Mittaaminen drone-kartoilla: etäisyys, korkeus, kaltevuus ja pinta-ala

Kuinka tarkka mittaus drone-kartalla on?

Mittaus on yhtä tarkka kuin malli, josta se otetaan. RTK:lla tai mitatulla maatuella drone-fotogrammetrian paras tulos on noin 1 GSD tasossa ja 2–3 GSD:hen korkeudessa riippumattomia tarkistuspisteitä vasten, mikä 1–2 cm GSD:llä on karkeasti 1–2 cm tasossa ja 2–5 cm korkeudessa. Mittaustyökalu ei lisää siihen mitään, mutta ei myöskään voi poistaa sitä.

Siksi Orthositen lentokohtainen tarkkuusraportti antaa RMSE:n (neliöllinen keskivirhe) ja 95 %:n arvon tasossa ja korkeudessa sekä pisteiden määrän, laskettuna vain tarkistuspisteistä, joita ei käytetty säädössä, ASPRS:n paikannustarkkuusstandardin tyyliin^[3]. Pisteen lukema kuten “± 2 mm” on jotain muuta: se kuvaa, kuinka hyvin napsautuksen ympärillä olevat pilven pisteet täsmäävät keskenään, ei sitä, kuinka lähellä tulos on todellista sijaintia. Katso maatuki- ja tarkkuusopas tarkistuspisteiden asettamisesta ja lukemisesta.

Mitä eroa on ruudukkoetäisyydellä ja maastoetäisyydellä?

Ruudukkoetäisyys mitataan litteällä karttaprojektiolla (esimerkiksi SWEREF 99 TM tai UTM-vyöhyke). Maastoetäisyys on se, minkä lukisit mittanauhalla tai takymetrillä, vaakasuora kohteen korkeudella. Ne eroavat yhdistetyn mittakaavakertoimen (CSF) verran, ja ruudukko = CSF × maasto.^[1]

CSF on kahden tekijän tulo:

• Ruudukon mittakaavakerroin (k), projektiosta. Se riippuu sijainnistasi. SWEREF 99 TM:llä k = 0,9996 keskimeridiaanilla 15°E^[2], joten siellä ruudukon viiva on 4 cm lyhyempi kuin sama viiva ellipsoidilla sataa metriä kohti.
• Korkeuskerroin, R / (R + h), jossa R on Maan keskisäde ja h korkeus ellipsoidin yläpuolella.^[1] Se palauttaa maastoetäisyyden ellipsoidille ja on hieman alle 1 millä tahansa sen yläpuolisella korkeudella.

Laskuesimerkki. k = 0,9996, h = 100 m, R ≈ 6 371 km. CSF = 0,9996 × 6 371 000 / 6 371 100 = 0,999584. Viiva, joka on 100,000 m maastossa, on silloin ruudukolla 99,958 m, 4,2 cm lyhyempi. Kilometrillä ero on 42 cm. 1–2 cm:n tarkkuudella tasossa tämä ei ole vähäpätöinen, ja se on syy siihen, miksi drone-kartta ja mittanauha voivat olla eri mieltä pitkästä viivasta, vaikka molemmat olisivat oikeassa.

Orthositessa jokainen pituus ja pinta-ala on ruudukkoarvo projektin koordinaattijärjestelmässä, joka nimetään lukeman alla. Missä koordinaattijärjestelmälle on maastoarvo, se näytetään ruudukkoarvon vieressä merkittynä “maasto”. Jokaisen lukeman alla oleva huomautus antaa kaavan ja kohteessa käytetyn k:n. Pystysuoria etäisyyksiä ei koskaan skaalata. Koordinaattijärjestelmän valinnasta katso koordinaattijärjestelmäopas.

Miten mittaan etäisyyden?

Valitse 3D-näkymän työkalupalkista Etäisyys ja napsauta viivaa pitkin. Orthosite raportoi jokaisen osuuden ja kokonaismatkan seuraavasti:

• 3D-etäisyys, ruudukko (rinnettä pitkin ruudukossa);
• vaakaetäisyys, ruudukko (tasoetäisyys);
• vaakaetäisyys, maasto, ja 3D-etäisyys, maasto, kun ruudukolla on maastoarvo. Maaston 3D-etäisyys on maaston vaakaetäisyyden ja todellisen korkeuseron hypotenuusa.

Käytä vaakaetäisyyttä merkintään ja tasomääriin ja 3D-etäisyyttä pinnan pituuteen. 3D-etäisyys ei ole koskaan lyhyempi kuin vaakaetäisyys, ja Orthosite pitää nämä kaksi yhdenmukaisina. Etäisyyden voi viedä CSV-tiedostona, jossa on kärkipisteiden koordinaatit projektin koordinaattijärjestelmässä, osuuksien etäisyydet ja kumulatiivinen asemaluku, ruudukko- ja maastosarakkeet nimettyinä tiedostossa.

Miten pisteen korkeus lasketaan?

Jokaiselle pisteelle, jonka napsautat Korkeusero-työkalulla (ja profiilin jokaisessa kärkipisteessä), Orthosite näyttää kaksi korkeutta. Ensimmäinen on 3D-mallin korkeus kyseisessä kohdassa. Toinen, merkitty “pilvi”, tulee lennon pistepilvestä: robusti tasosovitus (Huber-painotus, iteratiivisesti painotettu pienimmän neliösumman menetelmä) 16 lähimmän pilven pisteen läpi tasossa, laskettuna napsautetussa sijainnissa. Tulos näytetään arvolla ± sovituksen keskivirhe millimetreinä sekä pisteiden määrä ja käytetty säde.

Miksi ei lähintä pistettä? Orthositen omissa testeissä lennoilla, joilla oli mitattuja maalimerkkejä, yksittäinen lähin piste oli 30–70 % huonompi kuin tasosovitus ja poimi joskus karkean virheen (20,8 cm yhdessä GCP:ssä), kun taas tasosovitus ennusti pois jätettyjä pilven pisteitä paljaalla maalla noin 7–9 mm:n RMSE:llä (leave-one-out-testi pilven sisällä, noin 2,8 cm:n pisteväli; neliöpinta ei ollut tasoa parempi). Tämä luku on pilven sisäinen johdonmukaisuus, ei sen tarkkuus: mitatuilla maalimerkeillä kaikki näytteenottotavat täsmäsivät 0,1–0,5 cm:n sisällä, kun taas tuotteen ja mittauksen erotuksen hajonta (keskihajonta) oli 1,2–3,4 cm. Lennon georeferointi, ei näytteenottosääntö, määrää tarkkuuden.

Korkeudet muunnetaan piste pisteeltä. Pilvi tallennetaan ellipsoidisilla korkeuksilla. Antaakseen korkeuden projektin korkeusjärjestelmässä (esimerkiksi RH2000) Orthosite soveltaa geoidin korkeutta N pisteessä, ei yhtä arvoa koko kohteelle. Geoidi muuttuu sijainnin mukaan; ruotsalaisessa SWEN17-mallissa mittasimme yhdellä kohteella 42,6 mm/km, kansallisen mediaanin ollessa noin 33 mm/km. Yksi arvo 1 km:n levyiselle kohteelle olisi siksi noin 3 cm pielessä kulmissa (puolet lävistäjästä, 0,7 km, kertaa 42,6 mm/km). Korkeusjärjestelmä ilmoitetaan luvun vieressä.

Miten mittaan korkeuseron ja kaltevuuden?

Valitse Korkeusero ja napsauta kahta pistettä. Saat ΔZ:n, 3D-etäisyyden (ruudukko ja maasto), kaltevuuskulman ja kunkin pisteen korkeuden. ΔZ lasketaan myös kahden pisteen pilvikorkeuksista, yhdistetyllä ±-arvolla kahdesta sovituksesta.

Kaltevuuskulma on atan(ΔZ / vaakaetäisyys). Kun ruudukolla on maastoarvo, käytetään maaston vaakaetäisyyttä, joka on kulma, jonka vaaituslaite tai takymetri näkisi; muuten käytetään ruudukkoetäisyyttä ja lukeman merkintä kertoo sen. Kahden lähekkäisen saman pinnan pisteen välillä suhteelliset korkeudet ovat tarkempia kuin absoluuttiset, koska mallin yhteinen siirtymä kumoutuu erotuksessa. Tämä ei päde suurella kohteella, jossa malli voi taipua hieman.

Miten pinta-ala mitataan?

Valitse Pinta-ala, napsauta kulmat ja sulje polygoni. Orthosite raportoi tasoalan, vaakasuoran jalanjäljen, ruudukossa ja (jos saatavilla) maastossa: maastoala = ruudukkoala / CSF², sekä tasokehän. Tasoala on mittausalan käytäntö tonteille, päällysteille ja jalanjäljille. Pinnalle verhottu 3D-ala olisi kaikilla rinteillä suurempi, eikä sitä raportoida. Yksikköä voi vaihtaa metrien ja jalkojen välillä ja kaikki lukemat seuraavat.

Miten piirrän profiilin tai poikkileikkauksen?

Valitse profiilityökalu (Poikkileikkaus / Profiili), napsauta pisteitä viivaa pitkin ja napsauta oikealla tai paina Enter lopettaaksesi. Profiilipaneelissa valitset korkeusmallin, DSM:n tai DTM:n. Orthosite ottaa rasterista näytteen oletuksena 0,5 m välein ja piirtää korkeuden asemaluvun suhteen.

Kaksi korkeutta nimetään erikseen, jotta niitä ei sekoiteta. Tiheät asemat ovat valitun DSM:n tai DTM:n rasteripikseleitä, ja paneeli ilmoittaa kyseisen rasterin menetelmän. Kärkipisteet, eli pisteet, joita todella napsautit, saavat myös edellä kuvatun robustin pilvikorkeuden. Aukot, joissa rasterilla ei ole dataa, lasketaan ja näytetään. Asemaluku on ruudukon pituus, maaston pituus sen vieressä, ja profiili viedään CSV-tiedostona, jossa on koordinaatit projektin koordinaattijärjestelmässä.

DSM-profiili seuraa pinnan yläosaa, kasvillisuus ja rakennukset mukaan lukien; käytä DTM:ää maahan. Ojan tai tien poikkileikkauksessa tarkista profiili pistepilveä vasten ennen kuin luotat senttimetriin kapeassa kohteessa, koska rasteriruutu keskiarvoistaa kokonsa yli.

Miten mittaan tilavuuden?

Valitse Tilavuus, piirrä polygoni kasan ympärille ja napsauta oikealla laskeaksesi. Tilavuus on pinta miinus valitsemasi pohjapinta, joka nimetään tuloksessa, esimerkiksi rajauksen korkeuksien läpi kulkeva taso tai toisen lennon mitattu pinta. Tilavuusopas selittää pohjapinnat ja mikä rajoittaa tarkkuutta. Kuten pinta-alassa, tilavuus lasketaan ruudukossa ja maastoarvo annetaan sen vieressä muodossa ruudukko / CSF².

Kuinka tarkka koordinaattinäyttö katselimessa on?

Kursorin alla näytettävät koordinaatit käyttävät samaa koordinaattimuunnosta kuin viennit, palvelimen laskemana, datumiruudukot mukaan lukien, kun koordinaattijärjestelmä sellaista tarvitsee. Missä kohteen pikanäyttö ei voi olla tarkka (hieno datumiruudukko kuten Itävallan), arvo näytetään muodossa “≈ ±x mm” kunnes kyseisen sijainnin tarkka laatta on latautunut. Mittaus-CSV kirjoitetaan vain, kun jokaisella kärkipisteellä on tarkka arvonsa, ei koskaan likimääräistä. Jos koordinaattia ei voida antaa projektin järjestelmässä, katselin näyttää mallikoordinaatit ja kertoo sen.

Viimeksi tarkistettu: 2026-10-10