Zestawienie oprogramowania do obróbki zdjęć z dronów 2019

Który dokładniejszy?

Skoro prezentowane tu programy bazują z grubsza na tej samej metodologii, wydawać by się mogło, że porównanie dokładności generowanych przezeń danych powinno być proste. Nic bardziej mylnego.

Wykorzystanie zdjęć z dronów do generowania ortofotomapy czy modeli 3D stało się w geodezji czymś powszechnym. Zaskakiwać zatem może, że mało kto kwapi się, by porównać dokładność konkurencyjnych aplikacji realizujących te funkcje.

Ten niedostatek można jednak łatwo wyjaśnić. Po pierwsze, poszczególne programy typu SfM (Structure from Motion) mocno różnią się pod względem możliwych do zdefiniowania parametrów przetwarzania zdjęć. W jednym mamy do wypełnienia wiele okienek, a w innym otrzymujemy do wyboru tylko kilka opcji. W rezultacie zawsze można powiedzieć, że gdyby zdefiniować parametry inaczej, ranking programów wyszedłby całkiem inny. Takie tłumaczenie można zresztą znaleźć w publikacjach podejmujących to zagadnienie.

To, że jest ono jak najbardziej słuszne, pokazał artykuł członków koła naukowego „Dahlta” z AGH opublikowany w GEODECIE 2/2019. Studenci zaprezentowali w nim wyniki modelowania niemieckiej wyrzutni rakiet „Córka Renu”. Jak sami piszą, pierwszy efekt przetwarzania przy użyciu jednego z popularniejszych programów SfM bardziej przypominał smoka wawelskiego niż rakietę i dopiero po zmianie parametrów otrzymali poprawny efekt.

Wyniki pracy poszczególnych programów będą też mocno zależały od wybranego przez nas poligonu doświadczalnego. Na specjalistycznych forach internetowych nie brak opinii, że np. program X dobrze radzi sobie z budynkami, ale kiepsko wypada przy modelowaniu zbiorników wodnych.

Podsumowując, nie spodziewajmy się, że ktoś kiedyś sporządzi ranking tego typu programów pod względem dokładności, a nawet jeś­li taki powstanie, to podejdźmy do niego z dużą rezerwą. Jedno jest natomiast pewne: różnice między danymi generowanymi przez poszczególne programy bywają spore. W jednym z badań opublikowanych w 2017 roku w roczniku ISPRS średnie różnice między NMT z różnych programów sięgnęły aż kilku decymetrów, choć do ich wykonania użyto zdjęć o centymetrowej rozdzielczoś­ci. Badanie pokazało też, że niektóre programy miały prob­lem z prawidłowym modelowaniem płaskich i jednolitych tonalnie powierzchni. Płynie stąd oczywisty – zdawałoby się – wniosek, że po jaką aplikację byśmy nie sięgnęli, zawsze warto dokładnie przeanalizować wynikowe dane.

Lektura internetowych dyskusji pokazuje, że tego typu programy zdecydowanie łatwiej oceniać pod względem dwóch innych kryteriów. Pierwszym jest tempo przetwarzania – kwestia o tyle istotna, że modelowanie zdjęć z dronów liczone jest przecież w godzinach, a czasem nawet w dniach. Biorąc pod uwagę, że różnice w tempie pracy konkurencyjnych aplikacji potrafią być nawet dwukrotne, nie sposób nie zacytować tu przysłowia, że „czas to pieniądz” albo… „co nagle, to po diable”.

Drugim kryterium często pojawiającym się w dyskusjach jest intuicyjność obsługi. Mamy więc aplikacje, które mają czytelny interfejs i prowadzą użytkownika „za rączkę”, ale też mocno ograniczają możliwość definiowania parametrów przetwarzania danych. Po przeciwnej stronie są programy, które nie grzeszą intuicyjnością obsługi, ale za to dają ogromne pole do popisu, jeś­li chodzi o kontrolę procesu generowania ortofotomapy czy modelu 3D. Z opisów krajowych projektów wynika, że użytkownicy dronów z branży geodezyjnej zdecydowanie wolą tę drugą opcję.

Porównując oprogramowanie SfM, warto też zwrócić uwagę na oferowane funkcje. Generowanie ortofotomozaiki, chmury punktów czy modelu 3D to oczywiście standard. Bardziej rozbudowane aplikacje oferują też specjalistyczne narzedzia, np. dla rolnictwa czy budownictwa. Najnowszym „krzykiem mody” są funkcje bazujące na uczeniu maszynowym, które pozwalają automatycznie rozpoznawać obiekty czy klasyfikować pokrycie terenu.

Jak widać, wybór optymalnego oprogramowania do przetwarzania zdjęć z UAV jest trudny, bo cała metodyka obróbki danych jest zamknięta w swego rodzaju czarnej skrzynce. Przez zakupem warto więc poeksperymentować z kilkoma programami na różnych poligonach doświadczalnych. Pamiętajmy przy tym, że zdecydowana większość aplikacji SfM dostępna jest w darmowych wersjach testowych. Dobrze też przeszukać czasopisma naukowe czy powertować specjalistyczne fora internetowe – niekiedy można tam znaleźć cenne uwagi o działaniu wybranych produktów. A nawet gdy sfinalizujemy już zakup, powinniśmy nieustannie śledzić nowinki technologiczne dotyczące tych produktów, bo ich możliwości zmieniają się w imponującym tempie.

Jerzy Królikowski

Pełne zestawienie oprogramowania dostępne jest w formie interaktywnego flipbooka lub pliku PDF