Тема: Применение беспилотных летательных аппаратов для решения инженерно-геодезических задач

В настоящее время в области крупномасштабного картографирования происходят бурные изменения, связанные с развитием ряда ключевых технологий сбора и обработки пространственных данных. Такими технологиями являются:
> Лазерное сканирование (воздушное, наземное);
> Аэрофотосъемка с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА);
Данные технологии за последние 15 лет произвели революцию в точности, скорости и стоимости сбора пространственных данных [1].
Актуальность применения БПЛА, как новый фотограмметрический инструмент, в том, что два традиционных метода получения данных ДДЗ (данные дистанционного зондирования) с использованием космических спутников (космическая съемка) и аэрофотосъёмки с летательного аппарата имеют недостатки.
Снимки, полученные со спутника, не имеют высокого разрешение, что конечно же не подходит для крупномасштабного картографирования.
Традиционная аэрофотосъемка с использованием самолетов или вертолетов требует высоких экономических затрат, которые приводят к повышению стоимости конечной продукции. Также не выгодно проводить съемку небольших по площади объектов.
Таким образом, применение БПЛА имеет ряд плюсов, таких как:
> Экономическая целесообразность (рентабельность);
> Возможность съемки с разных высот;
> Полученные снимки обладают высокой разрешающей способностью;
> Оперативность получения снимков;
> Возможность применения в труднодоступных местах [2];
Целью выпускной работы является - практическое применение результатов, полученных с БПЛА, для решения инженерно-геодезических задач, а именно возможность использования фотограмметрического метода для вычисления объема грунтов.
Для достижения данной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Создать планово-высотное обоснование с применением ГНСС;
2. Обработать полученные снимки с БПЛА Геоскан 401 в лицензионном программном обеспечении Agisoft PhotoScan;
3. Решить задачу вычисления объемов грунта в Agisoft PhotoScan;
4. Произвести оценку точности вычислений, полученных в Agisoft PhotoScan;
5. Произвести тахеометрическую съемку рельефа с использованием электронного тахеометра Trimble M3 DR 5". Результаты обработать в программном обеспечении Trimble Business Centre и получить значение объема;
6. Сравнить между собой результаты вычисления объема;
Выпускная квалификационная работа состоит из трех глав. В первой главе говорится о применении беспилотных летательных аппаратов для решения прикладных задач геодезии. Во второй главе представлена обзорная часть фотограмметрической обработки снимков. В третей главе описываются этапы выполнения практической части выпускной работы, полученные результаты с оценкой точности и выводы.
Купить

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были изучены два метода вычисления объема. Первый метод вычисления с применением фотограмметрического материала, полученного в 2017 году с квадрокоптер Геоскан 401. Второй способ по результатам тахеометрической съемки, полученной с применением тахеометра Trimble M3 DR 5".
В процессе выполнения работы были решены следующие задачи:
1. Создано планово-высотное обоснование с применением ГНСС. На снимках были выбраны точки планово-высотного обоснования, которые использовались для геодезической привязки аэрофотоснимков. Для определения точек ПВО с использованием ГНСС применялся кинематический метод Stop&Go. Получен каталог координат и высот 20 точек планово-высотного обоснования в программном продукте Trimble Business Centre. Ошибки полученных координат не превосходят 2см в плане и 3 см по высоте.
2. Произведена обработка полученных снимков с БПЛА Геоскан 401 в программном обеспечении Agisoft PhotoScan. В результате была построена модель с критерием точности EXY=0,069 м, Ez=0,072 м.
3. Решена задача вычисления объемов грунта в Agisoft PhotoScan и оценена точность результата. Вычисленное значение объема равно V=1315,9 м3, ошибка вычисления равна mV=62,6M3, что составляет 4,7% от общего объема. По требованиям инструкции РД 07-603-03 «Инструкция по производству маркшейдерских работ» удвоенная относительная ошибка вычисления объема не должна превышать 10%. Следовательно, применение беспилотных летательных комплексов обеспечивают заданную точность при соблюдении действующих инструкций
4. Проведена тахеометрическая съемка с использованием электронного тахеометра Trimble M3 DR 5", по результатам которой вычисленный объем в программном обеспечении Trimble Business Centre равен V=1189,9 м3.
5. Выполнено сравнение результатов вычисления объема. Согласно требованиям инструкции по маркшейдерским работам предельные погрешности определения объема для двух независимых результатов не должны превышать 12%. В нашем случае разность двух результатов удовлетворяет данному условию и составляет 9,5%.
Можно сделать вывод, что использование материалов аэрофотосъемки, полученных с беспилотных летательных аппаратов, возможно применять для решения инженерно-геодезических задач, а именно возможно использовать фотограмметрический метод для вычисления объема земляных работ.

Купить