Skanowanie za pomocą dronów: rewolucja w gromadzeniu danych i mapowaniu

Technologia dronów z modułami kamer dała nową metodologię wielu sektorom w ciągu ostatnich kilku lat, w tym akwizycję danych imapowanie. Skanowanie dronem, znane również jako fotogrametria lotnicza, umożliwia wykorzystanie kamer do przechwytywania obrazów w wysokiej rozdzielczości lub tworzenia trójwymiarowej mapy terenu lub konstrukcji lub obiektów przy znacznie niższych kosztach. W tym przewodniku zostanie przedstawione zrozumienie funkcji, zalet i tego, w jaki sposób skanowanie dronem rewolucjonizuje pozyskiwanie i analizę danych przestrzennych.

Co to jest skanowanie za pomocą drona?

Skanowanie za pomocą dronów można wyjaśnić jako użycie bezzałogowych statków powietrznych (UAV) lub, jak są one bardziej znane, dronów wyposażonych w kamery o wysokiej rozdzielczości i inne instrumenty pomiarowe do przechwytywania obrazów powierzchni Ziemi. Odbywa się to w celu rekonstrukcji obrazów i uzyskania modeli, ortomozaik i chmur punktów, które są bardzo ustandaryzowane. Dane wynikające z zastosowania tych metod mogą być wykorzystane w wielu zastosowaniach, takich jak geodezja, inspekcja infrastruktury, monitoring środowiska i urbanistyka.

Ta zaawansowana funkcja skanowania opiera się na integracji różnych najnowocześniejszych technologii, takich jak:

Kamery o wysokiej rozdzielczości: Drony mogą być wyposażone w najnowocześniejszeModuły kamer, aby rejestrować szczegółowe zdjęcia lotnicze, w tym zdjęcia w wysokiej rozdzielczości i nagrania wideo.

Detekcja i zasięg światła (LiDAR): Czujniki LiDAR zamontowane na dronach mogą generować bardzo dokładne dane chmury punktów 3D w celu tworzenia szczegółowych map terenu i modeli 3D.

Czujniki wielospektralne i hiperspektralne: Drony mogą przenosić specjalistyczne czujniki, które przechwytują dane na wielu długościach fal w widmie elektromagnetycznym w celu wykrywania i analizowania określonych materiałów, roślinności lub warunków środowiskowych.

Termowizyjnej: Kamery termowizyjne w dronach mogą dostarczyć cennych informacji o charakterystyce termicznej, warunkach infrastruktury i innych danych związanych z temperaturą.

Zalety skanowania za pomocą drona

Efektywność kosztowa i czasowa

Dane zebrane ze skanowania za pomocą dronów są tańsze i stosunkowo szybsze niż inne ręczne metody zbierania danych. Wcześniej wykonywanie zdjęć lotniczych wiązało się z koniecznością wynajmowania załogowych samolotów lub zdjęć satelitarnych, co było czasochłonne i kosztowne w organizacji. Za pomocą dronów można szybko i skutecznie gromadzić różne dane, które umożliwiają częstsze gromadzenie danych, a tym samym ich aktualizację. Efektywność ta przekłada się na krótki czas trwania projektu, a tym samym mniejsze wydatki.

Wysokiej jakości i dokładne dane

Nowoczesne bezzałogowe statki powietrzne są wyposażone w sprzęt fotograficzny oferujący wysoką rozdzielczość; W ten sposób zapewniają dokładne obrazy. Obrazy można skompilować, aby uzyskać ortomozaiki, które są zdjęciami lotniczymi Ziemi skierowanymi w kierunku orth R, które są georeferencyjne. Co więcej, drony są w stanie zbierać dane pod różnymi kątami jednocześnie, co zwiększa niezawodność tworzenia modeli 3D i chmur punktów. Takie szczegóły pomagają również w podejmowaniu decyzji lub analizie w wielu branżach, ponieważ im wyższy poziom szczegółowości, tym poprawny wynik.

Bezpieczeństwo i dostępność

Na przykład użycie dronów do skanowania zmniejsza potrzebę wysyłania ludzi w ryzykowne i/lub trudne tereny. Jednak innym obszarem, w którym drony okazały się przydatne, jest wykrywanie i gromadzenie danych, zwłaszcza w obszarach, które są niedostępne lub istnieje zagrożenie dla życia ludzkiego. Dostępność ta stwarza o wiele więcej możliwości w takich dziedzinach jak ocena konstrukcji, monitorowanie katastrof i badanie środowiska. Mogą one obejmować terytoria, do których dostęp jest utrudniony lub do których dostęp wymaga dużo czasu, wysiłku i zasobów.

Zastosowania skanowania za pomocą dronów

Geodezja i kartografia

Skanowanie lotnicze z wykorzystaniem dronów nabrało nowego wymiaru w dziedzinie geodezji i kartografii terenu. Tradycyjne metody geodezyjne są czasami wykonywane za pomocą bezpośrednich pomiarów i wymagają dużo czasu w terenie. Obszary wielkoskalowe mogą być zatem badane w stosunkowo krótszym czasie niż w przypadku badań naziemnych, a uzyskane dane można wykorzystać do tworzenia map topograficznych, NMT i warstwic. Dane te są bardzo istotne w planowaniu i rozwoju struktury urbanistycznej dla nowych budynków oraz zarządzaniu zasobami gruntów.

Inspekcja i konserwacja infrastruktury

Inspekcja infrastruktury, takiej jak mosty, budynki, linie energetyczne i inne tego typu zabezpieczenia, jest krytycznym zadaniem, ale pochłania czas i wymaga zasobów. Kody kreskowe składające się z obrazów o dużej gęstości i termowizyjnych pozwalają na szybką i sprawną ocenę konstrukcji, a także wykrycie problemów z konstrukcjami, takich jak pęknięcia, korozja i nieprawidłowości cieplne. Praktyki te oznaczają, że inspekcja infrastruktury może być przeprowadzana w sposób odpowiedzialny i zanim stanie się planem niepowodzenia lub czymś zbliżonym do tego.

Rolnictwo precyzyjne

Skanowanie oparte na dronach może być bardzo przydatne dla rolników w celu optymalizacji plonów, monitorowania stanu roślin i wykrywania ich na początkowym etapie.

Czujniki wielospektralne umożliwiają ilościowe określenie niewielkich zmian w kondycji roślin i ich zapotrzebowaniu na składniki odżywcze, tak aby zastosować zasoby we właściwych miejscach i ilości.

Zagadnienia i wyzwania

Chociaż korzyści płynące ze skanowania za pomocą dronów są liczne, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki i potencjalne wyzwania:

Zgodność:

Działanie tych systemów powietrznych do celów komercyjnych i przemysłowych jest regulowane różnymi środkami i dyrektywami, których należy przestrzegać, aby uniknąć naruszenia tych systemów i operacji.

Bezpieczeństwo danych i prywatność:

Ponieważ aplikacja obejmuje gromadzenie i przechowywanie obrazów w wysokiej rozdzielczości, a także modeli 3D, ważne jest, aby zapewnić odpowiednie protokoły i standardy bezpieczeństwa danych, nie zapominając o międzynarodowych przepisach dotyczących prywatności użytkownika.

Bieżące szkolenia i konserwacja:

Praktyczne wdrożenie systemów skanujących, opartych na technologii dronów, wiąże się ze szkoleniem operatorów i regularnymi kontrolami działania sprzętu w celu zmniejszenia zacięć operacyjnych i awarii sprzętu.

Jak wykonywać lepsze misje skanowania dronów

Aby zmaksymalizować skuteczność skanowania za pomocą dronów, należy wziąć pod uwagę następujące wskazówki:

Zaplanuj i przygotuj: Ważne jest również, aby zaplanować trasę lotu i cele przed rozpoczęciem latania dronem. W zależności od okoliczności można wziąć pod uwagę wpływ warunków pogodowych, ograniczeń przestrzeni powietrznej i specyfiki wykonywanego zadania. Upewnij się, że sprzęt, baterie i karta pamięci są gotowe przed planowaną operacją.

Kalibracja i testowanie: Dokonaj wstępnych ustawień drona i czujników przed lotem dronem, aby uniknąć przechwytywania niedokładnych danych. Przetestuj lot, aby potwierdzić działanie sprzętu i naprawić problemy, które mogą tam wystąpić. Należy postępować zgodnie z tymi wytycznymi, aby zapewnić, że podane dane są wysokiej jakości i dokładne; Częsta konserwacja i kalibracja pomogą w osiągnięciu tego celu.

Nakładanie się ujęć: Bardzo ważne jest, aby podczas wykonywania zdjęć upewnić się, że obrazy następujące po sobie nakładają się na siebie w wystarczającym stopniu. To nakładanie się jest krytyczne, ponieważ pomaga w prawidłowym zszywaniu, budowaniu ortomozaik, budowie modeli 3D. Idealnie, skalibrowane do przodu i z boku nakładanie się powinno wynosić 70% lub więcej.

Często zadawane pytania (FAQ)

P1: Jakiego typu kamery powinienem używać do skanowania za pomocą drona?

A1: Wszystko zależy od Twojego przypadku użycia oraz tego, ile szczegółów chcesz uchwycić i w jaki sposób. Używaj aparatów o dużym rozmiarze matrycy i dużej liczbie megapikseli, aby uzyskać obrazy o wysokiej rozdzielczości. Niektóre drony mają modułowość, dzięki czemu można do nich dołączyć specjalistyczne czujniki, takie jak kamera termowizyjna lub kamera wielospektralna, do unikalnych zastosowań.

P2: Jak dokładne są modele 3D i pomiary generowane ze skanowania za pomocą dronów?

Odpowiedź 3: To, jak dokładny jest model 3D, a także pomiary, zależy od wielu czynników, wśród których jest jakość obrazów z kamery, dokładność GPS na pokładzie drona, a także używane oprogramowanie do przetwarzania. Ogólnie rzecz biorąc, skanowanie oparte na dronach może zapewnić dokładność poniżej centymetra, co jest dobre we wszystkim, od geodezji po inspekcję infrastruktury.

P3: Czy drony mogą być używane do mapowania dużych obszarów?

A3: Tak. Rzeczywiście, drony są w stanie mapować duże obszary w bardzo efektywny sposób dzięki wykorzystaniu autonomicznego oprogramowania do planowania lotów. Pozwala to na nakreślenie obszaru, który chcesz pokryć, i automatycznie tworzy linie lotu, które mogą go całkowicie pokryć. Dzięki technologii dronów mapowanie dużych połaci ziemi stało się szybsze i bardziej ekonomiczne w przeciwieństwie do wcześniejszych metod.

Konkluzja

Skanowanie dronem to innowacyjna technologia, która zmienia nasze postrzeganie sposobu gromadzenia, analizowania i wykorzystywania danych w różnych dziedzinach. Skanowanie dronem umożliwia przeprowadzanie badań, monitorowanie otoczenia i inspekcję infrastruktury z wykorzystaniem wysokiej rozdzielczości zdjęć lotniczych, mapowania 3D i specjalistycznych czujników. Co więcej, wraz z rozwojem tej technologii i stawaniem się coraz bardziej przystępnym cenowo, skanowanie za pomocą dronów znajdzie nowe obszary zastosowań, ostatecznie umożliwiając nam efektywne zarządzanie zasobami i podejmowanie decyzji wyłącznie w oparciu o wiarygodne dane.