Generation of Highly Accurate Digital Elevation Models with Unmanned Aerial Vehicles: Fid-Bau Portal

Generation of Highly Accurate Digital Elevation Models with Unmanned Aerial Vehicles

Reshetyuk, Yuriy

In order to investigate the possibilities for the generation of digital elevation models with a height uncertainty of 20 mm or less using unmanned aerial vehicles, a survey with a fixed‐wing aircraft was carried out over a gravel quarry in Gävle, Sweden. At flying heights of about 80 and 160 m, the resulting imagery had ground sample distances of 24 and 50 mm, respectively. The data was processed in two different software suites – computer‐vision‐based PhotoScan and photogrammetric RapidStation/RapidTerrain. The results show that PhotoScan was more effective in flat terrain, with height uncertainties of 10 and 17 mm compared with 30 to 40 mm for RapidTerrain, whereas the latter had a clear advantage over undulating terrain. Afin d'étudier la possibilité de produire des modèles numériques de terrain avec une incertitude n'excédant pas 20 mm à partir de drones, un relevé a été réalisé au‐dessus d'une carrière de gravier à Gävle (Suède) avec un drone à voilure fixe. Des hauteurs de vol d'environ 80 et 160 m ont conduit à des tailles de pixel au sol de 24 et 50 mm respectivement. Les données ont été traitées au moyen de deux suites logicielles: l'une basée sur la vision par ordinateur – PhotoScan – et l'autre, photogrammétrique – RapidStation/RapidTerrain. Les résultats montrent que PhotoScan est plus performant sur terrain plat, avec des incertitudes altimétriques de 10 et 17 mm contre 30 et 40 mm pour RapidTerrain, tandis que celui‐ci est nettement plus performant en présence de relief. Zur Abschätzung der Möglichkeiten zur Generierung digitaler Höhenmodelle mit unbemannten Flugobjekten ( UAV ) mit einer Genauigkeit von 20 mm oder besser wurde eine Untersuchung mit Fixed‐Wing UAV über einer Kiesgrube in Gävle, Schweden durchgeführt. Aus Flughöhen von ca. 80 und 160 m wurden Bodenauflösung von 24 und 50 mm erzielt. Die Daten wurden mit zwei Softwarepaketen prozessiert: mit PhotoScan aus dem Bereich Computer Vision und dem photogrammetrischen System RapidStation/RapidTerrain. Die Ergebnisse zeigen, dass PhotoScan im flachen Gelände mit einer Höhengenauigkeit von 10 und 17 mm im Vergleich zu 30 bis 40 mm für RapidTerrain effektiver war, wobei jedoch letzteres klare Vorteile bei bewegtem Gelände hatte. Con la finalidad de investigar la capacidad en la generación de modelos digitales de elevación con una incertidumbre de 20 mm o menos en altura usando vehículos aéreos no tripulados, se ha llevado a cabo un vuelo con un avión de ala fija en una cantera de grava en Gävle, Suecia. A alturas de vuelo de 80 y 160 m las imágenes captadas tienen un tamaño de píxel de 24 y 50 mm, respectivamente. Los datos han sido procesados con dos paquetes de software distintos – PhotoScan basado en visión por ordenador y el fotogramétrico RapidStation/RapidTerrain. Los resultados muestran que PhotoScan es más eficiente en terreno plano, alcanzando incertidumbres de 10 y 17 mm en comparación con 30 y 40 mm de RapidTerrain, mientras que el segundo tiene una clara ventaja en terreno ondulado. 为了验证采用无人机制作优于20毫米精度数字高程模型的可行性在瑞典Gävle 的一个砾石采石场,利用固定翼飞机进行了飞行试验。飞行高度分别为80米和160米, 获取24毫米和50毫米分辨率的无人机影像;采用基于计算机视觉原理的 PhotoScan 软件和摄影测量原理的 RapidTerrain 软件, 分别进行处理; 在平坦区, PhotoScan软件获得10到17毫米的高程精度,RapidTerrain获得30到40毫米的高程精度,但是RapidTerrain软件处理结果不随地形起伏的变化高程精度基本不变。