Kom igång

Mäta på drönarkartor: avstånd, höjd, lutning och yta

Du kan mäta på en drönarkarta eftersom varje punkt i punktmolnet, DSM:en och ortofotot har en koordinat i ett känt koordinatsystem. Avstånd och areor på kartan är som standard rutnätsvärden, som skiljer sig något från markvärden (cirka 4 cm per 100 m i räkneexemplet nedan). En höjd är bara så bra som modellen under den, och den verkliga osäkerheten ges av flygningens oberoende kontrollpunkter, inte av mätverktyget.

Hur noggrann är en mätning på en drönarkarta?

En mätning är lika noggrann som modellen den tas ur. Med RTK eller inmätta markstödpunkter är det bästa drönarfotogrammetri når ungefär 1 GSD i plan och 2–3 GSD i höjd mot oberoende kontrollpunkter, vilket vid 1–2 cm GSD blir cirka 1–2 cm i plan och 2–5 cm i höjd. Mätverktyget lägger inget till det, men kan heller inte ta bort det.

Därför anger Orthosites noggrannhetsrapport för en flygning kvadratiskt medelfel (RMSE) och 95 %-värdet i plan och höjd, med antalet punkter, beräknat enbart från kontrollpunkter som inte ingått i utjämningen, i stil med ASPRS positionsnoggrannhetsstandard[3]. Ett värde som “± 2 mm” vid en punkt är något annat: det beskriver hur väl molnpunkterna runt klicket stämmer med varandra, inte hur nära sanna läget resultatet ligger. Se guiden om markstödpunkter och noggrannhet för hur kontrollpunkter läggs ut och läses.

Orthosites avståndsverktyg: en linje mätt på 3D-modellen av demoflygningen (381,539 m, planavstånd i SWEREF99 21 45), med måttpanelen och exportalternativ.
Orthosites avståndsverktyg: en linje mätt på 3D-modellen av demoflygningen (381,539 m, planavstånd i SWEREF99 21 45), med måttpanelen och exportalternativ.

Vad är skillnaden mellan rutnätsavstånd och markavstånd?

Ett gridavstånd (i Orthosite märkt “rutnät”) mäts i den plana kartprojektionen (till exempel SWEREF 99 TM eller en UTM-zon). Ett markavstånd är det du får med måttband eller totalstation, horisontellt på platsens höjd. De skiljer sig med den kombinerade skalfaktorn (CSF), och rutnät = CSF × mark.[1]

CSF är produkten av två faktorer:

Ellipsoid Markavstånd (horisontellt, på höjden h) Ellipsoidavstånd = mark x R/(R+h) Rutnätsavstånd = ellipsoid x k rutnät = CSF x mark, CSF = k x R/(R+h) Ej skalenlig

Räkneexempel. k = 0,9996, h = 100 m, R ≈ 6 371 km. CSF = 0,9996 × 6 371 000 / 6 371 100 = 0,999584. En linje som är 100,000 m på marken blir då 99,958 m i rutnätet, 4,2 cm kortare. På 1 km är skillnaden 42 cm. Vid 1–2 cm noggrannhet i plan är det inte försumbart, och det är därför en drönarkarta och ett måttband kan visa olika på en lång linje trots att båda har rätt.

I Orthosite är varje längd och area ett rutnätsvärde i projektets koordinatsystem, som anges under avläsningen. Där koordinatsystemet har ett markvärde visas det bredvid rutnätsvärdet, märkt “mark”. Texten under varje avläsning anger formeln och det k som gäller för platsen. Höjdskillnader skalas aldrig. För valet av koordinatsystem, se guiden om koordinatsystem.

Hur mäter jag ett avstånd?

Välj Avstånd i verktygsfältet i 3D-vyn och klicka längs linjen. Orthosite redovisar varje delsträcka och totalen som:

Använd det horisontella avståndet vid utsättning och planmängder, och 3D-avståndet för längden av en yta. 3D-avståndet är aldrig kortare än det horisontella, och Orthosite håller de två konsekventa. Avståndet kan exporteras som CSV med brytpunkternas koordinater i projektets koordinatsystem, delsträckor och ackumulerad längd, där rutnäts- och markkolumnerna är namngivna i filen.

Hur beräknas höjden i en punkt?

För varje punkt du klickar med Höjdskillnad (och i varje brytpunkt i en profil) visar Orthosite två höjder. Den första är 3D-modellens höjd på stället. Den andra, märkt “moln”, kommer från flygningens punktmoln: en robust plananpassning (Huber-viktning, iterativt omviktad minsta kvadratmetod) genom de 16 närmaste molnpunkterna i plan, utvärderad i den klickade positionen. Resultatet visas med ± anpassningens medelfel i millimeter samt antal punkter och radie som använts.

Varför inte närmaste punkt? I Orthosites egna tester på flygningar med inmätta mål var den enda närmaste punkten 30–70 % sämre än plananpassningen och gav ibland ett grovt fel (20,8 cm vid en markstödpunkt), medan plananpassningen förutsade utelämnade molnpunkter på bar mark med ungefär 7–9 mm RMSE (ett korsvalideringstest, leave-one-out, inom molnet vid cirka 2,8 cm punktavstånd; en andragradsyta var inte bättre än ett plan). Det talet beskriver molnets inre samstämmighet, inte dess noggrannhet: vid de inmätta målen stämde alla samplingsmetoder överens inom 0,1–0,5 cm, medan skillnaden mellan produkt och inmätning hade en spridning på 1,2–3,4 cm (standardavvikelse). Det är flygningens georeferering, inte samplingsregeln, som avgör noggrannheten.

Höjderna omräknas punkt för punkt. Molnet lagras med ellipsoidhöjder. För att ge höjd i projektets höjdsystem (till exempel RH2000) lägger Orthosite på geoidhöjden N i punkten, inte ett värde för hela platsen. Geoiden ändrar sig med läget; i den svenska modellen SWEN17 mätte vi 42,6 mm/km på en plats, med en rikstäckande median på cirka 33 mm/km. Ett enda värde för en plats som är 1 km tvärs över skulle därför vara fel med cirka 3 cm i hörnen (halva diagonalen, 0,7 km, gånger 42,6 mm/km). Höjdsystemet anges bredvid värdet.

Hur mäter jag höjdskillnad och lutning?

Välj Höjdskillnad och klicka två punkter. Du får ΔZ, 3D-avstånd (rutnät och mark), lutningsvinkel och varje punkts höjd. ΔZ beräknas också ur de två punkternas molnhöjder, med det sammanlagda ± från de två anpassningarna.

Lutningsvinkeln är atan(ΔZ / horisontellt avstånd). När rutnätet har ett markvärde används det horisontella markavståndet, vilket är den vinkel ett avvägningsinstrument eller en totalstation skulle se; annars används rutnätsavståndet, och taggen i avläsningen säger vilket. Mellan två närliggande punkter på samma yta är relativa höjder noggrannare än absoluta, eftersom ett gemensamt fel i modellen tar ut sig i differensen. Det gäller inte över en stor plats, där modellen kan kröka sig något.

Orthosites 3D-vy med den texturerade 3D-modellen av den publika demoflygningen (858 bilder) sedd snett uppifrån.
Orthosites 3D-vy med den texturerade 3D-modellen av den publika demoflygningen (858 bilder) sedd snett uppifrån.

Hur mäts en yta?

Välj Area, klicka hörnen och sluta polygonen. Orthosite redovisar planarean, det horisontella avtrycket, i rutnätet och (där det finns) på marken: markarea = rutnätsarea / CSF², samt planomkretsen. Planarean är den mättekniska konventionen för fastigheter, beläggningar och byggnadsytor. En draperad 3D-area blir större vid varje lutning och är inte det som redovisas. Enheten kan växlas mellan meter och fot, och alla avläsningar följer med.

Hur ritar jag en profil eller tvärsektion?

Välj profilverktyget (Tvärsektion / Profil), klicka punkter längs linjen och högerklicka eller tryck Enter för att avsluta. I profilpanelen väljer du höjdmodell, DSM eller DTM. Orthosite samplar rastret var 0,5 m som standard och ritar höjd mot längd.

Två höjder hålls isär så att de inte blandas ihop. De täta stationerna är rasterceller i den valda DSM:en eller DTM:en, och panelen anger det rastrets metod. Brytpunkterna, de punkter du faktiskt klickade, får dessutom den robusta molnhöjden som beskrivits ovan. Luckor där rastret saknar data räknas och visas. Längden är en rutnätslängd, med marklängden bredvid, och profilen exporteras som CSV med koordinater i projektets koordinatsystem.

En DSM-profil följer ytans ovansida, inklusive vegetation och byggnader; använd DTM:en för marken. För en tvärsektion över ett dike eller en väg bör du kontrollera profilen mot punktmolnet innan du litar på en centimeter i en smal detalj, eftersom en rastercell medelvärdesbildar över sin storlek.

Hur mäter jag en volym?

Välj Volym, rita polygonen runt högen och högerklicka för att beräkna. Volymen är ytan minus en basyta som du väljer och som anges i resultatet, till exempel ett plan genom kantpunkternas höjder eller en annan flygnings uppmätta yta. Volymguiden förklarar basytorna och vad som begränsar noggrannheten. Liksom för area beräknas en volym i rutnätet och markvärdet anges bredvid som rutnät / CSF².

Hur exakt är koordinatavläsningen i vyn?

Koordinaterna under markören använder samma koordinattransformation som exporterna, beräknad av servern, inklusive datumrutnät där koordinatsystemet kräver det. Där den snabba avläsningen för platsen inte kan vara exakt (ett fint datumrutnät som Österrikes) visas värdet som “≈ ±x mm” tills den exakta rutan för positionen har laddats. En mät-CSV skrivs bara när varje brytpunkt har sitt exakta värde, aldrig ett ungefärligt. Kan en koordinat inte anges i projektets system visar vyn modellkoordinater och säger det.

FAQ

Hur noggranna är mätningar på en drönarkarta?
Lika noggranna som modellen. Med RTK eller inmätta markstödpunkter i bästa fall ungefär 1 GSD i plan och 2-3 GSD i höjd mot oberoende kontrollpunkter, vilket vid 1-2 cm GSD blir cirka 1-2 cm i plan och 2-5 cm i höjd. En flygnings uppnådda noggrannhet mäts med kontrollpunkter som inte ingått i utjämningen och redovisas i noggrannhetsrapporten.
Vad är skillnaden mellan rutnätsavstånd och markavstånd?
Rutnätsavstånd mäts i kartprojektionen; markavstånd är det horisontella avståndet på platsens höjd. Rutnät = kombinerad skalfaktor x mark, där faktorn är projektionens skalfaktor k gånger R/(R+h). Med k = 0,9996 och h = 100 m blir 100 m på marken 99,958 m i rutnätet. Orthosite visar båda.
Mäter en drönarkarta lutande eller horisontellt avstånd?
Båda. Avståndsverktyget redovisar 3D-avståndet (lutande) och det horisontella avståndet per delsträcka och totalt, i rutnätet och där det finns på marken. Använd horisontellt för utsättning och planmängder och 3D för längden av en yta.
Hur beräknas en punkthöjd ur ett drönarpunktmoln?
Orthosite anpassar ett plan med robust (Huber) viktning genom de 16 närmaste molnpunkterna och läser höjden i den klickade positionen, med geoidhöjden påförd i just den punkten. Resultatet anges med anpassningens medelfel, som är anpassningens precision och inte noggrannheten mot kontrollpunkter.
Är arean på en drönarkarta ytarea eller planarea?
Planarean (den horisontella), enligt mätteknisk konvention. En draperad ytarea blir större vid varje lutning. Orthosite redovisar planarean i rutnätet och där det finns på marken.
Kan jag rita en tvärsektion från en drönarmätning?
Ja. Klicka punkter längs linjen i 3D-vyn, välj DSM eller DTM, så ritar Orthosite höjd mot längd. De klickade brytpunkterna får också en robust molnhöjd, och profilen kan exporteras som CSV med koordinater i projektets system.
Kan jag mäta volymer på en drönarkarta?
Ja. Rita en kontur, välj en basyta, så beräknas volymen som yta minus bas, med basen angiven i resultatet. Se volymguiden för val av bas och noggrannhet.

Källor

  1. State Plane Coordinates: Geodetic Lengths to Grid Lengths – Geo Week News (Jan Van Sickle) (2015)
  2. Swedish reference systems (SWEREF 99 TM: mittmeridian 15° Ö, skalfaktor 0,9996) – Lantmäteriet (u.å.)
  3. ASPRS Positional Accuracy Standards for Digital Geospatial Data, Edition 2 (Version 1) – American Society for Photogrammetry and Remote Sensing (2023)

Senast granskad:

Förvandla din nästa flygning till ett mätbart resultat

Ladda upp dina drönarbilder så bygger Orthosite ortofoto, 3D-modell, punktmoln och höjdmodeller på Orthosites egen bearbetningsdator i Sverige — mät, dela och exportera i öppna format.

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