Фотограмметрия против LiDAR: подробное сравнительное руководство (2024 г.)

Наш технологически ориентированный мир продолжает меня удивлять! Одна из областей, которая всегда вызывает у меня интерес, — это разработка и использование передовых технологий. геодезия и картирование инструменты. В частности, я нахожу фотограмметрию и LiDAR увлекательными — каждая из них имеет свои сильные и слабые стороны и области применения. Но когда дело доходит до Фотограмметрия по сравнению с LiDAR, какая технология в конечном итоге преобладает? Давайте вместе отправимся в это захватывающее путешествие сравнения!

Чтобы подготовить почву правильно, представьте, что вы видите мир под вами с высоты птичьего полета. Не с самолета или съёмка с беспилотника но с помощью очень подробных карт, которые предлагают уникальный взгляд на скрытые структурные сложности нашего окружения в поразительных деталях. И фотограмметрия, и LiDAR делают это возможным; однако они делают это совершенно по-разному.

Уже заинтригованы? Представьте себе это как титульный матч в тяжелом весе – «Фотограмметрия против LiDAR», где каждый претендент ждет своего шанса доказать, почему он заслуживает этого призового пояса! Благодаря нашему обширному исследованию их определений, рабочих механизмов, реальных применений и влияния на уровни точности, а также других важных аспектов, вы будете полностью готовы судить, кто должен забрать трофей домой! Следите за некоторыми реальными примерами, которые могут так или иначе склонить чашу весов.

Сравнение фотограмметрии с лидаром

Когда дело доходит до картографирования местности и поверхности, на первый план выходят две технологии — фотограмметрия и лидар. Оба имеют свои сильные стороны, но существенно различаются с точки зрения точности, стоимости и удобства использования, что существенно влияет на их применение в различных областях.

Сравнение точности

Точность является краеугольным камнем любой картографической системы. Давайте углубимся в то, как фотограмметрия и лидар работают в этом аспекте.

• Фотограмметрия использует изображения высокого разрешения для создания цифровых моделей. Этот метод обеспечивает исключительную точность для видимых объектов или объектов, находящихся непосредственно на линии обзора. Однако могут возникнуть проблемы при работе с скрытыми точками, например, под густой листвой или за постройками.
• С другой стороны, лидар преодолевает эти ограничения благодаря использованию «световых» импульсов. Он может собирать данные даже из труднодоступных или труднодоступных мест. В результате получается комплексный набор данных трехмерного облака точек, обеспечивающий абсолютную точность.

Но помните – хотя лидар в целом выигрывает по точности – реальные сценарии часто предполагают компромиссы, основанные на потребностях и ограничениях проекта.

Сравнение затрат

Картирование не всегда подразумевает выбор наиболее точного варианта; Экономика тоже играет большую роль!

• С ФотограмметрияПервоначальные затраты относительно невелики, поскольку вам, по сути, нужна только высококачественная камера (часто на базе дрона). Эксплуатационные затраты могут быть выше из-за значительных задач постобработки, связанных с выравниванием и объединением изображений.
• Лидар Оборудование сначала вызывает некоторый шок, но оказывается более рентабельным в эксплуатации, поскольку собранные данные практически не требуют постобработки или вообще не требуют ее, что экономит драгоценное время (и деньги!).

Балансирование краткосрочных и долгосрочных затрат имеет важное значение при выборе между этими технологиями в зависимости от требований вашего конкретного проекта.

Сравнение юзабилити

Каждый проект имеет уникальные требования – нам необходимо учитывать их при выборе технологии.

• Когда визуальные детали имеют первостепенное значение – например, в архитектурных исследованиях или сохранении культурного наследия – я бы склонился к фотограмметрии из-за ее возможностей детальной 3D-визуализации, создания насыщенных цветами моделей из изображений, которые добавляют контекст к вашему исследованию.
• Напротив, если вы отдаете предпочтение проникающей способности над богатыми визуальными деталями, как, например, в лесном хозяйстве или инфраструктурных проектах, связанных с мостами / туннелями, — используйте большие пушки… лазеры! Вот где Лидар Технология отличается тем, что обеспечивает высокоточные измерения независимо от физических препятствий на уровне земли.

Помните, друзья мои! Здесь нет универсального победителя – мы должны выбирать инструмент, исходя из нашей непосредственной проблемы.

Читайте также: 5 лучших дронов, возвращающихся домой: лучшие выборы

Плюсы и минусы: фотограмметрия против LiDAR

Прежде чем выбирать между фотограмметрией и LiDAR, крайне важно понять их сильные и слабые стороны. У каждого из них есть свои плюсы и минусы, основанные на принципах работы, практическом применении, точности данных, зрелости технологии и структуре затрат.

Плюсы и минусы: фотограмметрия

Фотограмметрия вращается вокруг науки о проведении измерений по фотографиям. Это особенно полезно в области топографии, архитектуры, инженерии и даже игр! Давайте более подробно рассмотрим, чем хороша фотограмметрия, а также некоторые ограничения, которыми она обладает.

Плюсы

• Экономически эффективным: Инструменты фотограмметрии доступны по разумной цене, что делает их идеальными для проектов с ограниченным бюджетом.
• Простота использования: Инструменты, используемые в фотограмметрии, просты в использовании.
• Высокое разрешение изображения: При правильном применении фотограммы могут дать изображения с высоким разрешением, что идеально подходит, когда необходима работа с мелкими деталями.

Cons

• Зависимость от погодных условий: Плохая погода отрицательно влияет на качество изображения при использовании на открытом воздухе, например при съемке с воздуха.
• Искажение изображения: На изображения могут влиять перспективные искажения, для исправления которых требуется обработка.
• Требуется постобработка: полученные изображения часто требуют постобработки, чтобы стать пригодными для использования данными.

Плюсы и минусы: Лидар

Он обычно используется в геокосмической съемке или метеорологических приложениях, среди прочего, из-за его превосходной способности точно определять расстояния. Давайте разберемся, в чем именно LiDAR превосходит эту область, а также рассмотрим потенциальные недостатки.

Плюсы

• Исключительная точность: Лидарные системы обеспечивают высочайшую точность измерения расстояний.
• Не зависит от условий освещения: Прекрасно работает даже в условиях плохого освещения, поскольку использует импульсное лазерное излучение.
• Способность проникать в определенные материалы: Лидар позволяет оценивать особенности растительного покрова или водоемов на определенной глубине.

Cons

• Дорогое оборудование и программное обеспечение для обработки: Сама технология, а также необходимое программное обеспечение для анализа обходятся дороже, чем традиционные методы.
• Требуется обученный персонал: Операция требует квалифицированных рабочих из-за ее сложности.
• Менее эффективно распознавать цвета и формы.: Поскольку LiDAR в первую очередь измеряет расстояние между объектами с помощью лазерных импульсов, а не с использованием длин волн визуального спектра.

Краткое введение о фотограмметрии

Фотограмметрия — это интригующая область, которая объединяет фотографию и измерения и предлагает сокровищницу информации о физическом мире вокруг нас. На протяжении многих лет он неуклонно совершенствовался, что привело к появлению различных методов, которые имеют множество применений.

Определение фотограмметрии

Фотограмметрия — это практика, при которой измерения между объектами определяются с помощью фотографий. В буквальном смысле:

• «Фото» означает свет.
• «Грамм» означает рисунок.
• «метр» означает измерение.

Проще говоря, он использует свет (в виде фотографий) для измерения и рисования.

Подробно о рабочем процессе фотограмметрии

Этот процесс заключается в захвате двухмерных изображений одного и того же объекта под разными углами. Затем эти фотографии реконструируются в трехмерную модель с помощью специализированных программных алгоритмов.

Ключевые шаги включают в себя:

• Получение изображения: Требуется перекрывающаяся серия изображений высокого разрешения с разных точек зрения.
• Ориентация и калибровка: Обеспечение правильного совмещения фотографий друг с другом
• Сопоставление точек (корреляция изображений): Определяет соответствующие точки на перекрывающихся изображениях.
• Регулировка комплекта: Оптимизирует положение/ориентацию камеры и координаты трехмерного облака точек для наилучшего выравнивания.
• Плотное сопоставление изображений (DIM): Оценивает дополнительные точки поверхности изображения, создавая густонаселенные облака точек.
• Ортофотоплан и создание матрицы высот: Позволяет создавать геокодированные 2D-фотокарты и модели рельефа с использованием данных облака точек, полученных из DIM.

Читайте также: Лучший трекер дронов: серьезное руководство для лучших игроков

Практические примеры использования фотограмметрии

Фотограмметрия нашла применение в различных отраслях, в том числе:

• Археология: для картирования мест раскопок, не повреждая древние артефакты.
• Архитектура: Облегчает сложные проекты по сохранению, обеспечивая точные измерения.
• Криминалистика: помогает следователям на месте преступления воспроизвести криминальные события.
• Кинопроизводство: предлагает командам визуальных эффектов реальный контекст для создания убедительного компьютерного фона.

Эволюция фотограмметрии

Путешествие ведет свое начало от Леонардо да Винчи; тем не менее, полет человека произвел революцию в фотограмметрическом картографировании: как пилотируемые самолеты, так и дроны кардинально изменили ландшафт, увеличив доступ к сложным топографическим деталям, ранее недоступным.

Подводя итог, фотограмметрия продолжает развиваться с каждым технологическим прорывом, максимизируя качество продукции при минимизации затрат времени и ресурсов, что, по сути, доказывает, что этот метод всегда будет оставаться актуальным среди быстро развивающихся научных горизонтов!

Читайте также: Руководство по началу собственного картографического бизнеса с помощью дронов

Краткое введение о LiDAR

LiDAR, аббревиатура от Light Detection and Ranging, представляет собой метод дистанционного зондирования, который играет жизненно важную роль во многих аспектах нашей повседневной жизни.

Эта захватывающая технология с годами быстро развивалась и использовалась многими интересными способами.

Определение лидара

LiDAR, что означает обнаружение света и определение дальности, по сути, представляет собой технологию дистанционного зондирования. То, что он делает, весьма примечательно: он измеряет расстояния, освещая цели лазерным светом, а затем точно рассчитывая время возвращения отраженного света. Это похоже на «эхолокацию», только здесь используется свет!

• Имея под рукой эти данные, мы можем создавать трехмерные изображения поверхности Земли или других целевых объектов.
• Уникальные характеристики лазерного луча также могут предоставить дополнительную полезную информацию.

Дискуссия о том, как работает технология LiDAR

Стоит это понять Системы LiDAR функционируют на основе трех основных компонентов.: лазеры, сканеры с оптикой и GPS получатель.

• Лазер излучает световые импульсы на целевые поверхности,
• Установка сканера и оптики улавливает этот отраженный свет.
• Измерения времени возврата записываются;
• Эти данные синхронизируются с координатами GPS для определения точного местоположения, связанного с каждым измерением расстояния.

Вся эта операция может показаться сложной, но поверьте мне, эти шаги происходят тысячи раз в секунду!

Реальные приложения, в которых сияет LiDAR

Теперь вы можете задаться вопросом, где именно мы помещаем LiDAR в использовании. Вот несколько примеров:

• Топографические съемки: Самое популярное приложение LiDAR, не ограничивающееся картографированием землетрясений и оползней!
• Автономные транспортные средства: Беспилотные автомобили не смогли бы уехать далеко без бортовых систем LiDAR, помогающих им видеть окружающую среду.
• Ветроэнергетическая отрасль: Ветряные электростанции широко используют технологию лидара, потому что все, что улучшает понимание ветра, напрямую приводит к повышению урожайности!

Читайте также: Drone Care 101: методы увеличения срока службы и производительности

Путешествие через развитие LIDAR

Чтобы по-настоящему понять путь развития LIDAr, давайте вернемся во времени:

• Появился в начале 1960-х годов — вскоре после изобретения лазеров.
• В 1980-е годы произошел всплеск развития благодаря компьютерному прогрессу.
• За последние два десятилетия сфера применения приложений перешла от археологии к автономным транспортным средствам, учитывая уменьшение размеров и увеличение мощности.
• В будущем передовые приложения, такие как твердотельный лидар, ожидают дальнейшего развития.

Итак, вот он — обзор, прослеживающий историю и прорывы, которые сформировали нынешнюю эпоху. Лидарная технология.

Заключение

Выбор между фотограмметрией и технологией LiDAR не является универсальным ответом. Вместо этого выбор во многом зависит от конкретных требований вашего проекта и того, чего вам нужно достичь. Обе технологии имеют свои преимущества и недостатки: от точности до экономичности и удобства использования.

Поскольку сбор аэрофотоданных продолжает развиваться, мы, вероятно, увидим сочетание фотограмметрии и методов LiDAR, которые используют сильные стороны каждого метода. Понимая, как работает каждая система, а также ее соответствующие возможности в реальных приложениях, вы можете принять обоснованное решение, которое в конечном итоге повысит производительность в любом проекте.

Помните: технология — это инструмент, но выбор правильной требует тщательного рассмотрения целей проекта, финансовых ограничений и желаемого уровня точности. Ключ здесь? Будьте непредвзяты и выбирайте технологию, которая лучше всего подходит для вашей уникальной ситуации! В конце концов, успех заключается в мудром выборе – не обязательно выборе, как все остальные.