Vergleich von RTK-Drohnen-Höhenkarten mit ATV/SXS-gesammelten Topo
Bei Green Aero Tech bekommen wir unsere Daten oft mit anderen Erhebungsmethoden verglichen. Sei es öffentliches LiDAR, bemannte Photogrammetrie, bemannte Vermessungsmethoden oder Fahrerfassungsmethoden wie Tractor/Truck/Quad. All dies hat seinen Platz, und richtig gemacht, können sie ALLE genau sein. Unser Ziel war es, jedem jederzeit genaue Daten zur Verfügung zu stellen extrem günstiger preis. Aufgrund der betrieblichen Effizienz im Laufe der Jahre war Green Aero Tech in der Lage, eine genaue Höhe zu einem so günstigen Preis anzubieten, dass es kaum zu glauben ist, dass sie genau ist. Unser Ziel ist es, diese Mythen zu zerstreuen.
Dieser spezifische Vergleich erfolgt zwischen unseren UAV (Drohnen)-basierten Daten, die kommerzielle RTK-ausgerüstete UAVs mit den Best Practices von Green Aero Tech für die Datenerfassung und -verarbeitung verwenden, und den Vergleich mit Daten, die mit dem Quad des Auftragnehmers am Boden gesammelt wurden.
Also lass uns eintauchen!
Der Prozess umfasste das Einbringen des Shapefiles des Auftragnehmers, das beim Befahren des Feldes gesammelt wurde, das Erstellen eines Oberflächengitters aus den Punkten und das anschließende Vergleichen mit dem digitalen Oberflächenmodell (DSM) der Drohne. Da das Shapefile keine visuellen Bilder enthält, konnten wir es nicht wirklich durch X/Y synchronisieren, aber wir konnten unsere Höhe so versetzen, dass sie sehr genau der vom Auftragnehmer erzeugten Oberfläche entspricht.
Topografischer Vergleich
Im Vergleich zeigt dieses nächste Bild die Unterschiede zwischen den beiden Schichten. Grün = ±5 cm oder weniger Unterschied (gut) und Rot = größer als +5 cm Unterschied (Bodenschicht höher als Drohnenschicht), Blau = größer als -5 cm Unterschied (Bodenschicht niedriger als Drohnenschicht). Es ist offensichtlich, dass die Bodenschicht eine blaue (niedrigere) Höhe auf den Höfen anzeigen würde, da es keine Daten gibt und sie interpoliert ist, während die Drohne die tatsächliche Oberflächenhöhe viel höher anzeigt. Da die Differenzschicht hauptsächlich grün ist, weist dies darauf hin, dass sich die beiden Schichten in den meisten Bereichen um ±5 cm oder weniger unterschieden, was sehr gut und erwartet ist.
Ein genauerer Blick auf die auf der Differenzebene überlagerten Bodenpunkte (Punkte) zeigt, dass die Unterschiede zwischen den beiden Schwadlinien der Bodendaten tendenziell auftreten. denn wo die Punkte tatsächlich sind, stimmen die Drohnendaten mit der Messung überein.
Wenn wir uns ein Profil entlang der Bodentopolinien ansehen, können wir sehen, dass die Drohnendaten (grün im Profildiagramm) sehr gut zur interpolierten Bodenlinie (rot im Profildiagramm) ausgerichtet sind.
Um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, wie genau wir an den gleichen Punkten wie die Bodenerfassung sind, haben wir die Höhendaten von der Drohne genommen und sie an den gleichen Punktpositionen abgetastet, an denen das Bodentopo Daten hat. Dann haben wir in Excel diese beiden Werte verglichen (die ursprüngliche Höhe, wie von SVT angegeben, mit der von Drohnen angegebenen Höhe an derselben Koordinate) und haben einige Statistiken erstellt. Über die 11,000 überprüften Bodenpunkte hinweg betrug der Durchschnitt ±2.5 cm Unterschied zwischen den beiden, was besser ist als unsere normale angegebene Genauigkeit von ±5.0 cm Z. Der Medianwert betrug tatsächlich ± 2.1 cm Z, wobei nur wenige % außerhalb unserer lagen erwartete Reichweite, also sehr positive Ergebnisse. Das angehängte XLS enthält alle Daten, die in diesem Vergleich verwendet wurden.
Bei der Profilierung zwischen Masselinien sehen wir eine gewisse Divergenz zwischen den Ausgabeschichten, insbesondere bei kleinen Merkmalen in der Topographie. Diese Unterschiede sind in den meisten Fällen wahrscheinlich nicht allzu signifikant.
Wenn wir jedoch das Querprofil senkrecht zu den Bodenlinien betrachten, können wir sehen, wo die Interpolation (rote Linie) breiter Bodenstreifen (schwarze Punkte) kleinere Merkmale übersieht und einen signifikanten Höhenunterschied im Vergleich zur Drohnenebene (grün) zeigt.
Entwässerungsmodellvergleich
In den meisten Fällen kann dies für den gesamten Entwässerungsbericht ziemlich belanglos sein, es sei denn, man betrachtet nur die Oberflächenentwässerung. Aber eine interessante Sache, die wir bei diesem Projekt festgestellt haben, ist, dass der (anscheinend) identifizierte Auslass auf der Westseite des Feldes (roter Pfeil) einen Düker zu haben scheint, der nicht in die richtige Richtung abfließt oder anderweitig zu hoch ist Höhe, um das Feld auf dieser Westseite zu entwässern. Im Screenshot unten zeigt die linke Seite den Entwässerungsbericht des Green Aero Portals basierend auf der Bodenoberflächendatei (erstellt aus den Bodenpunkten). nach dem Umfang der verfügbaren Daten), dass das Wasser die Westseite leicht abfließen wird. Wenn man sich jedoch die Drohnenschicht ansieht, die auf der anderen Seite der Straße (und am anderen Ende des Dükers) gemessen wird, scheint es definitiv erforderlich zu sein, dass an diesem Graben gearbeitet werden muss, um die Strömung in die richtige Richtung zu bringen, ansonsten ist dies der Fall wird ein Flaschenhals sein und Wasser in der südwestlichen Ecke „versenken“. Da es sich um ein Oberflächenmodell der Drohne handelt, berücksichtigt es natürlich keine versteckten Durchlässe oder andere Geländemerkmale, die es ermöglichen würden, dass Wasser an diesen Bereichen vorbeiläuft. Oder wenn es eine Wasserstraße gibt, die durch das Maisfeld nach Westen führt, kann dies ausreichen, um ohne Verwendung des Grabens in Richtung Norden/Süden zu entwässern.
Durch die Modellierung des Dükers bis zu einer Tiefe, die einen vollen Abfluss im Westen des Feldes ermöglicht, zeigt das erneute Ausführen des Entwässerungsberichts (Düker-Vollflusskarte auf Portal) einen viel ähnlicheren Satz von Fließwegen und Senkenbereichen, jedoch mit unserem erweiterten Daten sehen wir zusätzliche Gebiete, die noch von Bedeutung sein könnten (nordwestliche Ecke, südliche Mitte), da die Topographie hinter diesen Gebieten (nicht durch die Bodendaten erfasst) darauf hindeutet, dass die Höhe möglicherweise zu hoch ist, um einen freien Fluss aus dem Feld zu ermöglichen. Bei näherer Betrachtung der visuellen Bilder wird es wahrscheinlich aufgrund des stehenden Mais südlich des Feldes in diese Richtung angezeigt, so dass es wahrscheinlich kein Problem darstellen würde.
Natürlich ist dies alles an die Oberflächenentwässerung im Allgemeinen gedacht und mag für die Fliesenverlegung nicht allzu relevant sein, aber wie wir alle wissen, werden die Fliesenverlegungskosten enorm eingespart, wenn die Oberflächenentwässerung in so vielen Bereichen wie möglich unter Kontrolle gebracht wird.
Hier ist eine zusätzliche Anmerkung von Interesse aus den Vergleichsdaten. Wo das Land offensichtlich zu nass war, um das Bodengerät sicher zu befahren/zu vermessen, weicht die Interpolation der Oberfläche fast 6 cm von dem ab, was die Drohne aus der Luft genau erfassen konnte. Grün = interpolierte Oberfläche von der Bodenerfassung, Blaue gestrichelte Linie = Drohnenhöhenoberfläche, Schwarze Punkte sind die Erfassungspunkte/Linien von der Bodenausrüstung. Abhängig von der Fläche und wenn dies für eine Steckdose verwendet wird, kann dies einen erheblichen Unterschied in der Tiefe der Fliesenhauptleitungsanforderung ausmachen.
Zusammenfassung
Die Schlussfolgerung ist, dass unsere Drohnen-Luftaufnahme in Übereinstimmung mit den am Boden gesammelten Punkten sehr genau ist. Die Unterschiede treten beim Vergleich zwischen Bodenerfassungslinien auf, da eine Interpolation durchgeführt werden muss und dies einen Glättungseffekt zeigt, der kleine topografische Merkmale verbergen kann. Da wir so viele Punkte pro Quadratmeter bedeckten Boden erfassen, sehen wir diese Interpolationsfehler nicht in der gleichen Größenordnung wie bei der Bodenerfassung. Wir haben auch den zusätzlichen Vorteil visueller Bilder, die für jeden Höhenpunkt räumlich und zeitlich relevant sind. Wenn also in den Höhendaten eine Anomalie festgestellt wird, kann diese visuell betrachtet werden, um die Ursache zu ermitteln. Wenn man sich das vollständige Entwässerungsmodell eines Feldes ansieht, kann die erweiterte Abdeckung der Drohne über die kultivierten Hektar hinaus helfen, Planer auf Probleme mit Auslässen aufmerksam zu machen, insbesondere bei Oberflächenentwässerungsarbeiten.
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