Основы картографии с помощью дронов | Руководство для начинающих (обновлено в 2023 году)

С появлением новых и более совершенных дронов картографирование с помощью дронов в последние годы становится все более популярным. Дроны предлагают экономичное и эффективное решение для быстрого и точного картографирования больших территорий.

Есть много разных способов использования дроны для картографирования, и лучший метод для вас будет зависеть от ваших конкретных потребностей и приложения. В этой статье мы дадим вам обзор основ картографирования дронов и того, как начать.

Определение картографирования дронов

Картирование с помощью дронов — это процесс использования дронов для съемки фотографий местности, которые затем объединяются для создания 2D или 3D-карты. Эту карту можно использовать для различных целей, например, для обследования земель, проверки инфраструктуры или даже планирования сельскохозяйственных полей.

Само картографирование говорит само за себя: вы делаете множество фотографий с разных ракурсов и положений, а затем сшиваете их вместе, чтобы создать карту.

Самое сложное — получить точные измерения по этим фотографиям, чтобы карту можно было использовать для конкретных целей, таких как съемка земель или измерение расстояний.

Однако при наличии правильного программного обеспечения и некоторой практики можно создавать высокоточные карты с помощью дронов. Точность карт, полученных с помощью дронов, часто сравнима с точностью традиционных наземных методов съемки, таких как GPS.

ЧИТАЙТЕ: Полное руководство по глушилкам дронов

Методы картографирования дронов: фотограмметрия и LiDAR

Существует два основных метода картографирования дронов — фотограмметрия и LiDAR (обнаружение света и определение дальности).

Фотограмметрия

Фотограмметрия — это процесс использования фотографий для создания 2D или 3D-карт. Для этого делается несколько снимков местности под разными углами, а затем с помощью специального программного обеспечения сшиваются эти фотографии вместе. Программное обеспечение также рассчитает расстояния и размеры на основе фотографий, которые затем можно будет использовать для создания точных 2D- или 3D-карт.

Лидар

LiDAR — это новая технология, использующая лазеры для измерения расстояния. На дроне установлен датчик LiDAR, и во время полета он излучает импульсы лазерного света. Эти импульсы отражаются от объектов в окружающей среде и затем улавливаются датчиком.

Измеряя время, необходимое импульсам для восстановления, датчик LiDAR может точно рассчитывать расстояния. Эти данные затем используются для создания трехмерных облаков точек, которые можно использовать для создания высокоточных трехмерных карт.

ЧИТАЙТЕ: Необходимость практического обучения работе с дронами

GCP, RTK и PPK

Для создания точных карт необходимо использовать наземные контрольные точки (GCP), которые представляют собой определенные точки на местности с известным местоположением. Эти точки используются в качестве ориентиров при сшивании фотографий или расчете расстояний по данным LiDAR.

Другой способ создания высокоточных карт — использование системы кинематики реального времени (RTK). Эта система на основе GPS использует базовую станцию для корректировки GPS-сигнала дрона в реальном времени. Это позволяет дрону всегда знать свое точное местоположение, что можно использовать для создания очень точных карт.

Третий способ добиться точности — использовать кинематику постобработки (PPK). Это похоже на RTK, но поправки рассчитываются после полета дрона, а не в реальном времени. Этот метод можно использовать, если вы не можете получить доступ к сигналу GPS в реальном времени.

GCP

Поскольку точность определения местоположения GPS часто ограничивается от 2 до 5 метров, даже при максимальном покрытии спутника и использовании самой мощной технологии GPS, для картографических приложений высокого уровня требуется коррекция на уровне земли. Географическую точность данных можно повысить до уровня сантиметра, используя любой из трех способов, описанных ниже.

РТК

Эта система на основе GPS использует базовую станцию для корректировки GPS-сигнала дрона в реальном времени. Это позволяет дрону всегда знать свое точное местоположение, что можно использовать для создания очень точных карт.

ППК

Аббревиатура PPK означает «кинематика после обработки». Он похож на RTK тем, что использует бортовой модуль PPK и фиксированную наземную базовую станцию.

С точки зрения технологии, между этими двумя типами нет большой разницы. систем. Основное различие заключается в способе обработки данных.

С помощью RTK информация о местоположении передается в режиме реального времени от базовой станции к дрону. Это позволяет вносить исправления на лету в процессе картирования. ППК, с другой стороны, не передает никаких данных в режиме реального времени.

Вместо этого данные обрабатываются постфактум, используя информацию от базовой станции и фактические данные GPS, собранные дроном во время полета.

Это может показаться недостатком, но у PPK есть некоторые преимущества, которые делают его более привлекательным вариантом для определенных картографических приложений.

Возможно, самым большим преимуществом является то, что PPK не требует соединения для передачи данных в реальном времени между базовой станцией и дроном. Это означает, что вы можете летать в районах без покрытия сотовой связи или другого типа подключения для передачи данных.

ЧИТАЙТЕ: 10 лучших советов по съемке недвижимости с помощью дронов

Фиксированное крыло против мультикоптера

Когда дело доходит до картографирования дронов, есть два основных типы беспилотников Может использоваться: самолет и мультикоптер. Очень важно выбрать правильный тип дрона для работы, поскольку каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

С неподвижным крылом

Дроны с неподвижным крылом более эффективны при длительных полетах, поскольку им не приходится постоянно бороться с гравитацией, как это делают мультикоптеры. Эти дроны хорошо подходят для работы на больших площадях, таких как поля или фермы. Однако дронами с неподвижным крылом сложнее управлять, и они плохо подходят для картографирования в ограниченном пространстве.

Мультикоптер

С другой стороны, дронами с несколькими коптерами гораздо проще управлять, и они могут летать в ограниченном пространстве. Они также лучше подходят для съемки фотографий с высоким разрешением, что делает их хорошим выбором для картографирования небольших территорий или детальных структур. Однако дроны с несколькими коптерами имеют более короткое время полета и не очень подходят для картографирования больших территорий. Они также более маневренны.

Какое программное обеспечение необходимо?

Для создания карты дронов вам понадобится специализированное программное обеспечение. Доступно несколько вариантов, но наиболее популярными являются Pix4D и DroneDeploy.

• Pix4D — это мощно картографическое программное обеспечение который можно использовать для создания 2D-карт, 3D-моделей и облаков точек. Он совместим с широким спектром дронов и камер и предлагает множество функций, таких как автоматическое планирование полета и фотограмметрия. Это программное обеспечение является хорошим выбором для более опытных пользователей.
• DroneDeploy — еще одно популярное картографическое программное обеспечение, предлагающее функции, аналогичные Pix4D. Он также совместим с широким спектром дронов и камер. Однако он имеет более простой интерфейс, более удобный для новичков.
• Pix4D и DroneDeploy предлагают бесплатные пробные версии, поэтому вы можете попробовать каждый из них, чтобы понять, какой из них лучше подходит вам.
• Помимо этого, для начала убедитесь, что у вас есть камера хорошего качества, например GoPro Hero 7 Black.

ЧИТАЙТЕ: Новые законы о дронах в США в 2024 году | Все, что тебе нужно знать

Применение картографирования с помощью дронов

Картографирование с помощью дронов можно использовать для различных целей, таких как геодезия, расчет объемов, сельскохозяйственное картографирование и мониторинг строительных площадок.

Строительная площадка

Строительные площадки часто бывают большими и сложными, что затрудняет их мониторинг с использованием традиционных методов. Картографирование с помощью дронов можно использовать для создания подробных карт строительных площадок, которые можно использовать для отслеживания прогресса и выявления потенциальных проблем.

Исследовать

Исследователи могут использовать картографирование с помощью дронов для сбора данных по самым разным темам, например, об условиях окружающей среды, популяциях животных и стихийных бедствиях. Геологи могут использовать современные технологии исследования для обнаружения геологических явлений, включая реки, купола, разломы и уступы разломов.

Они также могут помочь в планировании обследования, если полевым работникам необходимо физически посетить определенные регионы. Регулярные исследования с помощью дронов можно использовать для мониторинга роста растительности или перемещения диких животных в целях мониторинга окружающей среды.

Землеустроительные работы

Землеустроительная съемка — это процесс измерения и документирования физических характеристик участка земли. Картирование с помощью дронов можно использовать для создания точных карт больших территорий, которые можно использовать для различных целей, таких как границы собственности, строительные проекты и охрана окружающей среды.

Добыча

Горнодобывающая промышленность – опасная и грязная отрасль. Дроны можно использовать для картирования шахт, чтобы рабочие могли планировать свои маршруты и избегать потенциальных опасностей. Картографирование с помощью дронов также можно использовать для отслеживания хода горнодобывающих работ и выявления областей, требующих дальнейшего внимания.

ЧИТАЙТЕ: Полное руководство по работе по проверке дронами

Преимущества картографирования с помощью дронов

Использование картографирования с помощью дронов имеет множество преимуществ, в том числе:

Более быстрый сбор данных

Дроны могут покрывать большие территории за короткий промежуток времени, что делает их работу намного быстрее, чем традиционные методы сбора данных.

Подробные карты: картографирование с помощью дронов позволяет создавать подробные карты, которые невозможно создать традиционными методами.

Автоматизированный рабочий процесс

Картирование с помощью дронов может дать точные данные, которые можно использовать для различных целей. Многие программы для картографирования дронов предлагают автоматизированный рабочий процесс, который позволяет легко создавать карты практически без опыта.

Более дешевый

Хороший дрон с камерой теперь можно купить менее чем за $2000. Если вы хотите создать свою систему LiDAR, рассчитывайте инвестировать от $5000 до $10 000. Хотя это и недешево, аренда вертолета (и пилота) для проведения аэрофотосъемки обходится гораздо дороже.

Безопаснее

Дроны можно использовать для обследования опасных или труднодоступных территорий, не подвергая людей опасности.

Область применения дронов постоянно расширяется по мере развития технологий. Если вы заинтересованы в использовании картографирования с помощью дронов, вам нужно знать несколько вещей, чтобы начать. Мультироторные дроны — лучший выбор для картографирования благодаря их устойчивости и способности нести полезную нагрузку.

Хорошая камера также необходима для создания подробных карт. Если вы хотите создавать 3D-модели или облака точек, вам понадобится система LiDAR. Если у вас есть необходимое оборудование, вам нужно будет выбрать картографическое программное обеспечение.

Доступны различные программы, каждая со своими функциями и возможностями. Выбрав программное обеспечение, вы будете готовы приступить к картографированию!

Учебные курсы по картографированию с помощью дронов

Курсы обучения дронам картографирование также доступно, чтобы помочь вам начать работу. На этих курсах вы научитесь основам работы дронов, картографическому программному обеспечению и анализу данных. Эти курсы — отличная отправная точка, если вы хотите узнать больше о картографировании с помощью дронов.

Наш Коммерческий дрон Pilot Bundle — прекрасное место для старта, если вы новичок в пилотировании дронов. В этом курсе будет рассмотрено все, что вам нужно знать о том, как стать коммерческим пилотом дронов, в том числе о том, как пройти сертификацию Part 107 и что нужно для запуска потенциально прибыльного бизнеса по производству дронов.

Запишитесь на этот базовый курс по 3D-картографированию БПЛА на Udemy, если вы хотите освоить более конкретные навыки. Он охватывает основы технологии картографирования дронов и включает пример рабочего процесса обработки данных съемки с использованием Pix4D и AgiSoft. Специалисты по картографии с помощью дронов отличаются от пилотов дронов своей способностью обрабатывать и представлять пространственные данные.

Заключение

В заключение мы можем сказать, что для создания хорошего картографирования с помощью дрона вам придется учитывать следующее: какова ваша цель картографирования, какие данные вам нужны и насколько точными они должны быть. ?

Принимая во внимание эти факторы, вы сможете рассмотреть дроны и решить, какие из них лучше всего соответствуют вашим потребностям. Всегда не забывайте зарегистрировать свой дрон в FAA и пройдите соответствующую подготовку перед полетом!