Введение 3
Глава 1. Методы получения и обработки пространственных данных 5
1.1 Фотограмметрический метод 5
1.1.1 Особенности аэрофотосъемки с БПЛА 7
1.2 Методы лазерного сканирования 12
1.2.1 Наземное лазерное сканирование 14
1.2.2 Воздушное лазерное сканирование 16
1.2.3 Воздушное лазерное сканирование с БПЛА 19
1.2.4 Мобильное лазерное сканирование 22
1.3 Программы для построения 3D моделей 24
1.3.1 AgisoftPhotoScan 25
1.3.2 CloudCompare 27
1.4 Программывизуализации 3D моделейс пространственной привязкой 30
1.4.1 ГИС спутник 31
Глава 2. Построение метрической 3D модели объекта и работа с ней 34
2.1. Обработка данных в ПО AgisoftPhotoScan 34
2.2 Извлечение геометрических параметров конкретных объектов в ПО
CloudCompare 52
2.3 Визуализация данных вПО ГИС Спутник 64
2.4 Анализ полученных данных 67
Заключение 73
Список литературы
На сегодняшний день объем данных дистанционного зондирования увеличивается, что приводит к популярности использования 3D моделей в той или иной сфере жизни. Промышленным предприятиям это наиболее необходимо, так как можно не выезжая непосредственно на объект получить достоверную информацию о нем. При аварии или поломке на объекте можно с помощью 3Dмодели оценить всю глобальность ситуации, измерить все параметры объекта и знать размеры нужной детали.Все это стало возможным благодаря усовершенствованию программных продуктов для обработки полученных пространственных данных и программных продуктов визуализации 3D моделей объектов и территорий.
Существуют разные способы получения 3D пространственных данных. Наиболее популярными считаются: фотограмметрический метод и лазерное сканирование.
Фотограмметрический метод в основном осуществляется с помощью аэрофотосъемки с БПЛА. Данный вид съемки имеет большой ряд преимуществ, но так же существуют и недостатки.
Лазерное сканирование - новейшая технология, которая отличается высокой точностью и высокой производительностью. Лазерно сканирование подразделяется на 3 вида: воздушное ЛС, наземное ЛС и мобильное ЛС.
Целью данной работы является: 1. Изучение возможности создания 3D модели промышленного объекта по данным аэрофотосъемки с БПЛА и возможность ее использования для получения метрических данных об объекте;
2. Анализ возможностей использования ГИС Спутник для работы с 3D пространственными данными.
Для достижения этой цели были поставлены задачи:
1. Изучить современные технологии получения пространственных данных.
2. Изучить ПО для обработки полученных пространственных данных (аэрофотосъемка с БПЛА и НЛС).
3. Построение 3D модели объекта по данным, полученным с БПЛА.
4. Извлечение геометрических параметров объектов 3D модели.
5. Построение твердотельных объектов по данным наземного лазерного сканирования.
6. Сравнение геометрических параметров объектов метрических 3Dмоделей.
Данная выпускная квалификационная работа состоит из двух частей. Первая часть работы посвящена знакомству с методами получения пространственных данных, а также знакомству с программными продуктами для обработки полученных данных и их визуализации.
Вторая часть работы посвящена обработке исходных данных с помощью программного обеспечения AgisoftPhotoScan и CloudCompare, а также визуализация полученной 3D модели в ГИС Спутник.
В данной работе были рассмотрены два метода получения пространственных данных: аэрофотосъемка с БПЛА и наземное лазерное сканирование. Также были рассмотрены программы для обработки полученных данных: AgisoftPhotoScanH CloudCompare, и программа для визуализации 3D модели - ГИС Спутник.
С помощью программы AgisoftPhotoSca^bLra построена
метрическая3Dмодель по данным аэрофотосъемки с БПЛА. Полученная 3D модель получилась достаточно детальной и обладает метрическими свойствами для получения данных об объекте. Также данный метод получения пространственных данных отличается достаточной дешевизной, так как БПЛА стоят не очень дорого. Но у данной модели есть и недостатки: наличие дефектов, вызванные особенностями построения модели фотограмметрическим методом, а также отсутствие некоторых деталей из-за наличия мертвых зон. Но это можно устранить, если дополнительно использовать наземную фотосъемку.
Основным способом использования 3D модели с БПЛА является визуализациямодели с возможностью получения основных геометрических параметров. Эффективный инструмент для работы с полученной 3Dмоделью - ГИС Спутник, который работает с данными, полученными с AgisoftPhotoScan. Данное ПО обладает большим набором функций для работы с 3Dпространственными данными. С помощью ГИС Спутник можно вычислить объем насыпи и выемки, различные линейные параметры, вычислить площадь, превышения и уклоны на поверхности ЦМР/ЦММ. В данной работе я нашла линейные параметры промышленного объекта.
ЭЭмодели и 3D пространственные данные на сегодняшний день являются наиболее эффективными и наглядными способами представления данных и работы с ними. И в дальнейшем данное направление будет считаться наиболее эффективным для работы с 3D пространственными данными.
