Vyhodnocení polohové přesnosti metod georeferencování snímků pořízených bezpilotním leteckým prostředkem

Bc. Lukáš Kalivoda

Master's thesis

Evaluation of positional accuracy of georeferencing methods taken by unmanned aerial vehicles

Abstract:

Diplomová práce se zaměřuje na vyhodnocení přesnosti metod georeferencování snímků, které byly pořízeny bezpilotním leteckým prostředkem. Data pro zpracování a následné zhodnocení byla pořízena dronem DJI Phantom 4 RTK. Předmětem měření byly dva vojenské opevněné objekty nacházející se v Moravskoslezském kraji. Pro každý z objektů bylo vytvořeno bodové mračno a 3D model, a to pomocí celkem čtyř georeferenčních metod. Zaprvé šlo o metodu určování polohové přesnosti pouze ze satelitů GNSS. Druhá z metod má základ té první, ovšem je zpřesněna o vlícovací body (GCP). Třetí metoda využívá korekcí polohy v reálném čase (RTK) a pro podobu čtvrté metody je taktéž upřesněna o zaměřené vlícovací body. V první části práce se nachází literární rešerše, která představuje teoretický úvod do problematiky letecké fotogrammetrie. Druhá část se již zabývá praxí, kde jsou popsány prostředky pro sběr a zpracování potřebných dat a pracovní postup tvorby bodových mračen a konečných 3D modelů, včetně získaní hodnot využitelných pro posouzení. Výsledné hodnoty odchylek jsou zde vizualizovány a veškerá konečná data přehledně sumarizována a zhodnocena. Způsob korekce polohy snímků v reálném čase za pomoci referenčních stanic značně ulehčuje práci geodetů, a v případě dosažení potřebné přesnosti jde o způsob skrze efektivní. Výsledky práce však značí, že polohová přesnost snímků pořízených v režimu RTK zde nedosahovala uspokojivých hodnot a pro docílení potřebné přesnosti bylo nutné využít pozemní vlícovací body. Metodu georeferencování pomocí GCP je možno považovat za již tradiční. Konečné výsledky této práce však značí, že v tomto případě se stále jedná o způsob dosažení nejvyšší možné přesnosti, z čehož plyne doporučení implementace GCP do postupu provádění měření a následných výpočtů.

Abstract:

The diploma thesis focuses on the evaluation of the accuracy of methods of georeferencing images which were taken by an unmanned aerial vehicle. The data for processing and subsequent evaluation were obtained with a DJI Phantom 4 RTK drone. The subject of the measurement was two military fortified buildings located in the Moravian-Silesian Region. A point cloud and a 3D model were created for each of the objects, using a total of four georeferencing methods. First, it was a method of determining positional accuracy only from GNSS satellites. The second method is based on the first, but is specified by ground control points. The third method uses real-time position correction (RTK) and for the form of the fourth method it is also specified by focused ground control points. The first part of the thesis contains a literature review, which is a theoretical introduction to the issue of aerial photogrammetry. The second part deals with the practice, which describes the means for collecting and processing the necessary data and the workflow for creating point clouds and 3D models, which includes obtaining the necessary values for assessment. The resulting values of deviations are visualized and all final data are clearly summarized and evaluated. The method of correcting the position of images in real time with the help of reference stations, greatly simplifies the work of surveyors, and if the required accuracy is achieved, it is remarkably efficient. However, the results of this thesis indicate that the positional accuracy of the images taken in the RTK mode did not reach satisfactory values here and the use of ground control points was necessary to achieve the required accuracy. The GCP georeferencing method can be considered as traditional. Finally, the results of this thesis indicate that in these circumstances this is still the best way to achieve the highest possible accuracy. Because of this the implementation of GCP is recommended in the process of performing measurements and subsequent calculations.

Keywords

geotagging leteckých snímků, poziční chyba, Real-time Kinematic (RTK), Ground Control Points (GCPs), DJI Phantom 4 RTK

Keywords

position error, Real-time Kinematic (RTK), Ground Control Points (GCPs), aerial image geotag, DJI Phantom 4 RTK

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 3. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jan Komárek, Ph.D.
• Reader: Petr Klápště, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme:
Regional Environmental Administration