Фотограмметрія БПЛА як інструмент високоточного картографування великих територій

Abstract

Фотограмметрія, що використовує безпілотники (БПЛА), стрімко завоювала популярність завдяки своїй відмінній роботі та загальній доступності. Цей метод постає як багатообіцяюча заміна традиційним методам дистанційного зондування, особливо там, де потрібні детальні геопросторові дані для відносно невеликих площ. В рамках нашого дослідження, виконаного як частина бакалаврської роботи, був проведений комплексний аналіз застосування фотограмметрії з використанням БПЛА для створення високоточних карт значних територій. Ключовим аспектом було оцінювання надійності зібраної інформації та ефективності використаних методів обробки. Для отримання вихідних даних було використано багатороторний безпілотний літальний апарат, оснащений цифровим фотоапаратом, закріпленим на підвісі, що стабілізує зображення та усуває небажані вібрації під час польоту. Обліт території загальною площею 50 га зайняв близько 2,5 годин, а обробка отриманих фотографій, включно з створенням хмари точок, тривала приблизно 18 годин. Для забезпечення високої точності геометричних параметрів та правильного прив'язування до простору, на досліджуваній території було розміщено наземні контрольні пункти. Для обробки зібраних даних було використано алгоритми комп'ютерного зору, зокрема, методику Structure from Motion (SfM), що дозволила відновити положення фотокамери під час зйомки, ідентифікувати особливості рельєфу та отримати щільні хмари точок з високою деталізацією.

На основі отриманих результатів було створено ортофотоплани, тривимірні моделі ландшафту та цифрові моделі поверхні. Аналіз точності вимірювань показав, що середньоквадратична похибка координат у площині становить 1,7 см, а за висотою — 0,24 см. Це чітко вказує на високу деталізацію та безперечну достовірність отриманих даних. Отримані результати переконливо демонструють ефективність фотограмметрії з використанням БПЛА для оперативного та високоточного картографування великих площ. Застосування цієї технології, у свою чергу, оптимізує процеси просторового аналізу, сприяє прийняттю обґрунтованих управлінських рішень та розширює можливості її використання в геодезії, землевпорядкуванні, екологічному моніторингу та містобудуванні.