A fotótérképezésről

Tetszőleges, repülő eszközzel szabadon megközelíthető területről fotótérképet készítünk 2-10 cm/képpont terepi felbontásban tovább »

3 dimenziós terepmodell és pontfelhő

A területről 3 dimenziós terepmodell és pontfelhő is készül. A terepmodellen az összes tereptárgy látható. A házak, épületek, fák stb. kiemelkednek a domborzatból. tovább »

Geodéziai felmérés

A felmérés pontossága nagyon jó, kicsit marad alatta a geodéziai felmérésnek, de annál sokszorta termelékenyebb és több információt ad tovább »

3D tájmodellek készítése légifelvételekből

Autópályák tervezéséhez készült ortofotókon a régészeti feltárások is dokumentálhatóak tovább »

 

M1 autópálya tesztrepülés

Az M1 autópálya egy rövid szakaszán (290 m) nagy felbontású (1 cm) légifotókat készítettünk májusban kísérleti jelleggel. A cél az volt, hogy meg tudjuk állapítani, hogy az általunk használt szoftverek milyen pontossággal dolgoznak kevés illesztőpont esetében. Összesen 80 db kép készült, 70 %-os átfedéssel.

Képek átfedése, illesztő és kontrollpontok APS szoftverrel megjelenítve

Képek átfedése, illesztő és kontrollpontok APS szoftverrel megjelenítve

Fotótérkép készítése

Két főbb szoftverrel dolgozzuk fel a légifelvételeket – részben automatikusan, helyenként módosítva-javítva a beállításokon és a készülő fotótérképen.
A fotótérkép készítés folyamatát több részre osztják a programok. Először be kell importálni a légifelvételeket, majd a fotókhoz tartozó GPS adatokat. Ekkor egy előnézeti képet kapunk a területről, de itt még a magassági adatokat nem számolja ki a program, így nem is lehet pontos méréseket végezni a képen. A képek helyzetét a repülés előtt a földfelszínen elhelyezett jól azonosítható pontokkal (illesztőpontok) lehet pontosítani. Ezeknek a pontoknak GPS-szel bemérik a helyzetét. A program segítségével ezeket a pontokat bejelöljük a fényképeken. A légifelvételek korrigálását a program automatikusan végzi. Ekkor már ki lehet számíttatni a pontfelhőt a szoftverrel, majd ennek segítségével a fényképeket is ráilleszti a pontfelhőre. A domborzatmodellt csak ezután számítja ki, majd ezek alapján készíti el a fotótérképet.
A két szoftver között az különbség, hogy hány részre osztja a részfolyamatokat – ilyenkor lehet ugyanis megadni az elemzések paramétereit: például felbontást, pixelek számát. Az APS-nek előnye, hogy szerkeszteni lehet manuálisan a seamline-okat. Mivel a légifelvételek között nagy az átfedés, így mindig a legmegfelelőbb részletet veszi figyelembe a program az adott területről. Ezeknek a részleteknek a határvonala a seamline, így ha a program elemzését nem tartjuk megfelelőnek, módosíthatunk ezen a határvonalon. Így szebb, valósághűbb képet kapunk: nincsenek például félbevágott autók az elkészült ortón, vagy nem szerepel ugyanaz a jármű többször is. Előnye lehet még, hogy ott is láthatóvá tehető a burkolat, ahol az egyik képen egy autó kitakarja a burkolatot.

APS szoftver

Az APS szoftver az 1999-ben alapított Menci Softwer fejlesztése. Ez az olasz cég GIS szoftverfejlesztő és szolgáltató cég, kutató, térképező és fotogrammetriai alkalmazásokat fejlesztenek. Távérzékelésre, digitális fotogrammetriára, térbeli analízire, térképészeti termékekre és automatizált rendszerekre specializálták magukat.

APS fotótérkép készítés - készül a felületmodell APS fotótérkép készítés - kész fotótérkép

APS fotótérkép készítés - pontfelhő APS fotótérkép készítés - mesh

Photoscan szoftver

A Photoscan szoftver a 2006-ban alapított Agisoft LLC fejlesztése. Ez az orosz cég egy gyorsan fejlődő kutató cég, mely 3D modellezéssel és számítógépes megjelenítési technológián alapuló térképészeti megoldásokkal foglalkozik.

Manuálisan nem szerkeszthető, de több beállítási lehetőség van benne.

Ps_ritkapf Ps_surupf Ps_solid Ps_shaded Ps_textured

Illesztő és kontrollpontok

A felmérendő területen a repülés előtt az autópálya mentén 30 m távolságban egymástól fix pontokat helyeztettünk ki, melyek a légifelvételeken is jól látszódnak és megmérettük geodéziai műszerrel. Ezen pontoknak tehát ismert volt a pontos GPS koordinátája, így a készülő fotótérkép pontosságának növelésére lehetett fel lehetett használni.

PSM1_GCP_tavol PSM1_GCP

Ezek közül olyan négyet használtunk fel illesztőpontnak, ami a felmért terület sarkain volt található. Kb 200 méterre (196 és 216 m) egymástól az autópálya mentén és az autópálya két oldalán, egymástól 76, illetve 78 méterre. APS-ben a fotótérkép szélétől átlag 9 méterre, Photoscanben átlag 25 méterre vannak az illesztőpontok. A többit kontroll pontként használtuk, vagyis a pontok koordinátáit a kész fotótérképen megmértük. Így ellenőrizhető mekkora pontossággal dolgozik a szoftver ritka illesztőpontok esetén.

Pontossági eredmények

A fotótérképeket QGIS programban vetettük össze. Beimportáltuk a helyszínen bemért pontok adatait és bejelöltük a fotótérképen a pontok helyét. Így a program már meg tudta adni a pontos helyzetét a pontoknak. A magassági adatokat a programok által számított DTM beimportálásával tudtam megmérni. A következő képek ennek végeredményét mutatják.

Photoscanben készült fotótérképen az illesztő és kontrollpontok

Photoscanben készült fotótérképen az illesztő és kontrollpontok

A fenti képen feketével a helyszínen bemért adatok alapján a pont helye, pirossal az APS-szel, zölddel a Photoscanben készült fotótérképen mért pont helye.

Illesztőpontok pontossága közelebbről Phtotscanben készült fotótérképen

Illesztőpontok pontossága közelebbről Phtotscanben készült fotótérképen

Az átlagos hiba a koordináták alapján 4 cm alatt van mind a két szoftverrel. Legnagyobb eltérés koordináták alapján APS-szel 20 cm alatt van. 10 cm felett 4 pont. Photoscannel 10 cm alatt van ugyanez. 5 cm felett a terület szélén található pontok vannak.

A magassági adatok átlagos hibája 39,4 cm APS-szel és 2,1 cm Photoscannel. Itt már nagyobb a különbség a két szoftver között. Legnagyobb eltérés a magasság alapján 2 ponton APS-szel 1 méter felett van, itt feltételezhető, hogy a ponthoz közeli magas fák zavarták meg a magassági modellt. Ezen kívül még 4 ponton 50 cm felett van a hiba. Photoscanben a magasságmérés hibája sokkal alacsonyabb: 20 cm alatt van. 10 cm felett csak egy ponton, ahola pont mindössze két légifelvételen szerepel, ez lehet az oka az átlagosnál nagyobb pontatlanságnak. 5 cm felett nagyobb a hiba, csak a terület szélén található pontoknál.
Jellemzően azokon a pontokon nagyobb az eltérés a mért érték és az fotótérképen mért érték között, ahol kevés légifelvétellel tudott csak számolni a program. Tehát a fotótérkép közepe felé pontosabbak a számított koordináták és magasságuk. A pontosság növelhető lehet, ha szélesebb sávben készül a fényképezés, így az eddig a felmért terület szélén található pontokon is több légifelvétellel tudna számolni a program.
A Photoscanben kevésbé pontos pontok APS-ben elemzésre se kerültek, mert a program automatikusan kisebbre vette az elemzési területet. Ha ugyanazon pontokat vesszük figyelembe mindkét szoftvernél, akkor még nagyobb a különbség a 2 elemzés pontossága között. Photoscanben ekkor az átlag magasságkülönbség 2 cm alatt van, a maximum 5 cm.

Ezek alapján a két szoftver közül, ha a pontos magasságmérés a cél, akkor a Photoscan program ajánlható. Ha fontosabb, hogy a programban szerkeszthető legyen a légifelvételek határának vonala és így szebb legyen a kép, és elegendő a fent leírt pontosság, akkor inkább az APS szoftver a megfelelő. Megoldás lehet, ha a Photoscan által létrehozott pontosabb magasságmodellt beimportáljuk az APS-be, így szerkeszthetőek a seamline-ok.