Kom i gang

Slik måler du på dronekart: avstand, høyde, helning, areal

Du kan måle på et dronekart fordi hvert punkt i punktskyen, DSM-en og ortofotoet har en koordinat i et kjent koordinatsystem. Avstander og arealer på kartet er som standard kartverdier, som avviker litt fra terrengverdier (omtrent 4 cm per 100 m i regneeksemplet nedenfor). En høyde er bare så god som modellen under, og dens reelle usikkerhet gis av flyvingens uavhengige kontrollpunkter, ikke av måleverktøyet.

Hvor nøyaktig er en måling på et dronekart?

En måling er like nøyaktig som modellen den tas fra. Med RTK eller innmålt bakkekontroll er det beste tilfellet for dronefotogrammetri omtrent 1 GSD i plan og 2–3 GSD i høyde mot uavhengige kontrollpunkter, som ved 1–2 cm GSD er omtrent 1–2 cm i plan og 2–5 cm i høyde. Måleverktøyet tilfører ingenting til det, men kan heller ikke fjerne det.

Derfor gir Orthosites nøyaktighetsrapport for en flyging RMSE (kvadratisk middelfeil) og 95 %-verdien i plan og høyde, med antall punkter, beregnet bare fra kontrollpunkter som ikke ble brukt i tilpasningen, i stil med ASPRS' standard for posisjonsnøyaktighet[3]. En angivelse som “± 2 mm” på et punkt er noe annet: den beskriver hvor godt skypunktene rundt klikket stemmer med hverandre, ikke hvor nær resultatet er den sanne posisjonen. Se guiden om bakkekontroll og nøyaktighet for hvordan du setter opp og leser kontrollpunkter.

Orthosites avstandsverktøy: en linje målt på 3D-modellen av demoflygingen (381,539 m, planavstand i SWEREF99 21 45), med målepanelet og eksportalternativer.
Orthosites avstandsverktøy: en linje målt på 3D-modellen av demoflygingen (381,539 m, planavstand i SWEREF99 21 45), med målepanelet og eksportalternativer.

Hva er forskjellen mellom kartavstand og terrengavstand?

En kartavstand (grid distance) måles på den flate kartprojeksjonen (for eksempel SWEREF 99 TM eller en UTM-sone). En terrengavstand (ground distance) er det du ville lest av med målebånd eller totalstasjon, horisontalt i områdets høyde. De to skiller seg med den kombinerte skalafaktoren (CSF), og kart = CSF × terreng.[1]

CSF er produktet av to faktorer:

Ellipsoid Ground distance (horizontal, at height h) Ellipsoid distance = ground x R/(R+h) Grid distance = ellipsoid x k grid = CSF x ground, CSF = k x R/(R+h) Not to scale

Regneeksempel. k = 0,9996, h = 100 m, R ≈ 6 371 km. CSF = 0,9996 × 6 371 000 / 6 371 100 = 0,999584. En linje som er 100,000 m i terrenget er da 99,958 m i kartplanet, 4,2 cm kortere. Over 1 km er forskjellen 42 cm. Ved 1–2 cm nøyaktighet i plan er dette ikke ubetydelig, og det er grunnen til at et dronekart og et målebånd kan være uenige på en lang linje selv når begge har rett.

I Orthosite er hver lengde og hvert areal en kartverdi i prosjektets koordinatsystem, som er navngitt under avlesningen. Der koordinatsystemet har en terrengverdi, vises den ved siden av kartverdien, merket “terreng”. Notatet under hver avlesning gir formelen og k som er brukt på stedet. Vertikale avstander skaleres aldri. For valg av koordinatsystem, se guiden om koordinatsystemer.

Hvordan måler jeg en avstand?

Velg Avstand i verktøylinjen i 3D-visningen og klikk langs linjen. Orthosite rapporterer hvert segment og totalen som:

Bruk den horisontale avstanden til utsetting og plankvanta, og 3D-avstanden til lengden av en flate. 3D-avstanden er aldri kortere enn den horisontale, og Orthosite holder de to konsistente. Avstanden kan eksporteres som CSV med hjørnepunktenes koordinater i prosjektets koordinatsystem, segmentavstander og kumulativ profilmeter (stasjonering), med kart- og terrengkolonnene navngitt i filen.

Hvordan beregnes høyden til et punkt?

For hvert punkt du klikker med Høydeforskjell (og ved hvert hjørnepunkt i en profil) viser Orthosite to høyder. Den første er høyden på 3D-modellen på det stedet. Den andre, merket “sky”, kommer fra flyvingens punktsky: en robust planfit (Huber-vekting, iterativt omvektet minste kvadrater) gjennom de 16 nærmeste skypunktene i plan, evaluert i det klikkede punktet. Resultatet vises med ± fitens standardfeil i millimeter og antall punkter og radius som er brukt.

Hvorfor ikke det nærmeste punktet? I Orthosites egne tester på flyginger med innmålte målmerker var det enkelt nærmeste punktet 30–70 % dårligere enn planfiten og plukket av og til opp en grov feil (20,8 cm i ett GCP), mens planfiten predikerte utelatte skypunkter på bar bakke med omtrent 7–9 mm RMSE (en leave-one-out-test inne i skyen, ved omtrent 2,8 cm punktavstand; en kvadratisk flate var ikke bedre enn et plan). Det tallet er skyens interne konsistens, ikke dens nøyaktighet: ved de innmålte målmerkene stemte alle samplingsmetoder innenfor 0,1–0,5 cm, mens forskjellen mellom produkt og innmåling hadde en spredning på 1,2–3,4 cm (standardavvik). Flyvingens georeferering, ikke samplingsregelen, bestemmer nøyaktigheten.

Høyder konverteres punkt for punkt. Skyen lagres med ellipsoidehøyder. For å gi en høyde i prosjektets høydesystem (for eksempel RH2000) bruker Orthosite geoidehøyden N i punktet, ikke én verdi for hele området. Geoiden endrer seg med posisjonen; i den svenske SWEN17-modellen målte vi 42,6 mm/km på ett sted, med en nasjonal median på omtrent 33 mm/km. Én verdi for et område på 1 km på tvers ville derfor vært feil med omtrent 3 cm i hjørnene (halve diagonalen, 0,7 km, ganger 42,6 mm/km). Høydesystemet oppgis ved siden av tallet.

Hvordan måler jeg en høydeforskjell og en helning?

Velg Høydeforskjell og klikk to punkter. Du får ΔZ, 3D-avstanden (kart og terreng), helningsvinkelen og høyden til hvert punkt. ΔZ beregnes også fra skyhøydene til de to punktene, med kombinert ± fra de to fitene.

Helningsvinkelen er atan(ΔZ / horisontal avstand). Når kartet har en terrengverdi, brukes den horisontale terrengavstanden, som er vinkelen et nivellerinstrument eller en totalstasjon ville sett; ellers brukes kartavstanden, og merket i avlesningen sier det. Mellom to nærliggende punkter på samme flate er relative høyder mer nøyaktige enn absolutte, fordi en felles forskyvning i modellen opphever seg i differansen. Det gjelder ikke over et stort område, der modellen kan bøye seg litt.

Orthosites 3D-visning med den teksturerte 3D-modellen fra den offentlige demoflygingen (858 bilder) sett skrått ovenfra.
Orthosites 3D-visning med den teksturerte 3D-modellen fra den offentlige demoflygingen (858 bilder) sett skrått ovenfra.

Hvordan måles et areal?

Velg Areal, klikk hjørnene og lukk polygonet. Orthosite rapporterer planarealet, det horisontale fotavtrykket, i kartplanet og (der det finnes) i terrenget: terrengareal = kartareal / CSF², pluss planomkretsen. Planarealet er oppmålingskonvensjonen for tomter, dekker og fotavtrykk. Et drapert 3D-areal ville vært større i enhver skråning og er ikke det som rapporteres. Enheter kan byttes mellom meter og fot, og alle avlesninger følger.

Hvordan tegner jeg en profil eller et tverrsnitt?

Velg profilverktøyet (Tverrsnitt / profil), klikk punkter langs linjen og høyreklikk eller trykk Enter for å fullføre. I profilpanelet velger du høydemodellen, DSM eller DTM. Orthosite sampler rasteret hver 0,5 m som standard og tegner høyde mot profilmeter.

To høyder navngis hver for seg slik at de ikke forveksles. De tette stasjonene er rasterpiksler av den valgte DSM-en eller DTM-en, og panelet oppgir metoden for det rasteret. Hjørnepunktene, punktene du faktisk klikket, får også den robuste skyhøyden beskrevet ovenfor. Hull der rasteret mangler data telles og vises. Profilmeteren er en kartlengde, med terrenglengden ved siden av, og profilen eksporteres som CSV med koordinater i prosjektets koordinatsystem.

En DSM-profil følger toppen av overflaten, inkludert vegetasjon og bygninger; bruk DTM-en for bakken. For et tverrsnitt over en grøft eller en vei, kontroller profilen mot punktskyen før du stoler på en centimeter i en smal detalj, siden en rastercelle midler over sin størrelse.

Hvordan måler jeg et volum?

Velg Volum, tegn polygonet rundt massen og høyreklikk for å beregne. Volumet er overflaten minus en bunnflate du velger og som er navngitt i resultatet, for eksempel et plan gjennom randhøydene eller en annen flyvings målte overflate. Volumguiden forklarer bunnflatene og hva som begrenser nøyaktigheten. Som med areal beregnes et volum i kartplanet, og terrengverdien gis ved siden av, som kart / CSF².

Hvor eksakt er koordinatavlesningen i visningen?

Koordinatene som vises under markøren bruker den samme koordinattransformasjonen som eksportene, evaluert av serveren, inkludert datumgrid der koordinatsystemet trenger et. Der den raske avlesningen for området ikke kan være eksakt (et fint datumgrid som Østerrikes), vises verdien som “≈ ±x mm” til den eksakte flisen for den posisjonen er lastet. En måle-CSV skrives bare når hvert hjørnepunkt har sin eksakte verdi, aldri en tilnærmet. Hvis en koordinat ikke kan gis i prosjektets system, viser visningen modellkoordinater og sier det.

FAQ

Hvor nøyaktige er målinger på et dronekart?
Like nøyaktige som modellen. Med RTK eller innmålt bakkekontroll, i beste fall omtrent 1 GSD i plan og 2-3 GSD i høyde mot uavhengige kontrollpunkter, som ved 1-2 cm GSD er omtrent 1-2 cm i plan og 2-5 cm i høyde. Oppnådd nøyaktighet for en flyging måles med kontrollpunkter som ikke ble brukt i tilpasningen og oppgis i nøyaktighetsrapporten.
Hva er forskjellen mellom kartavstand og terrengavstand?
Kartavstand måles på kartprojeksjonen; terrengavstand er den horisontale avstanden i områdets høyde. Kart = kombinert skalafaktor x terreng, der faktoren er projeksjonens skalafaktor k ganger R/(R+h). Med k = 0,9996 og h = 100 m er 100 m i terrenget 99,958 m i kartplanet. Orthosite viser begge.
Måler et dronekart skråavstand eller horisontal avstand?
Begge. Avstandsverktøyet rapporterer 3D-avstanden (skråavstand) og den horisontale avstanden per segment og totalt, i kartplanet og, der det finnes, i terrenget. Bruk horisontal til utsetting og plankvanta og 3D til lengden av en flate.
Hvordan beregnes en punkthøyde fra en dronepunktsky?
Orthosite tilpasser et plan med robust (Huber) vekting gjennom de 16 nærmeste skypunktene og leser høyden i det klikkede punktet, med geoidehøyden brukt i det punktet. Resultatet gis med fitens standardfeil, som er fitens presisjon og ikke nøyaktigheten mot kontrollpunkter.
Er arealet på et dronekart overflatearealet eller planarealet?
Planarealet (horisontalt), oppmålingskonvensjonen. Et drapert overflateareal ville vært større i enhver skråning. Orthosite rapporterer planarealet i kartplanet og, der det finnes, i terrenget.
Kan jeg tegne et tverrsnitt fra en dronemåling?
Ja. Klikk punkter langs linjen i 3D-visningen, velg DSM eller DTM, og Orthosite tegner høyde mot profilmeter. De klikkede hjørnepunktene får også en robust skyhøyde, og profilen kan eksporteres som CSV med koordinater i prosjektets system.
Kan jeg måle volumer på et dronekart?
Ja. Tegn en avgrensning, velg en bunnflate, og volumet beregnes som overflate minus bunnflate, med bunnflaten navngitt i resultatet. Se volumguiden for valg av bunnflate og nøyaktighet.

Kilder

  1. State Plane Coordinates: Geodetic Lengths to Grid Lengths – Geo Week News (Jan Van Sickle) (2015)
  2. Swedish reference systems (SWEREF 99 TM: central meridian 15° E, scale factor 0.9996) – Lantmäteriet (n.d.)
  3. ASPRS Positional Accuracy Standards for Digital Geospatial Data, Edition 2 (Version 1) – American Society for Photogrammetry and Remote Sensing (2023)

Sist gjennomgått:

Gjør din neste flyvning til et målbart resultat

Last opp dronebildene dine, så bygger Orthosite ortofoto, 3D-modell, punktsky og høydemodeller på Orthosites egen prosesseringsdatamaskin i Sverige — mål, del og eksporter i åpne formater.

Kom i gang med Orthosite
Språk: EN SV NO DA FI DE FR ES NL