Articles Comments

ИГЕО-ПОРТАЛ » На тема » Креирање на 3Д фотореалистични модели на теренот со помош на дрон

Креирање на 3Д фотореалистични модели на теренот со помош на дрон

21.10.2018

Во последната деценија, дроновите стануваат неопходна алатка во разни сфери на живеењето: од мониторинг на природни непогоди (пожари, поплави, оштетувања при земјотреси и сл.), преку користење во земјоделството (прскање со заштитни средства, следење на раст и состојба на разни култури), до употреба во воени цели. Секако, мали, лесни дронови се користат и за спортско-рекреативни цели или како хоби. Заради падот на цената на дроновите, драстично се зголеми нивниот број, а со тоа и ризикот по воздушниот сообраќај и други несакани последици. Затоа, многу држави донесоа или се на пат да донесат соодветни регулативи за услови и начини на користење на дроновите.

Дроновите или како уште се нарекуваат мали беспилотни летала (UAV-unmanned aerial vehicle) имаат голема примена во истражувањата на просторот, а во таа смисла особено во географијата. Примената на дроновите во геопросторните истражувања започнува преку креирање на аерофото снимки како основа за ортофото снимки, аеро-базирано картирање, потоа креирање на висински – теренски модели, изработка на виртуелни фотореалистични модели, туристички презентации на одредени места, временски мониторинг, реконструкција на теренот и др. Крајна цел е создавање на можности за далечинска детекција и интерпретација на разни просторни активности, промени, појави и процеси од дронски креиран дигитален модел на теренот. Во таа смисла, особено значајна и корисна е изработката на фотореалистични 3Д модели на просторот. Иако постапката е сложена, па и скапа, придобивките се големи: се добива извонредно прецизен модел на теренот кој ни е од интерес. Добиениот модел, може да се набљудува од разни страни, да се ротира, да се вршат мерења, споредби, анализи, сето тоа од својата канцеларија, без потреба (повторно) да се оди на терен. Предностите на дронскиот 3Д теренски модел, во однос на стандардните сателитски модели (пример оние на Google Earth) е што истиот обично е десетици пати подетален и попрецизен. Така, ако точноста на најдобрите слободно достапни висински модели (како 30-m SRTM или 30-m ALOS) изнесува 5-20 метри, дронски добиениот теренски модел може да има висинска прецизност од извонредни 5-10 сантиметри. Или пак, додека резолуцијата на најдеталните слободни сателитски снимки на Google Earth е 0,5 метри, на дронските ортофото снимки истата може да достигне извонредни 5-10 милиметри!

0,5-метарска сателитска ортофото снимка (горе) спроти 5-см дронска ортофото снимка (долу) на ридот Маркови Кули.

Како се добива дрон-базиран фотореалистичен теренски модел? Првин, неопходен е дрон опремен со камера која ги регистрира координатите и височината од која е направена одредена фотографија или видео-снимка (можност за геотагирање на снимките). Денес, на пазарот има бројни дронови што го исполнуваат тој услов, а нивната цена е од неколку стотици, до неколку илјади долари (во просек помеѓу 1000 и 2000 долари). Следно, потребно е јасно да се одреди просторот, целта и намената на моделот кој треба да се добие. Од тоа ќе зависи колку високо треба да биде снимањето: колку е повисоко, толку моделите се понепрецизни и обратно. Со повисоко снимање пак, може да се покрие поголема површина од теренот при еднаква должина на снимање (на пример получасовен лет на дронот). Една од најзначајните работи е снимките барем делумно да се преклопуваат, што значи избор на добра патека на снимање. Од видот на моделот, зависи дали снимањето ќе биде вертикално или под некој агол (обично -90 степени или -45 степени). По изведеното снимање, потребно е процесирање на снимениот материјал во соодветен софтвер. Денес, за таа намена најчесто се користат Pix4D, DroneDeploy, Agisoft, PrecisionHawk, AutoDesk ReCap Pro, Open Drone Map и др. Секој од наведените пакети има свои предности и недостатоци. Така, дел од нив се темелат на онлајн сервис процесирање, а други пак се комплетна инсталација за компјутер. Сите споменати пакети имаат free trial период или верзија (10-30 дена) во кој може да се проба постапката и да се видат резултатите. Предноста кај cloud процесирањето е што постапката е брза и автоматизирана, додека кај инсталирачките независни платформи, треба да поседуваме мошне моќен компјутер, посебно ако имаме неколку стотици или илјадници снимки (со „обична“ i7 конфигурација од 8-мата генерација, за такво нешто ќе треба денови). На крај, во самиот софтвер или сервер, или пак со помош на дополнителен софтвер се врши прецизно геопозиционирање врз основа на GPS, тотална станица, постоечки прецизен модел, топографска карта, план или други извори на податоци. Цените за специјализираниот софтвер или за мрежното (облак) процесирањето се движат од неколку десетици до неколку стотици долари (па и повеќе), повторно во зависност од прецизноста на моделот, типот на лиценцата, верзијата и др. Според тоа, вкупната цена за еден добар модел е еднаква на цената за пат до соодветното место, заедно со цената за снимањето со дрон, цената на процесирањето и цената за крајната проверка на моделот. На пример, за површина од 1 квадратен километар со висинска точност од 0,5 метри и фото-резолуција од 5 см, вкупната реална цена на моделот, вообичаено се движи помеѓу 50.000 и 150.000 денари. Доколку точноста ја намалиме на 1 метар, а фото-резолуцијата на 10 см, цената (заради процесирањето на помал број на снимки, пократок дрон-лет и сл.) се намалува двојно.

3Д фотореалистично ортофото на ридот Маркови Кули.

Нашата држава се труди да го следи светскиот тренд и во оваа област. Во таа смисла, веќе има десетина фирми и институции кои користат дрон-базирано моделирање и мапирање. Од неодамна, овие постапки се изучуваат и на насоката ГИС на Институтот за географија, по предметот „далечинска детекција“. Во продолжение ви презентираме неколку фотореалистични 3Д модели изготвени за различни цели од страна на авторот на статијата.

 

Автор: д-р Ивица Милевски

Оваа статија е прочитана 1239 пати!

Автор:

Од категорија: На тема

Leave a Reply

*

Advertisment ad adsense adlogger