Fotogrammetrický přístup při sběru geodat pomocí bezpilotních leteckých zařízení

RNDr. Jakub MIŘIJOVSKÝ

Doctoral thesis

Photogrammetric approach to collecting geodata using by unmanned aerial vehicle

Abstract:

Disertační práce představuje původní autorský přístup k nasazení UAV technologií ve fotogrammetrii. V práci je využito dvou bezpilotních systémů a autor dokazuje jejich využitelnost v aplikacích přesného sběru geodat. První část práce se zabývá konceptem nasazení UAV systému a jeho požadavky. Na systém je kladeno množství technologických i netechnologických požadavků, které musí být splněny. V první části práce je řešena kalibrace kamer, tvorba letového plánu, získávání letového povolení a jsou řešeny legislativní aspekty pro splnění podmínek k provozu bezpilotních systémů v České republice. Druhá část se věnuje terénním pracím a snímkovému letu. V rámci kapitoly jsou řešeny různé typy vlícovacích bodů a jejich zaměření. Dále je řešeno nastavení expozičních parametrů kamery. V neposlední řadě je řešena problematika samotného snímkového letu a kontroly získaných dat. Třetí část práce se zabývá různými metodami zpracování dat včetně jejich přesnosti. Část práce se zabývá interpolačními metodami pro tvorbu 3D modelu povrchu. Jsou analyzovány metody Structure from Motion a metoda stereofotogrammetrická. Přesnost výstupů je hodnocena na základě dvou nezávislých referenčních datových zdrojů. Data z UAV fotogrammetrie jsou porovnána s daty geodetického měření a leteckého laserového skenování. Hodnocení přesnosti je provedeno pro 3D model a pro ortogonalizovaný snímek. Poslední část práce se věnuje případovým studiím. Jsou uvedeny tři případové studie z oblasti fluviální geomorfologie a dvě studie z oblasti archeologie. Případové studie dokazují využitelnost UAV fotogrammetrie v oblastech aplikovaného výzkumu.

Abstract:

This Ph.D. thesis represents the original author's approach to the deployment of UAV technology in photogrammetry. Two unmanned aerial systems were used and author demonstrates their usefulness in the applications of accurate collection of geodata. The first part of the thesis deals with the concept of deploying UAV system and its requirements. The system is exposed to number of technological and non-technological requirements that must be met. Camera calibration, creation of a flight plan, obtaining flight permits are solved in the first part and legal aspects for fulfill the conditions for the operation of unmanned systems in the Czech Republic. The second part is devoted to field work and imaging flight. Different types of the ground control points and their orientation are solved in this chapter. There is also resolved the camera exposure. As well the issues of imaging flight and control of the obtained data are resolved. The third part deals with the various methods of processing the data, including its accuracy. This part is focused on interpolation methods for creating 3D surface model. A method Structure from Motion and stereophotogrammetry method are analyzed in this part. Output accuracy is evaluated on the basis of two independent reference data sources. Data from the UAV photogrammetry are compared with the data of geodetic measurements and aerial laser scanning. In the last part of the thesis, five case studies in the fields of fluvial geomorphology and archaeology were introduced. The case studies are a part of a broader scientific research and demonstrate the usability of the UAV technology in applied research. The outputs of selected parts of the case studies are 3D terrain or surface models of an area of interest, orthophoto images, photo plans, and maps. All results are based on the collection, processing and evaluation of the UAV data.

Keywords

fotogrammetrie, UAV, digitální model povrchu, bezpilotní, snímek

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 3. 2013

Accessible from:: 1. 3. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 5. 6. 2013
• Supervisor: Prof. RNDr. Vít Voženílek, CSc.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Geography / Geoinformatics and Cartography