14 Aralık 2022
14 Aralık 2022
264
LiDAR ve Fotogrametri, ölçme ve haritalama profesyonelleri için veri toplamak için uzun süredir kritik araçlar olmuştur ve aksi takdirde haritalanması zor veya imkansız olacak alanların ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını sağlar. Bu veriler, kontur çizgileri haritası gibi bir topografik veri parçasından doğru mesafeyi güvenilir bir şekilde ölçme yeteneğinin, yapım aşamasında olan muazzam bir projenin başarısı ve başarısızlığı arasındaki fark anlamına gelebileceği arazi yönetimi ve şehir planlama kullanımları için kritik öneme sahiptir.
Geleneksel ölçme yöntemleri zaman yoğun ve zahmetliydi. Teodolit ve geçiş gibi eski okul araçları, araştırma sahasındaki noktalar arasındaki açıları ve mesafeleri ölçmek için kullanıldı ve bunlar daha sonra elle bir harita üzerinde çizildi. Bu topografik araştırma yöntemleri, yalnızca araştırma verilerini toplamak için genellikle günler alırdı ve operatör hatasına eğilimliydi.
Bugün drone anketleri, anket projelerinin yürütülme biçiminde tamamen devrim yarattı. Artık daha küçük, daha hafif ve daha düşük maliyetli LiDAR ve Fotogrametri araçlarını kullanmak mümkün. Pahalı insanlı uçaklara ihtiyaç duymak yerine, artık anket verilerini yakalamak için dronlar kullanılabilir. Drone ölçümü için özel olarak oluşturulmuş gelişmiş yükler, doğruluğu büyük ölçüde artırırken, önceki yinelemelerin zaman ve maliyetinden çok daha kısa sürede arazi araştırmaları gerçekleştirebilir ve veri toplayabilir. Hem LiDAR hem de Fotogrametri, insansız hava aracıyla araştırma yapmak için son derece başarılı ve verimli yöntemler olduklarını kanıtladı. Tek bir otomatik drone uçuşunda, araştırma sahasının dijital yüzey modelinden doğru ölçümler oluşturmak ve bunları doğrudan elde etmek için yeterli hava verisi toplanabilir. Hem LiDAR hem de Fotogrametri büyük avantajlar sunarken, her birinin farklı güçlü ve zayıf yönleri vardır. Bu yazıda, LiDAR ve Fotogrametrinin temellerini açıklayacağız, yeteneklerini karşılaştıracağız ve belirli bir drone araştırma projesi için ne zaman ve neden en iyi seçim olabileceklerini tartışacağız.
Havadan ölçüm, inanılmaz teknolojik büyümenin damgasını vurduğu bir alan olarak kaldı. Uydu görüntülerine erişimden verileri işlemek için kullanılan özel ölçme yazılımlarına kadar, ölçme projelerini ele almanın yeni ve geliştirilmiş yolları hiç eksik olmadı. Hava görüntüleri için hiçbir araç, dronları araştırmak gibi birçok ilerlemeden yararlanamadı. Artırılmış kamera çözünürlüğü sunan ve birden fazla gözlem noktasından havadan görüntü yakalamak için daha stratejik yöntemler sağlayan bir ölçüm drone’u, yüksek mutlak doğrulukla topografik araştırmalar oluşturabilir.
Basitçe söylemek gerekirse, fotogrametri, mesafeleri ölçmek için birlikte kullanılan birçok ayrı fotoğrafın kullanılmasıdır. Verimli fotogrametri için birkaç yüz ila binlerce fotoğraf gerekir. Çoğu, mülkün boyutuna ve gereken detay ve kesinlik derecesine bağlıdır.
Özel yazılımlar kullanılarak, bu görüntüler daha sonra 2D ve 3D ortomozaik haritalar ve modeller gibi çeşitli formatlarda gerçekçi ve doğru dünya modelleri oluşturmak için işlenir. Bu çıktılar, inşaat planlamasından devam eden proje yönetimine ve hatta pazarlama malzemelerinin oluşturulmasına kadar çeşitli amaçlar için kullanılabilir. Fotogrametri, tek bir toplu drone anket verisinden üretilebilen muazzam miktarda bilgi için etkileyicidir.
Veri toplama için geleneksel fotoğrafçılığa dayanan fotogrametriden farklı olarak, LiDAR (Işık Algılama ve Aralıklandırma anlamına gelir) verileri yakalamak için lazerler kullanır. Lazerler , dijital yüzey modellerinin oluşturulmasına yardımcı olmak için yüksek yoğunluklu bir nokta bulutu ( uzayda bir dizi veri noktası ) oluşturmak için kullanılır.
Drone araştırmasında, uçağa bir LiDAR sensörü monte edilir ve drone araştırma sahası üzerinde uçarken kısa lazer darbeleri yayar. Bu darbeler aşağıdaki yüzeylerden yansır ve bu yansımalar daha sonra sensör tarafından yakalanır. Algoritma, darbenin gönderildiği zaman ile yansımanın alındığı zaman arasındaki zaman gecikmesini kullanarak, yansıtan yüzeye olan mesafeyi hesaplayabilir. Bu mesafe ölçümlerinin büyük bir kısmı daha sonra bir dijital yüzey modeli oluşturmak için kullanılabilecek yoğun bir nokta bulutu oluşturmak için birleştirilir.
Daha yeni bir teknoloji olarak, LiDAR’ın piyasaya sürülmesi, sörveyörlerin daha önce fotogrametri ile mümkün olandan çok daha doğru verilere sahip olacağı anlamına geliyordu.
Bu iki insansız hava aracıyla ölçüm yönteminin her birinin güçlü ve zayıf yönleri var ve bunları ayrıntılı olarak ele alacağız. Ancak üst düzeyde, fotogrametri ince ayrıntıları yakalamada daha iyidir, LiDAR ise daha geniş alanların daha doğru ölçümlerini sağlayabilir.
Yukarıda bahsedildiği gibi, LiDAR sensörleri, ışığın yerden geri yansıması için geçen süreyi ve o ışığın yoğunluğunu izlemek için lazerler kullanır. On yıllardır var olmasına rağmen, LiDAR teknolojisi ancak son zamanlarda bir dronun yüküne sığacak kadar küçük hale geldi. Lazer ölçümleri çok karmaşık bir sürecin sadece bir parçasıdır. LiDAR, araziyi ve topoğrafyasını (IMU) düzgün bir şekilde yansıtacak kadar doğru bir nokta bulutu oluşturmak için gereken verileri toplamak için uydu konumlandırma (GNSS verileri) ve bir atalet ölçüm birimi gibi diğer yüksek doğruluklu teknolojileri kullanır.
Haritalama için LiDAR teknolojisi, kesinliği ve doğruluğu ile bilinir. Ölçme dünyasında, her biri bir projeyle ilgili olarak farklı sonuçlara sahip olan çeşitli doğruluk türleri vardır.
Göreceli doğruluk, bir öznenin özelliklerini başka bir belirli konuyla ilişkili olarak ölçer. Mutlak doğruluk, ölçümler bir bütün olarak daha büyük dünyaya göre doğrudur. Gerçekçi bir çıplak dünya modeli oluştururken, mükemmel doğruluk elde etmek için en iyi yöntem LiDAR’dır. Bunun nedeni, en hassas yükseklik, bitki örtüsü ve mevcut durum verilerini sağlamasıdır. Dijital arazi modeliniz için en iyi dikey hassasiyet seviyesi, GNSS verilerini yukarıdan yüzlerce lazer darbesi atan LiDAR kullanımıyla birleştirerek elde edilir.
Topografik sorunlara yalnızca arazi dalgalanmalarından daha fazlası neden olur. Fotogrametri ve diğer foto-tabanlı ölçme yöntemleri, daha ince zemin seviyesi okumalarının elde edilmesini önleyen flora tarafından engellenebilir. LiDAR lazer darbeleri, yapraklı dallardan ve yapraklardan geçerek aşağıdaki zemine ulaşır ve ölçüm doğruluğunu artırır. Şantiyenizdeki ışık seviyeleri tutarlı değilse, LiDAR daha iyi bir seçenektir. Dış aydınlatma kullanılmadan, LiDAR gece araştırmaları veya düşük görüşlü faaliyetler yürütmek için kullanılabilir. LiDAR ayrıca çok küçük çaplı nesneler hakkında bilgi toplamaya da yardımcı olur. Buna güzel bir örnek elektrik kablolarıdır. Yüksek yoğunluklu nokta toplama ve doğrudan ölçüm yaklaşımı sayesinde, LiDAR tel kateneri hassas bir şekilde haritalayabilir.
LiDAR kullanarak çalışmanın bir takım dezavantajları vardır ve bunların en bariz olanı masrafıdır. Eksiksiz bir anket sistemi, artan operasyonel karmaşıklık (ve daha karmaşık bileşenler ve veri sensörleri gereksinimi) nedeniyle potansiyel olarak yüzbinlerce dolara mal olabilir. Bu karmaşıklık aynı zamanda deneyimli bir uzmana olan güveninizi artırır ve hata payınızı artırır. Çok fazla işlem yapmadan hemen erişilemeyen birkaç sensör ve bilgi ile ihtiyacınız olan drone verilerini çıkarmak kolay değildir. LiDAR sensörleri tipik olarak geleneksel kameralardan daha büyüktür. Hava araştırmaları giderek yaygınlaşıyor ve daha ağır bir yük taşımak için daha büyük bir insansız hava aracına duyulan ihtiyaç zaten pahalı olan maliyeti artırabilir. LiDAR’ın üçüncü sorunu, çok özel ortamlarda iş için en iyi araç olmasıdır ve bu aynı zamanda onun en büyük gücüdür. Birçok görev için standart fotogrametri yeterli olacaktır. Bu, görüntü işleme yazılımı geliştikçe ilgi çeken bir uygulamadır.
Fotogrametri kullanmanın en önemli avantajlarından biri erişilebilirliğidir. Drone teknolojisi ve haritalama yazılımı ile, kaliteli bir drone kameraya sahip olan herhangi bir şirket, gerçekçi haritalar ve 3D modeller oluşturabilir. Bir haritalama görevini tamamlama ve verileri yararlı bilgilere dönüştürme süreci, kamera kalibrasyonunu, temel uçuş planlamasını tamamladıktan ve yer kontrol noktalarınızı çizdikten sonra oldukça basittir. Bu yaklaşımın inşaat, koruma, madencilik ve tarım gibi çeşitli sektörlerde somut sonuçlar ürettiği çok sayıda örnek vardır. Daha da önemlisi, çeşitli çıktılar da mevcuttur ve kolayca dağıtılır. Tanımlanabilir özelliklere ve renklere sahip haritaların ve modellerin basitliği, onları güçlü bir işbirliği aracı haline getirerek, paydaşların bilgileri değiştirmek için çok fazla zaman harcamak zorunda kalmadan bilgi alışverişinde bulunmalarına olanak tanır. Fotogrametrinin ucuz maliyeti çekiciliğinin bir başka önemli parçasıdır. Daha önce de belirtildiği gibi, başlamak, bir kamera drone’da mütevazı bir meblağ ve veri işleme yazılımında çok daha az miktar anlamına gelir. Son olarak, fotogrametri bize ek esneklik sağlar. Üzerinde çalıştığınız göreve bağlı olarak, görevinizin ne kadar hızlı, ne kadar yüksek ve ne kadar isabetli olmasını istediğinizi seçebilirsiniz.
Fotogrametri tabanlı ölçme teknolojilerinin birkaç dezavantajı vardır. Birincisi, dronunuzun kamerasının ve dronun kendisinin kalitesinin, haritalarınızın ve modellerinizin doğruluğu üzerinde önemli bir etkisi vardır. Yer örnekleme mesafesi (GSD), uçtuğunuz irtifanın yanı sıra sensör boyutu, diyafram açıklığı, çözünürlük ve odak uzunluğundan etkilenir. Ayrıca, çok sayıda yer kontrol noktası veya RTK veya PPK özellikli bir insansız hava aracı olmadan, mutlak doğrulukta sonuçlar elde etmekte zorlanacaksınız. Drone pilotlarının, gerekli yer örnekleme mesafesini elde etmek için en iyi uçuş irtifasını bulması gerekecek. Yazılımınızın fotoğraflarınızı kusursuz bir şekilde bir araya getirebilmesini sağlamak için her görüntüde bir örtüşme ayarlamanız gerekir. Hava, Fotogrametri hedeflerinizin önündeki ikinci engeldir. Ya da başka bir deyişle, aydınlatma koşulları. Ölçüm sonuçlarınızın kalitesi karanlık, bulut örtüsü, toz ve daha fazlası gibi faktörlerden zarar görebilir. Veri işlemeyi kullanırken göremediğiniz şeyleri ölçmek imkansızdır. Bu, zayıf görüşe sahip uçuşların bitki örtüsü, gölgeler veya günün saati nedeniyle daha az yer noktası ve daha az doğru haritalar ve modeller sağlayacağı anlamına gelir.
LiDAR ve fotogrametri temelde farklı iki veri toplama yöntemidir. LiDAR ile zemini özetleyen bir 3B nokta bulutu oluşturan binlerce veri noktası elde edersiniz. Görsel olarak erişilebilir hale getirmek için, birkaç farklı veritabanındaki rengi birleştirmeniz gerekir. Fotogrametri, 3B nokta bulutu, harita veya gezilebilir model gibi faydalı herhangi bir şey üretmek için analiz edilmesi ve birleştirilmesi gereken yüzlerce veya binlerce fotoğraf üretir. Bulutta LiDAR işleme, bulut tabanlı fotogrametri araçları kadar yaygın veya erişilebilir değildir. Bu, ham verileri kullanılabilir bilgilere ve uygun yazılıma dönüştürebilen bir yerinde uzmana ihtiyacınız olacağı anlamına gelir.
Fotogrametri ile karşılaştırıldığında, LiDAR daha ayrıntılı ve hassas taramalar üretir. Düşük ışık veya çok fazla bitki örtüsü gibi hassasiyetin her şeyden daha önemli olduğu durumlar için de harikadır, çünkü düşük ışık veya çok fazla bitki örtüsü gibi çevresel kısıtlamalara rağmen iyi çalışabilir. LiDAR nokta bulutları, metrekare başına 500 noktaya kadar ayrıntı düzeyine ve üç milimetreden daha az dikey yükseklik doğruluğuna sahip olabilir. Yüksek yoğunluklu veri noktalarına sahip bir veri kümesi daha sağlamdır ve iş bulgularınızı işlemeye geldiğinde size daha fazla esneklik sağlar. Bu, fotogrametrinin her zaman doğru olduğunu iddia etmek değildir. Manzaranız nispeten basitse ve yoğun bitki örtüsünden yoksunsa, özellikle de bir RTK konumlandırma modülü kullanıyorsanız, yine de oldukça ayrıntılı haritalar ve modeller oluşturabilirsiniz.
LiDAR’ı Ne Zaman Kullanmalısınız?
Yüksek oranda bitki örtüsü bulunan zorlu arazileri haritalıyorsanız, LiDAR iyi bir seçenektir. Yaprakların, dalların ve ağaçların arasından geçen doğrudan ölçümler nedeniyle, veriler doğru topografik nokta bulutları oluşturmak için kullanılabilir. Teknoloji, özellikle geleneksel yöntemlerle tespit edilemeyecek kadar ince olan kablolar gibi öğeleri hassas bir şekilde ölçmek için harikadır. Eldeki ölçme işi her şeyden önce hassasiyet gerektiriyorsa, tercih edeceğiniz araç LiDAR olmalıdır. Her ne kadar bu, maliyetleri ve verileri hayata geçirmek için gereken bilgiyi içeren zorlukları da beraberinde getiriyor.
LiDAR şunlar için idealdir:
• Erişilmesi zor, karmaşık ve fazla büyümüş arazi haritaları oluşturmak.
• Elektrik kablolarının, çatı kenarlarının ve ince detaylarıyla gösterilmesi gereken diğer nesnelerin modellenmesi.
• Kaza rekonstrüksiyonları gibi detaylara ve hassasiyete büyük dikkat gerektiren tüm projeler.
Drone ölçümüne yeni başlayanlar için fotogrametri, fiyatı nedeniyle daha iyi bir seçenek olsa da, LiDAR’dan daha düşük bir maliyeti olması tek avantajı değil.
Aslında, Fotogrametri birçok uygulama için daha uygun olacaktır. Bu, özellikle ortomozaik haritalar, 3B modeller veya diğer uygun maliyetli proje durum güncellemeleri kullanarak planlar üzerinde işbirliği yapmak istediğinizde geçerlidir.
Aşağıdakileri yapmak istiyorsanız Fotogrametri’yi seçin:
• Yorumlanması kolay ve çok fazla sonradan işleme gerektirmeyen haritalar ve modeller oluşturun.
• Görsel olarak incelenmesi gereken veri kümeleri oluşturun.
DJI Phantom 4 RTK , hepsi bir arada, profesyonel bir ölçme çözümüdür. Phantom 4 RTK, daha iyi mutlak doğruluk için gerçek zamanlı, santimetre düzeyinde konumlandırma verileri sağlayan yerleşik bir entegre RTK modülüne sahiptir. Phantom 4 RTK, DJI Cloud PPK Hizmeti kullanılarak gerçekleştirilebilen Post Processed Kinematics’te (PPK) kullanım için uydu verilerini de kaydedebilir ve depolayabilir. Hem profesyonel sörveyörler hem de yeni başlayanlar, Phantom 4 RTK’nın satın alınabilirliğini, doğruluğunu ve kullanım kolaylığını takdir edeceklerdir .
Amiral gemisi M300 RTK drone ve Zenmuse P1 faydalı yükün birleşimi , mutlak en iyiyi isteyenler için DJI’ın en üst düzey fotogrametri çözümüdür.
P1 , ayarlanabilir sabit odaklı lenslere ve tam çerçeve sensöre sahip bir tam çerçeve fotogrametri yüküdür. Global bir mekanik deklanşöre ve Smart Oblique Capture gibi yazılım özelliklerine sahip olduğundan, büyük ölçekli fotogrametri uçuşları için mükemmeldir. P1, M300 RTK’yı tek bir uçuşta 3 km2 kat etmek ve YKN kullanmadan yatayda 3 cm ve dikeyde 5 cm doğru sonuçlar üretmek için kullanır.
DJI’dan LiDAR çözümleri
P1’e benzer şekilde Zenmuse L1 , M300 ile kullanılmak üzere tasarlanmış birinci sınıf bir LiDAR sensörüdür . 3 eksenli stabilize gimbal ile entegre olan L1 , bir Livox LiDAR modülüne, yüksek doğruluklu bir IMU’ya ve 1 inç CMOS’lu bir kameraya sahiptir.
Bu kapsamlı ölçme çözümü, 3D verilerin yanı sıra RGB görüntüleme yetenekleri sunar. Drone, karmaşık yapıların yüksek çözünürlüklü görüntülerini sağlayabilir ve görüntüleri 2 km2’ye kadar bir alanda dikey olarak 5 cm ve yatay olarak 10 cm doğrulukla yeniden oluşturabilir.
Son düşünceler
LiDAR ve Fotogrametri, iki rakip veri toplama teknolojisi olarak elmayla elmayı karşılaştırmak için mükemmel bir konumda değil. Tartıştığımız gibi, biri mutlaka diğerinden daha iyi değildir. Eldeki görev eninde sonunda en iyi cevabı belirleyecektir. Işıklandırma ve kontrast iyiyse, fotogrametri anket verilerini yakalamanın iyi bir yoludur. Bununla birlikte, yükseklik hassasiyeti, karmaşık yapılar veya kısmen gizlenmiş araziyi içeren zorlu haritalama görevleri için LiDAR muhtemelen en iyi seçenektir. Her durumda, personelinizin maliyeti ve deneyimi en iyi yöntemin belirlenmesinde önemli bir rol oynayacaktır. DJI’ın en iyi ölçüm yükleri olan P1 ve L1 , teknolojinin giderek daha uygun fiyatlı ve erişilebilir hale geldiğini gösteriyor. Kullanım durumunuz için en iyi dronları ve yükleri belirleme konusunda yardıma mı ihtiyacınız var? Ekibimiz yardımcı olabilir. İletişim formumuzu doldurmak için buraya tıklayın . Bizi (805) 480-4033, Pzt – Cum 07:00 – 17:00 PST numaralı telefondan da arayabilirsiniz.