Создание ортофотоплана

Компания «Сервис Гео» проводит работы по созданию топографических планов с применением БПЛА. На аппаратах установлена полнокадровая фототехника, GPS-приемники с режимом работы  PPK/RTK. Опыт выполнения изысканий на территории большинства регионов России.

Ортофотоплан (ОФП) – это фотографический план местности, который создаётся на базе аэросъемки. Он дает возможность в деталях отобразить ситуацию на земной поверхности. Ортофотоплан служит вспомогательным материлом для создания геодезических графических чертежей (схем, топопланов, карт). ОФП широко применяют при создании топопланов, контроле использования территории, в экологии, мониторинге экзогенных процессов и сельском хозяйстве.

Исходные изображения в RAW-формате, загруженные после полета на ПК, обрабатываются в фотограмметрических программных комплексах. За счет поиска совпадающих элементов на соседних кадрах, вычислительные машины собирают ортомозаику. Обладая информацией о высоте полета и координатах центров снимков, после обработки собирается трехмерная модель и ортофотоплан. Маршрут летательного аппарата закладывается таким образом, чтобы перекрытие снимков составляло от 60% по вертикали и горизонтали. Соблюдая необходимые условия и изменяя их для различных типов местности, можно получать ОФП на городской тип застройки, по которому инженеры могут составить топоплан М 1:500.

В геодезической аэрофотосъемке важную роль играет аппарат, длительность его полета, стабилизация камеры. Ключевой переменной, влияющей на получение материала является фотокамера на борту беспилотника. Объектив камеры не должен быть широкоугольным и не давать большой дисторсии. В то же время его фокусное расстояние не должно быть слишком большим – в этом случае не удастся соблюдать требования к нужному продольному и поперечному перекрытию. Профессиональное аэрофотосъёмочное оборудование имеет полнокадровую матрицу, однако возможно применение и таких моделей, как Sony серии NEX, RX и подобных. Разрешение матрицы 24MP позволяет устройствам выдавать хороший результат, а малый вес задействовать небольшие воздушные аппараты.

Скорость пролета беспилотников при аэрофотосъемке варьируется от 30 до 80 км/ч. В воздухе помимо наклонов судна для изменения направления на аппарат воздействует ветер. Технические особенности дают возможность закрепить на летательных аппаратах стабилизационный подвес, который дистанционно управляет фотокамерой и держит ее в установленном положении, несмотря на порывы ветра и колебания судна. 

Получение топографических планов по материалам аэрофотосъемки используют не один год. В СССР для это было сформировано 5 эскадрилий с общим авиапарком более 40 самолетов. В прошлом материал получали при помощи аналоговых (пленочных) камер, установленных на борта АН-30, АН-2, Ил-4 или Cessna. Сегодня есть технические решения, дающие возможность использовать дроны и беспилотные самолеты, которые значительно дешевле, а сам процесс обработки выполняется на обычных компьютерах в автоматическом режиме. Это позволяет получать различные виды масштабов и детальности конечного продукта — топографической съемки при помощи одного и того же оборудования.

Помимо ортофото, в видимом для глаза спектре, можно получать результаты в ИК диапазоне, тепловизионную и лазерную съемку. Аэросъемка для  сельхоз производителей подразумевает расчет индекса NDVI, который показывает плотность и состояние растительности на территории наблюдения. Для некоторых целей положен черно-белый вид материалов (в оттенках серого). Если фотоплан цветной, то, как правило, его цветность бывает двух вариантов 8 бит и 16 бит на пиксель. Растровые файлы выводятся в любом общеизвестном расширении для ГИС программ (GeoTIFF, BMP, GIF, JPG, ECW). 

Для обработки инженеры применяют высокопроизводительные ПК с установленными программами для фотограмметрической обработки данных: Bentley Context Capture, Metashape, Pix4D, 3DF Zephyr. В зависимости от типа снимаемой местности подбираются индивидуальные настройки. Сборка ортогонального плана для застроенного городского ландшафта с высотными домами и аналогичная задача для с/х поля потребует разных параметров выравнивания, фильтрации и текстур.

Разрешение ортофотоплана определяется высотой полета и размером матрицы фотоаппаратуры. Один пиксель ортофотоснимка, с высоты в 200 метров при 60% и 80% наложении по горизонтали и вертикали, снятый камерой в 3.9 мкм равен 2,5 -3 см/пиксель.

По ортофотоплану М 1:500 и 1:1000 можно получать каталоги координат для кадастровых нужд (межевые планы, технические паспорта). Преобразовав материал аэросъемки специалисты Сервис Гео создают геоподосновы для любого масштаба, затратив на полевые измерения минимальное количество времени. Это помогает снизить стоимость сметы и одновременно ускорить процедуру вычерчивания, соблюдая требования ТЗ в полном объеме.

Пример формирования ортофотоплана представлен на видео для маркшейдерских работ на карьерах