Оценивание вертикальности сооружений: сравнение дроновой и теодолитной съемок

Задача: 

  • Определение крена сооружения;
  • Оценка вертикальности сооружения.

Проанализировав методику определения вертикальности, которая уже используется на предприятии было принято решение выполнить аналогичные измерения, но вместо углов сразу анализировать смещение грани пирамиды относительно проектной оси.

Цель:

Сравнение результатов съемки с использованием теодолита и дронов.

Оборудование и программное обеспечение:

  • Phantom 4 RTK с камерой 20 Мп;
  • Pix4d mapper.

Процесс обработки:

  1. Формирование 3D облака точек;
  2. Набор пикетов по 3D модели (Рис.1).

Рисунок 1

Для повышения точности каждая точка была отмечена на нескольких фотографиях, как показано на рисунке ниже (Рис.2).

Рисунок 2

Полученные пикеты были экспортированы в DXF для дальнейшего анализа.

Учитывая, что в инструкции, которая используется на предприятии Vodafone, учитывается отклонение по осям ХУ, соответственно, анализ отклонений осуществлялся в плане, где учитывались отклонения пикетов по каждому ярусу относительно основания объекта (Рис. 3).

Рисунок 3

Полученные средние значения были внесены в таблицу,  которая используется для анализа крена (Рис.4).

Рисунок 4

Ниже представлена исполнительная схема отклонения по результатам съемки с дрона на основании результатов с дрона Phantom 4 RTK (Рис. 5).

Рисунок 5

Ниже представлена схема, полученная традиционным методом (Рис. 6).

Рисунок 6

Анализ времени на проведение работ:

  • Полевые работы: 30 минут;
  • Камеральные работы:
    • Обработка в автоматическом режиме: 3 часа;
    • Измерения в ручном режиме: 30 минут.

Вывод:

Результаты, полученные при использовании дрона, коррелируют с результатами, полученными с использованием теодолита, разница между двумя видами измерений (теодолитная съемка и съемка с помощью дронов) составляет:

  • по оси Х до 2 см;
  • по оси Y до 1 см.

Преимущества использования дрона:

  • хорошая видимость граней объекта, т.к. отсутствует искажение за счет расстояния от объекта и ухудшения видимости на высоких частях объекта;
  • нет необходимости устанавливать прибор в специальном месте (как в случае с теодолитом, который необходимо устанавливать в створе, что возможно не всегда);
  • получение большого количества измерений при минимальном времени нахождении на локации — можно измерять абсолютно любую точку объекта;
  • фотофиксирование абсолютно всего объекта;
  • исключается человеческий фактор, а именно ошибки наведения на объект.

Недостатки:

  • Влияние освещения на качество фотографии;
  • Необходима проработка методики съемки;
  • Влияние сигналов вышки на управляемость при подлете ближе, чем на 3 метра.

Рекомендация

  • для проверки результатов и для более детального анализа необходима 3-я независимая съемка (например, с использованием тахеометра);
  • проработка методики съемки с дроном с привлечением независимой стороны, научного института.

Бонус

При проработке данного кейса использовалось также тестирование дронов без технологии РТК для оценки возможности их применения для решения данного вопроса, а именно Phantom 4 Pro, MAvic 2 Pro.

 И при составлении графиков вертикальности отклонения в десятки раз превышали допустимые значения, что свидетельствовало бы об аварийности сооружения.

Для проверки алгоритмов работы программного обеспечения данная обработка выполнялась в различных программных продуктах :Pix4d mapper, Agisoft metashape, DJI Terra. И все варианты показали одинаково неудовлетворительный результат.
Таким образом использование дронов без РТК/РРК технологии недопустимо для оценки вертикальности сооружений.

С другой стороны, это идеальный и экономически выгодный инструмент для инспектирования и инвентаризации, с чем вы можете ознакомиться в нашей статье по ссылке.

DroneUA – это международный системный интегратор беспилотных решений.

На рынке Украины и Восточной Европы группа компаний DroneUA является крупнейшим импортером и дистрибьютором ведущих производителей дронов в мире и представляет технологические решения от брендов XAG, EcoFlow, Pix4D, Parrot, Chasing, DroneDeploy, AgroCares и другие.

В структуре группы компаний работают собственные инженерные, производственные и сервисные подразделения, открыт центр обработки данных. Представленные DroneUA технологические решения используются более чем на 4 млн гектаров посевных площадей Украины. Только по результатам агросезона 2021 года дронами-опрыскивателями от DroneUA было обработано более 1 млн га.

DroneUA входит в ТОП 3 самых инновационных бизнесов в сельскохозяйственном секторе Украины по версии издания FORBES и ТОП 20 самых инновационных предприятий Украины.

Группа компаний продолжает расширять перечень технологических брендов, представленных на рынке Украины, и ведет активную деятельность в сельском хозяйстве, нефтегазовой промышленности, а также в сферах энергетики, геодезии и топографии.

Vodafone Украина – ведущая украинская телекоммуникационная компания, которая предоставляет услуги скоростного интернета 3G и 4G. На сегодняшний день сеть 4G покрывает более 81% территории страны. В Украине Vodafone обслуживает 19 млн абонентов.