3D-картографування та визначення об’ємів земляних робіт за результатами аерофотозйомки з безпілотних літальних апаратів

Abstract

В теперішніх реаліях еволюції геодезичних методів, безпілотні літальні апарати (БПЛА) знаходять усе більш обґрунтоване застосування як дієвий засіб збору просторової інформації для широкого спектра інженерних і будівельних потреб. Застосування дронів дає змогу блискавично фіксувати деталізовані знімки ділянок, на базі яких потім формуються ортофотоплани, цифрові моделі висот та об’ємні зображення ландшафту. Хибним не буде зазначити, що ці технології є надзвичайно корисними у процесі ведення та моніторингу земляних операцій, де нагальною є потреба у швидкій оцінці обстановки на місці та точному визначенні кількості переміщеного ґрунту. Це дослідження присвячене використанню дронів для формування об'ємних (3D) макетів рельєфу та прорахунку кількості ґрунтових робіт, ґрунтуючись на зібраних з повітря фотографіях. Метою роботи є з'ясувати, наскільки вигідно застосовувати безпілотники як мобільний засіб для створення об'ємних планів будівельних майданчиків. Значну частину уваги зосереджено на вивченні ключових елементів системи знімання з повітря, які охоплюють власне літальний апарат, встановлену на ньому камеру, системи для управління польотом та програмне забезпечення, необхідне для фотограмметричної переробки зафіксованої інформації. У цьому дослідженні представлено методологію, що охоплює планування місій безпілотних літальних апаратів (БПЛА), здійснення аерофотозйомки та наступну цифрову обробку отриманих зображень. Використовуючи фотограмметричні прийоми, створюється хмара точок, цифрова модель рельєфу (ЦМР) та тривимірна модель (3D-модель) досліджуваної ділянки. На підставі цих розроблених моделей було здійснено розрахунок обсягів ґрунтових мас і проведено верифікацію точності просторових даних. Практичне апробування висунутої концепції мало місце на ділянках, де здійснювалися земляні роботи. Здобуті дані засвідчують, що завдяки застосуванню безпілотних літальних апаратів (БПЛА) можна оперативно збирати геопросторові відомості, володіючи необхідною точністю для виконання інженерно-геодезичних робіт. Використаний спосіб знаходить застосування як для нагляду за будівельними об'єктами, так і для верифікації обсягів ґрунтових робіт та генерації оновлених тривимірних репрезентацій місцевості.