Na czym polegają pomiary dronem?

Geodezja to precyzyjna nauka określania pozycji i odległości między punktami w przestrzeni 2D i 3D. Istnieje duża różnica między zdjęciami lotniczymi a pomiarami geodezyjnymi. Pomiary geodezyjne dostarczają krytycznych informacji, które umożliwiają podejmowanie świadomych decyzji, począwszy od planowania placu budowy po projektowanie i utrzymanie infrastruktury, wyznaczanie granic nieruchomości katastralnych i nie tylko.

Najnowsze technologie znacznie zwiększyły możliwości dronów do celów geodezyjnych, czyniąc je opłacalną i wydajną alternatywą dla tradycyjnych metod geodezyjnych. Wyposażone w kamery o wysokiej rozdzielczości i GPS, drony mogą wykonywać precyzyjne pomiary i szczegółowe zdjęcia lotnicze. Pozwala to na generowanie dokładnych map topograficznych, modeli 3D i pomiarów wolumetrycznych.

Rezultaty pomiarów dronami mogą się różnić w zależności od wymagań projektu, ale zazwyczaj obejmują mapy ortomozaiki, cyfrowe modele wysokościowe (DEM), chmury punktów i rekonstrukcje 3D. Wyniki te są podstawowymi technologiami w różnych sektorach, ułatwiając zadania takie jak precyzyjne pomiary gruntów, monitorowanie budowy, ochrona środowiska i zarządzanie klęskami żywiołowymi.

Dlaczego wykorzystanie dronów do pomiarów jest lepsze od tradycyjnych metod?

Bezzałogowe statki powietrzne doskonale sprawdzają się w szybkim pozyskiwaniu danych z punktów widokowych niedostępnych dla ludzi. Drony znacznie ułatwiają badanie trudnego terenu, który w przeciwnym razie byłby niebezpieczny lub trudno dostępny dla ludzi. Ponadto, podczas gdy tradycyjne metody pomiarowe wymagają skrupulatnych pomiarów, przygotowań i planowania, drony mogą przechwytywać porównywalne dane w znacznie krótszych ramach czasowych.

Na przykład STRABAG, wiodąca austriacka firma budowlana, szacuje, że drony umożliwiają jej przeprowadzanie badań z czasem konfiguracji GCP skróconym o 75%.

Modele dronów pomiarowych

Matrice 350 RTK to najnowocześniejszy dron zaprojektowany z myślą o precyzji i wydajności operacji lotniczych. Charakteryzuje się zaawansowanymi możliwościami, takimi jak maksymalny czas lotu wynoszący 55 minut, stopień ochrony IP55 do pracy w trudnych warunkach pogodowych oraz transmisja DJI O3 Enterprise zapewniająca stabilne, wysokiej jakości transmisje wideo na duże odległości. Funkcje te, w połączeniu z możliwością obsługi wielu ładunków, umożliwiają Matrice 350 RTK szybkie zbieranie szczegółowych danych o wysokiej rozdzielczości.

W porównaniu do tradycyjnych metod pomiarowych, Matrice 350 RTK zwiększa wydajność i dokładność gromadzenia danych na dużych obszarach. Integrując zaawansowane funkcje, zmniejsza zależność od naziemnych zespołów pomiarowych i minimalizuje ryzyko błędu ludzkiego – oferując praktyczną alternatywę dla tradycyjnych metod pomiarowych, która jest zarówno efektywna czasowo, jak i zdolna do dostarczania precyzyjnych danych w różnych warunkach środowiskowych.

Co więcej, jego wysoce precyzyjny system nawigacji RTK (Real-Time Kinematic) dodatkowo zwiększa dokładność danych geodezyjnych i mapowych, czyniąc go znacznie lepszym od tradycyjnych metod geodezyjnych pod względem wydajności i jakości danych.

Modele DJI Mavic 3 serii Enterprise – w przeciwieństwie do tradycyjnych metod – oferują zaawansowane możliwości geodezyjne z funkcjami dostosowanymi do różnych zastosowań komercyjnych. Seria ta obejmuje modele takie jak Mavic 3E i Mavic 3T, oba zaprojektowane z myślą o wysokiej wydajności i precyzji w pomiarach lotniczych i zadaniach inspekcyjnych. Mavic 3E, wyposażony w szerokokątną kamerę CMOS 4/3 i mechaniczną migawkę, jest bardzo wydajny w misjach mapowania, minimalizując rozmycie ruchu i obsługując szybkie zdjęcia interwałowe. Moduł RTK zapewnia centymetrową dokładność pozycjonowania, zwiększając jakość gromadzonych danych.

Z drugiej strony Mavic 3T dodaje do swojego arsenału kamerę termowizyjną 640 × 512 px, dzięki czemu idealnie nadaje się do specjalistycznych zastosowań, takich jak między innymi gaszenie pożarów, SAR i operacje nocne. Zdolność tego modelu do pomiaru temperatury punktowej i obszarowej, wraz z możliwościami zoomu w wysokiej rozdzielczości, pozwala na szczegółowe inspekcje z bezpiecznej odległości. Oba drony posiadają 56-krotny zoom hybrydowy, wielokierunkowe wykrywanie przeszkód i do 45 minut lotu – ostatecznie zapewniając szeroki zasięg i bezpieczną pracę w złożonych środowiskach.

Jakie rezultaty można osiągnąć dzięki pomiarom dronem?

Mapa ortomozaikowa 2D: Oprogramowanie geodezyjne może łączyć setki lub tysiące zdjęć cyfrowych wykonanych przez drona i tworzyć wysokiej jakości mapy ortomozaikowe 2D. Co ważne, mapy te oferują dokładną wizualizację badanego obszaru, ze wszystkimi obiektami poprawnie skalowanymi i umieszczonymi tak, jak są w rzeczywistości – zapewniając cenne dane do celów planowania i analizy.

Mapa ortomozaikowa 3D: Cyfrowe zdjęcia badanego obszaru można skompilować w ortomozaikową mapę 3D i zapewnić przydatne dane topograficzne. Obrazy te są tworzone przy użyciu fotogrametrii do przetwarzania nakładających się zdjęć lotniczych, w wyniku czego powstają szczegółowe modele wysokościowe, które mogą być wykorzystywane do różnych celów, w tym pomiarów objętości, analizy terenu i wizualizacji krajobrazów na mapach 3D.

Modele 3D: Generowanie modeli 3D obiektów w terenie w celu szybkiego porównania z BIM. W przeciwieństwie do modeli 2D, te modele 3D oferują kompleksowy widok, umożliwiając szczegółową analizę i wirtualne spacery – fundamentalne dla planowania projektu, dostosowywania projektu i prezentacji dla interesariuszy.

Mapowanie termiczne: Pomiary za pomocą kamery termowizyjnej pozwalają szybko zidentyfikować cele o nietypowych sygnaturach cieplnych. Matrice 350 RTK oferuje funkcje noktowizyjne po wyposażeniu w odpowiedni ładunek termowizyjny, taki jak Zenmuse H20N – może przeprowadzać szczegółowe pomiary termiczne. Ma to fundamentalne znaczenie w zastosowaniach, w których wymagane są precyzyjne odczyty temperatury, czy to w rolnictwie do oceny stanu upraw, w budownictwie do identyfikacji wad izolacji, czy w sektorach energetycznych do monitorowania linii energetycznych i podstacji pod kątem przegrzania komponentów.

Chmura punktów LiDAR: Wyposaż swojego drona w kamerę Zenmuse L2, aby uzyskać chmurę punktów o wysokiej gęstości. Oznacza to, że każdy punkt na badanym obszarze jest przechwytywany, co skutkuje bardzo szczegółowym modelem 3D terenu i wszelkich struktur. Pozwala to tworzyć dokładne odwzorowania fizycznych przestrzeni, które mogą być wykorzystywane do różnych celów, takich jak planowanie urbanistyczne, zarządzanie środowiskiem i tworzenie symulacji rzeczywistości wirtualnej.

Mapowanie wielospektralne: Przechwytywanie danych wielospektralnych spoza spektrum światła widzialnego w celu uzyskania wglądu w rolnictwo i zarządzanie uprawami. W szczególności mapowanie wielospektralne jest powszechnie stosowane do monitorowania środowiska, oceny stanu roślinności i bardziej ogólnego efektywnego zarządzania zasobami. Wynika to z faktu, że technologia dronów do mapowania wielospektralnego może wykrywać problemy niewidoczne gołym okiem, takie jak stres roślin, problemy z dystrybucją wody lub inwazje szkodników. Analizując zmiany długości fali, ta nowoczesna technologia dronów dostarcza użytecznych danych, które mogą informować o konkretnych interwencjach, optymalizować plony i przyczyniać się do zrównoważonych praktyk pomiarowych.

Gromadzenie danych na miejscu

Faza gromadzenia danych na miejscu rozpoczyna się od określenia misji mapowania oraz ustalenia celu i zakresu badania lotniczego. Następnie rozważana lokalizacja jest dokładnie badana w celu zebrania istotnych informacji, które mogą mieć wpływ na proces gromadzenia danych. Ustawienie punktów kontroli naziemnej jest opcjonalnym krokiem, który może znacznie zwiększyć precyzję danych z powietrza; są to fizyczne znaczniki umieszczone na ziemi, które można zidentyfikować na zdjęciach z lotu ptaka. Planowanie misji lotniczych obejmuje strategię ścieżki i wzorca, którą dron będzie podążał, aby uchwycić swoje obrazy.

Gdy plan lotu jest już gotowy, pozyskiwane są dane systemu pozycjonowania i orientacji, rejestrując dokładną lokalizację i orientację kątową platformy powietrznej. Następnie wykonywana jest misja lotu w celu pozyskania zdjęć lotniczych terenu.

Przetwarzanie danych

Po zebraniu danych na miejscu rozpoczyna się etap przetwarzania danych. Obejmuje to analizę zdjęć lotniczych wraz z danymi i, jeśli są używane, pomiarami z GCP w celu wykonania triangulacji lotniczej. Triangulacja lotnicza to metoda, która matematycznie ustala geometrię fotografowanego obszaru pod różnymi kątami i jest podstawą mapowania. Proces ten jest sprawdzany pod kątem dokładności, a jeśli nie spełnia niezbędnych standardów, można wykonać opcjonalne pomiary punktów kontrolnych w celu skorygowania wszelkich rozbieżności. Gdy triangulacja przejdzie kontrolę dokładności, przepływ pracy generuje cyfrowy model powierzchni (DSM), cyfrową ortofotomapę (DOM) i modele terenu 3D.