepancies iki veri setleri arasında ve öneride bulunabilir.

Yapı Bilgi Modeli ile entegrasyon (BIM)

İnşaat projeleri BIM'i kabul ettiğinde, anketçiler, sık sık güncelleme yapan modeller olarak teslim edilmelidir.Birleştirilmiş bir drone-toplam istasyonu sistemi, sitenin haftalık veya hatta günlük güncellemelerini sağlayabilir, canlı bir BIM ortamına beslemektedir. Trimble'nin FieldLink yazılımı zaten tüm istasyonlara BIM modelleriyle arayüzde izin verir; bunu drone verilerinin sürekli bir dijital ikiz oluşturacağını genişletecektir.

Miniaturizasyon ve Maliyet Azaltımı

Her iki toplam istasyon ve drone daha küçük ve daha ucuz hale geliyor. En son robot toplam istasyonlar 5 kg altında ağırlığında ve uzak alanlara sırt çantalı olabilir. RTK kapasitesi ile 10.000 $ altında maliyetle. Bu eğilim, entegre iş akışını daha küçük anket firmaları ve hatta bireysel uygulayıcıların erişilebilir hale getirecek.

Düzenleme ve Endüstri Yolu

Uluslararası Araştırma Federasyonu (FIG) ve Amerikan Fotoğrafı Derneği (ASPRS) gibi uluslararası organlar, FAA'nın önerilen BVLOS operasyonları için kural olarak, aynı zamanda ekipman üreticilerinin çapraz uyumluluk konusunda işbirliği yapacak. Örneğin Leica Geosystems, Leica Infinity yazılım paketine entegre etmek için drone verilerini ortakladı.

Sonuç: Bir Cohesive Future

Toplam istasyonlar ve drone teknolojisi entegrasyonu uzak bir olasılık değildir - zaten oluyor ve etkisi hızlanıyor. Bu yakınlaştırmayı kucaklayan araştırmacılar, daha önce pratik veya tehlikeli olan ortamlarda veri toplama yeteneği kazanırlar. Araştırmanın geleceği, tüm istasyonlar ve yüksek çözünürlüklü sensörlerin güçlendirilmesi konusunda daha fazla şey yapmazlar.

Gerçek zamanlı verilerin füzyonu hakkında daha fazla okuma için, [[Dönetici:0)Remote Sensing dergisinde) çok sayıda hakemli çalışma yayınladı.Fort regulations, theETHFLT:2FAA'nın UAS sayfasında) Yazara göre rehberlik eden bir uygulama.).