Φωτογραμμετρία με Τεχνολογία UAV

Η Systems Dynamics με τη συνεργάτιδα εταιρία MaP ltd παράγει Φωτογραμμετρικά Γεωχωρικά Προϊόντα από Σύγχρονες Πλατφόρμες Αεροφωτογράφησης UAV. Τις τελευταίες δεκαετίες η χρήση εναλλακτικών συστημάτων αεροφωτογράφησης (πλατφόρμες φωτογράφησης) έχει βρει εφαρμογή σε πλήθος φωτογραμμετρικών εργασιών, παρέχοντας από την μία ευελιξία, ταχύτητα και οικονομικότητα κατά τη συλλογή των φωτογραμμετρικών δεδομένων, όσο και τελικά προϊόντα αρκετά υψηλής ανάλυσης και ακρίβειας.

uavΕιδικότερα, η εμφάνιση των αυτόματων/ημιαυτόματων μη επανδρωμένων αεροσκαφών (UAV) σε συνδυασμό με την έλευση σύγχρονων αισθητήρων χαμηλού βάρους, έχει προσεγγίσει τόσο το ερευνητικό όσο και το πρακτικό ενδιαφέρον διαφορετικών επιστημών, μεταξύ των οποίων και της Φωτογραμμετρίας.

Μερικές από τις σημαντικότερες εφαρμογές των UAV αφορούν την ασφάλεια (αστυνομία, πυροσβεστική, στρατός), την παρακολούθηση και επιτήρηση εγκαταστάσεων (εργοστάσια, αιολικά και ηλιακά πάρκα, ναυπηγία, ηλεκτρικοί πυλώνες κ.α.), καθώς και την χαρτογράφηση και εν γένει τρισδιάστατη αποτύπωση (κλασική Φωτογραμμετρία). Μεταξύ των βασικότερων πλεονεκτημάτων, προβάλλει η ευκολία στον χειρισμό μέσω των εξελιγμένων αυτοματισμών που παρέχουν, καθώς και το χαμηλό κόστος απόκτησης και λειτουργίας τους, γεγονός που τα καθιστά τόσο δημοφιλή αλλά και προσιτά σε αρκετές σύγχρονες εργασίες και μελέτες στην ευρύτερη τοπογραφία. Η σύγχρονη αυτή  εξέλιξη στη συλλογή δεδομένων προβάλλει δελεαστική, αν σκεφτεί κανείς ότι με σχετικά χαμηλό κόστος αποκτά άμεση πρόσβαση σε γεωχωρικά δεδομένα πολύ υψηλής ανάλυσης όπως έγχρωμες, πολυφασματικές, υπερφασματικές και υπέρυθρες ψηφιακές λήψεις, καθώς και δεδομένα lidar, με σκοπό την γρήγορη και συχνή κάλυψη περιοχών σχετικά περιορισμένης έκτασης (π.χ. όσο τα όρια ενός οικισμού).

Από το σύνολο τέτοιων δεδομένων μπορούν να προκύψουν σύγχρονα φωτογραμμετρικά προϊόντα, τόσο διανυσματικά όσο και εικονιστικά, μέσω εφαρμογής κατάλληλων μεθοδολογιών και αλγορίθμων που αναπτύχθηκαν αρχικά σε ερευνητικό επίπεδο από τον τομέα της Φωτογραμμετρίας αλλά και της Όρασης Υπολογιστών. Σ’ αυτά, συμπεριλαμβάνονται πυκνά νέφη τρισδιάστατων σημείων, τρισδιάστατα μοντέλα πόλεων, εδάφους, και γενικότερων επιφανειών, “αληθείς” ορθοφωτογραφίες και ορθοφωτομωσαϊκά (RGB και υπερφασματικά), καθώς και τρισδιάστατες αποδόσεις (σχέδια) μέσω αυτοματοποιημένων στερεοσκοπικών μετρήσεων. Οι παραπάνω διαδικασίες επεξεργασίας, κατά κύριο λόγο αυτοματοποιημένες, συνεχίζουν να εξελίσσονται και να βελτιώνονται ως προς την ταχύτητα εφαρμογής τους και την τελική μετρητική ακρίβεια των αποτελεσμάτων.

Η χρήση των UAV ως πλατφόρμα αεροφωτογράφησης για την παραγωγή φωτογραμμετρικών προϊόντων πολύ υψηλής ανάλυσης αποτελεί πλέον πόλο έλξης τόσο του επιστη­μονικού όσο και του πρακτικού, εμπορικού ενδιαφέροντος. Οι δυνατότητες ενός τέτοιου συστήματος, σε συνδυασμό με μεθόδους και αλγορίθμους που έχουν παρουσιαστεί από την επιστημονική κοινότητα τα τελευταία χρόνια, μελετήθηκαν και αξιολογήθηκαν στο πλαίσιο τριών εφαρμογών με διαφορετικές προδιαγραφές και στόχους. Με αφορμή τα παραπάνω, σχεδιάστηκε και εφαρμόστηκε κατάλληλη μεθοδολογία η οποία συνδυάζει υπάρχουσες τεχνικές από την Φωτογραμμετρία και την Όραση Υπολογιστών με την ανάπτυξη εξειδικευμένων αλγορίθμων και την στερεοσκοπική μέτρηση από έμπειρους χειριστές, καταδεικνύοντας έτσι ότι η νέα αυτή τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αντίστοιχες εφαρμογές, τόσο από άποψη ακρίβειας όσο και οικονομικότητας με μεγάλη επιτυχία.

Τελικά προϊόντα Τεχνολογίας

pcΤο παραγόμενο νέφος σημείων, τελικής ανάλυσης 10cm και αποτελούμενο από εκατομμύρια σημεία, αναπαριστά με αξιοσημείωτη πιστότητα ακόμα και τις παραμικρές υψομετρικές μεταβολές του εδάφους και των αντικειμένων πάνω από αυτό.  Οι γεωμετρικά ακριβείς προσανατολισμοί, σε συνδυασμό με το λεπτομερές ψηφιακό μοντέλο επιφανείας (DSM), επιτρέπουν στους αλγορίθμους ορθοαναγωγής την δημιουργία “αληθών” ορθοφωτογραφιών και ορθοφω-τομωσαϊκών πολύ υψηλής οπτικής πιστότητας απαλλαγμένων από φαινόμενα διπλοπροβολών και γεωμετρικών/ραδιομετρικών αστοχιών που παρατηρούνται κατά τις συμβατικές διαδικασίες. Αξίζει να σημειωθεί ότι η οριζοντιογραφική και υψομετρική ακρίβεια των προϊόντων επιβεβαιώθηκε μέσω ελέγχου σε έναν ικανοποιητικό αριθμό σημείων μετρημένων επίγεια με GPS (σημεία ελέγχου), καθώς και με ενδελεχείς συγκρίσεις με υπάρχοντα υπόβαθρα, που παρήχθησαν φωτογραμμετρικά από μετρητικές μηχανές. Παράλληλα, η υψηλή ανάλυση των ορθοφωτογραφίων επέτρεψε την δημιουργία λεπτομερών φωτογραμμετρικών διαγραμμάτων κλίμακας 1:500 (δισδιάστατη απόδοση), τα οποία, συγκρινόμενα με επίγεια τοπογραφική αποτύπωση, επιβεβαίωσαν την αξιοπιστία του τελικού προϊόντος.

pc2