← практика

Качество АФС · полёт

Методичка, 4.1. Выдерживание параметров полёта. Фотографическое качество — следующая пара.

Раздел 4. Оценка качества полученного материала.

4.1 Оценка точности выдерживания аэрофотосъемочным аппаратом параметров полета

Требования к фотограмметрическому качеству материалов аэрофотосъемки:

4.1.1 Взаимные и абсолютные углы наклона аэрофотоснимков

Взаимные и абсолютные углы наклона аэрофотоснимков не должны превышать значений, указанных в таблице Г.1.

Для контроля необходимо определить фактические углы наклона снимков. Обработку изображений в работе следует производить в ПО Metashape. Необходимо произвести взаимное ориентирование изображений (выравнивание), после чего открыть окно привязки и вкладку - расчетные значения. Для определения максимальных значений следует произвести экспорт рассчитанных значений элементов внешнего ориентирования с угловыми величинами.

Суммарный угол считается по формуле

где - угол наклона снимка,

θ (тета) - угол тангажа (​англ. pitch),

γ (гамма) - угол крена/угол наклона (англ. roll).

Посчитав суммарный угол следует произвести сортировку по убыванию для определения максимальных значений фактических значений абсолютных углов наклона изображений. В зависимости от полученных результатов написать соответствующий вывод. В выводе указать о наличии и количестве изображений, углы наклона которых находятся вне допустимых значений.

Таблица ХХ. Фактические углы наклона изображений.

Название снимка

Тангаж, °

Крен, °

Угол наклона, °

EX-01-10917_0283_0112.jpg

5,552

-7,13

9,005

EX-01-10917_0283_0112.jpg

5,552

-7,13

9,005

EX-01-10917_0283_0110.jpg

4,195

-7,76

8,796

EX-01-10917_0283_0110.jpg

4,195

-7,76

8,796

EX-01-10917_0283_0089.jpg

4,507

-7,28

8,537

EX-01-10917_0283_0089.jpg

4,507

-7,28

8,537

EX-01-10917_0283_0133.jpg

5,264

-6,22

8,124

...

...

...

...

EX-01-10917_0283_0005.jpg

0,174

-0,1

0,2

Обязательно вывод. Сколько снимков вне допуска (указать какой допуск), какой процент от общего числа снимков составляют снимки с абсолютным углом наклона превышающим допуск.

4.1.2 Фактическая высота фотографирования

Фактическая высота фотографирования над средней плоскостью съемочного участка не должна отличаться от заданной более чем на 5 %.

Для контроля следует определить реальную высоту фотографирования Hфреал. Однако высота, указанная в exif данных может иметь существенную ошибку, поэтому рекомендуется производить фотограмметрическую съемку, с целью определения высоты БВС относительно подстилающей поверхности. Достаточно произвести построение разреженного облака и матрицы высот. По полученной матрице высот определить среднюю отметку на объекте. Она указывается в левом нижнем углу окна отображения матрицы высот. Высота летательного аппарата указывается в окне привязки. Разница между этими значениями - реальная высота фотографирования:

Hфреал = Hабсреал(2) - hсрреал(1)[м]()

Реальная высота фотографирования над средней плоскостью съемочного участка не должна отличаться от заданной более чем на 5 %:

(Hфреал-Нфтреб)/Hфтреб < 5%

4.1.3. Непараллельность базиса фотографирования стороне аэрофотоснимка («елочка»)

Непараллельность базиса фотографирования стороне аэрофотоснимка («елочка») при выполнении аэрофотосъемки прямолинейными маршрутами кадровой АФК с использованием аэрофотоустановки не должна превышать 7º; при отсутствии аэрофотоустановки - 14º(фгм: Максимальные значения «елочки» не должны превышать 12º).

Для контроля данного параметра необходимо определить реальный курс движения БВС (угол рыскания - ψ). Определить курс ψ можно по центрам проекций крайних изображений внутри маршрута (обратная геодезическая задача). Чтобы определить координаты крайних изображений берем предварительно обработанную съемку и определяем расчетные координаты крайних изображений в маршруте. Однако для определения приращений координаты центров проекций должны быть определены в прямоугольной СК. Самым простым решением будет пересчет координат проекта в прямоугольную СК. В работе будет использоваться универсальная поперечная проекция Меркатора (UTM). Выбрав инструмент Преобразовать привязку в окне Привязка необходимо определить номер зоны СК UTM. Расчет производится по долготе: 30+𝛌/6 с округлением в сторону большего. После преобразования координаты центров проекции будут представлены в прямоугольной СК.

Далее необходимо выбрать крайние изображения в одном из маршрутов:

Расчет курса ψ (дирекционного угла) производится по приращениям:

tg ψ = (x2 – x1) / (y2 – y1) = ∆x /∆y

ψ=arctg(408417-408859)/(6308476 -6308688)= 64.46 °

В зависимости от четверти углы считаются по соответствующим формулам:

Первая четверть:

КУРС=arctg ψ = arctg(|∆x|/|∆y|)

Вторая четверть:

КУРС= 180 °-arctg(|∆x|/|∆y|)

Третья четверть:

КУРС=180 °+arctg ψ =180 °+arctg(|∆x|/|∆y|)

Четвертая четверть:

КУРС= 360 °-arctg(|∆x|/|∆y|)

Таблица ХХ -приращения координат и соответствующие значения румба

Дирекционный угол линии

Направление линии

Приращения

ΔX

ΔY

0-90

СВ

+

+

90-180

ЮВ

+

-

180-270

ЮЗ

-

-

270-260

СЗ

-

+

Возможно предоставление результата в табличном виде:

Номер маршрута

Name

X, м

Y, м

Z, м

ΔX, м

ΔY, м

ψ, °

DJI_0048.JPG

408417,2

225,585

211,5766

442,758

64,4587

DJI_0083.JPG

225,585

Далее следует экспортировать углы наклона всех остальных изображений и сравнить их с эталоном. При экспорте необходимо указать рассчитанные значения и угловые величины:

В полученной таблице оставляем столбец расчетного курсового угла ψ (Yaw_est) и производим расчет отклонений (ψснимка - ψмаршрута). Далее производим сортировку значений от максимального к минимальному:

Таблица ХХ. Непараллельность базиса фотографирования стороне аэрофотоснимка

Name

ψ снимка, °

dψ, °

DJI_0318.JPG

57,76926

-6,68944

DJI_0317.JPG

57,84322

-6,61548

DJI_0170.JPG

57,97473

-6,48397

...

DJI_0211.JPG

68,08772

3,62902

DJI_0212.JPG

69,84208

5,383382

DJI_0213.JPG

71,16008

6,701384

Вычисления необходимо проводить по 3-м маршрутам(2 крайних и 1 посередине). Обязательно вывод.

4.1.4 Непрямолинейность маршрутов

При аэрофотосъемке площадного или линейно протяженного объекта прямолинейными маршрутами непрямолинейность маршрутов, определяемая как отклонение фактического положения маршрута от проектного положения, не должна превышать 3% от ширины полосы захвата местности аэрофотокамерой (или по фгм 20 % от запроектированного расстояния между маршрутами.).

Для определения отклонения от линии маршрута необходимо определить расстояние от каждой точки фотографирования до оси маршрута d. Сначала определяется расстояние до точки фотографирования от начала маршрута S, как гипотенуза в прямоугольном треугольнике:

[м]()

Далее следует определить величину d по формуле:

где

- Курс маршрута нам уже известен, а угол определяется из приращений координат точки C, в зависимости от четверти по соответствующим формулам:

Первая четверть:

Вторая четверть:

Третья четверть:

Четвертая четверть:

Для определения всех значений и определения максимальных отклонений - расчет производится в Excel.

#Label

X_est

Y_est

Yaw_est

ψмар, °

bсним, °

Δx, м

Δy, м

S, м

d, м

DJI_0049.JPG

408428,942

6308480,02

63,387

64,05

-0,668

DJI_0050.JPG

408441,164

6308485,671

64,05

-0,005

12,2

5,7

13,5

0,27

DJI_0051.JPG

408453,732

6308491,775

63,13

-0,919

24,8

11,8

27,4

0,28

DJI_0052.JPG

408466,425

6308497,852

63,237

-0,818

37,5

17,8

41,5

0,36

DJI_0053.JPG

408479,168

6308504,175

63,303

-0,753

50,2

24,2

55,7

0,25

DJI_0054.JPG

408491,818

6308510,352

63,426

-0,63

62,9

30,3

69,8

0,23

...

...

...

...

...

...

...

...

...

DJI_0078.JPG

408795,765

6308658,889

63,599

-0,457

366,8

178,9

408,1

-0,35

DJI_0079.JPG

408808,397

6308664,891

63,709

-0,347

379,5

184,9

422,1

-0,23

DJI_0080.JPG

408821,328

6308671,01

63,868

-0,187

392,4

191,0

436,4

-0,07

DJI_0081.JPG

408833,826

6308676,93

64,32

0,264

404,9

196,9

450,2

0,07

DJI_0082.JPG

408846,423

6308683,141

64,383

0,328

417,5

203,1

464,3

Вычисления необходимо проводить по 3-м маршрутам(2 крайних и 1 посередине). Обязательно вывод.

4.1.5. Величины перекрытий аэрофотоснимков

Величины перекрытий аэрофотоснимков не должны отклоняться от запроектированных значений более чем на 10 %. но не допускается продольное перекрытие отдельных аэрофотоснимков менее 55 %

После выполнения аэрофотосъемочных работ необходимо оценить качество полученного материала. На этапе контроля качества необходимо определить, насколько точно летательный аппарат выполнял полетное задание (соблюдение продольных и поперечных базисов).

Для этого необходимо выбрать три различных места на съемке чтобы набрать статистические данные. Наиболее удобно делать выбор в Metashape. Для этого необходимо выделить произвольным выделением 4 снимка, у которых должно быть перекрытие (два на одном маршруте и 2 на соседнем) и нажать правой кнопкой мыши и выбрать пункт “Отфильтровать по камерам”(Рис XX)

После это в окне “Снимки” появятся выбранные фотографии. Далее выбранные фотографии необходимо открыть в Photoshop. Когда все снимки будут открыты, во вкладке первого изображения, в которой будет производиться накидной монтаж необходимо изменить размер холста. Перед редактированием холста необходимо открыть замок напротив слоя с названием “Фон”. Холст редактируется комбинацией клавиш “ALT+CTRL+C” или Изображение-Размер холста..., выбрав в качестве единиц измерения “Проценты” а затем указав для каждой стороны величину 300.(Рис XX)

С использованием инструмента “Прямоугольник” добавить для каждого снимка линию обводки. Рекомендуется для каждого маршрута рисовать линию своим цветом. В дальнейшем линия нам позволит точнее определить перекрытия. После создания обводки необходимо объединить два слоя в один, Затем из каждой вкладки скопировать изображение на общий холст. После объединения, с использованием инструмента “Трансформация” ( Горячие клавиши CTRL+T) совместить сначала снимки каждого маршрута между собой (соединить стереопару) и попарно объединить в один слой, а затем совместить две стереопары между собой по зоне поперечного перекрытия. Результатом будет служить накидной монтаж.

Обводку можно сделать через свойства слоя - выполнить обводку

После этого необходимо измерить с использованием инструмента линейка продольные и поперечные перекрытия и внести данные в таблицу. Измерения обязательно выполнять в пикселях.

№ Выборки

№ Стереопары

Продольное перекрытие, Pix

Размер кадра pix

Продольное перекрытие, %

Допустимое, %

Разность, %

Выборка 1

Стереопара 1

81,90

+1,9

Стереопара 2

81,99

+1,9

Выборка 2

Стереопара 3

Стереопара 4

№ Выборки

№ Стереопары

Поперечное перекрытие, Pix

Размер кадра pix

Поперечное перекрытие, %

Допустимое

Разность

Выборка 1

Стереопара 1-2

60,78

+0,78

Выборка 2

Стереопара 3-4

Данные вычисления необходимо сделать минимум для 3-х выборок и посчитать среднее значение разности допустимого перекрытия и фактического. Допуск не должен превышать +/- 10%.