考察大沙丘

Wohnrade土木工程师将DroneDeploy与工业软件集成,以实现高水平的交付

DroneDeploy
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2017年1月25日, · 6分钟阅读

大沙丘国家公园是北美最高沙丘的所在地,也是世界上最复杂的沙丘系统之一。作为研究和监测工作的一部分,公园的工作人员必须跟踪沙丘每年的移动情况。但由于它是联邦指定的荒野地区,车辆不允许在沙丘上行驶。任何地面测量都必须完全步行完成,最高的沙丘高达755英尺,对沙包区进行全面的地面测量几乎是不可能的。无人机测绘与土木工程软件集成,生成精确的沙丘地理空间测绘,并为研究人员提供高质量的数据集。

Wohnrade土木工程师18个月前,WCE公司开始在工作中使用无人机。在首席工程师Mary Wohnrade的领导下,该公司将DroneDeploy的可交付成果与Autodesk套件和其他工程软件相结合,以创建精确的航空测量。该公司利用这些信息为客户提供一系列专业服务,包括开发前现场勘察、数字高程模型、地形测绘和体积计算。

玛丽属于“无人飞行系统”科罗拉多这是一个支持在专业服务中使用无人机的商业联盟。正是通过这个小组,她得知了绘制大沙丘地图的机会。2016年10月,玛丽和她的团队使用无人机测绘对沙丘进行了空中地形调查。

无人机可在复杂地形中通行

和其他沙丘一样,大沙丘国家公园的沙丘也会随风移动和迁移。作为他们对公园的地质和生态系统正在进行的研究的一部分,研究人员每年都保存着这一变化景观的数据。但是,由于地形复杂,全面的地面调查即使有可能,也非常耗时,研究小组过去主要依靠手工测量沙丘上选定的点。2011年,整个公园利用激光雷达从一架飞机上绘制了地图,这是美国地质调查项目的一部分,该项目试图调查科罗拉多州的圣路易斯山谷。但除了这一次,研究小组每年都依靠手持GPS装置来测量分散在主要沙丘周围的12个指标。

为了寻找一种每年收集准确、全面数据的方法,公园工作人员联系了科罗拉多无人机系统,后者让他们联系了玛丽·沃纳拉德和她的工程公司。WCE绘制了一平方英里的沙丘区域,以最高的星沙丘为中心。

规定通常禁止在国家公园里飞行无人机,但科罗拉多无人机系统的康斯坦丁·迪尔从国家公园管理局获得了科学研究和收集许可证。玛丽和她的团队使用固定翼SwiftTrainer在该区域飞行,该设备配备了定制平台和飞行管理系统,由Black Swift Technologies的Jack Elston操作。他们使用75/75的重叠,获得了1755张图像。这片面积一平方英里的区域是在风力适中的条件下飞行的,飞行时间为两个半小时。飞行时间比平时长,因为他们的许可证明确规定无人机不能在公园边界内起飞或降落,这意味着他们必须在离目标区域(AOI) 5英里的地方发射。

BST的Jack Elston启动了固定翼Swift Trainer, WCE的Brendan Thompson监视系统状态。

DroneDeploy数据集成工程

在飞行了AOI之后,Mary的下一步是获取可以导入工程软件的点云。最初,她将图像和地面控制点发送给两家无人机测绘服务机构进行处理。

她说,在这两种地图服务中,“DroneDeploy的交付成果是最好的,所以这是我们给国家公园管理局的。”点击微博

DroneDeploy生成的高分辨率点云包含超过1.45亿点,为她提供了大量的数据。Mary使用无人机生成的点云作为多步骤工作流的基础,其中涉及几个工程软件程序。最终的产品是一幅高度精确的地形图,等高线间距为1英尺,以及一幅地理参考的高分辨率正投影图像。她还提供了一个。shp文件,供公园研究人员在ArcGIS软件中使用。

AutoDesk中生成的1英尺等高线数字地形模型

除了.shp文件外,公园研究人员还要求提供正方体地图、三维点云和三维模型。Mary直接从她的DroneDeploy仪表板导出了3D模型。

沙丘的三维模型。

无人机调查比传统方法平均节省客户40%

地面勘测总是一个漫长的过程,尤其是与无人机技术相比。如果使用无人机,地面收集数据的时间可以缩短到几小时。虽然从未对大沙丘进行过地面勘察,但可以肯定的是,由于地形的不通,整个过程需要的时间远远不止几天。实际上,WCE的两名机组人员花了整整8个小时才设置了7个便携式地面控制点。

由于从未在现场进行过全面的地面调查,因此不可能计算出无人机项目节省的确切成本。然而,WCE分析了其他测量项目节省的成本,并确定与传统测量方法相比,他们的无人机测量平均为客户节省了40%。

标题信息图由Wohnrade土木工程师Mary Wohnrade提供

高分辨率的结果可能带来新的发现

研究人员对结果非常满意,他们说:“这绝对是迄今为止最好的沙丘航拍图像!”此外,“你调查的准确性数字令人印象深刻。”

他们将使用数字地形模型作为监测沙丘随时间变化的基线。即使在这个早期阶段,他们相信玛丽给他们的其他一些地图可能会带来新的发现。多亏了这张正线地图,研究人员已经在沙丘两侧发现了以前从未注意到的线状特征。

正如WCE的土木工程工作流程所显示的那样,无人机测绘结合足够的地面控制点,为高精度的航空测量提供了基础。这些调查不仅节省了大量的时间和金钱,而且还允许在困难的地形中收集数据,为研究人员提供比步行捕捉到的更详细的高分辨率信息。

在WCE的博客上阅读更多关于这个项目的信息。

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