O aplikacji 3Dsurvey w zagadnieniach pomiarowych

Więcej niż ortofotomapa

Niektórzy myślą, że ortofotomapa to jedyny produkt, jaki można uzyskać z pokładu drona. Opisując możliwości 3Dsurvey – aplikacji do przetwarzania zdjęć z BSP do zastosowań geodezyjnych – pokażemy, że jest inaczej.

Aplikacja 3Dsurvey powstała w słoweńskiej firmie Modri Planet, która jeszcze kilka lat temu świadczyła usługi geodezyjne. Na własne potrzeby Słoweńcy zaczęli tworzyć narzędzie, które miało ułatwić i przyspieszyć pracę. Produkt spotkał się z gorącym przyjęciem użytkowników, był więc stale rozwijany, aż w końcu stał się siłą napędową firmy.

3Dsur­vey to intuicyjne, kompletne oprogramowanie do przetwarzania zdjęć z bezzałogowych systemów powietrznych (BSP). Aplikacja jest kompatybilna ze sprzętem różnych producentów. Oferuje wiele opcji importu i eksportu, a także bogaty zes­taw narzędzi pomiarowych.

Ważne podstawy

W 3Dsurvey obowiązujące układy płaskie dostępne są z rozwijalnej listy (obejmują Polskę i świat, zgodnie z klasyfikacją EPSG). Układy wysokościowe definiujemy poprzez odpowiednie pliki geoidy (analogicznie do pracy z GNSS), np. Kronsztad 86 czy nowy Amsterdam.

Dane z drona (w tym informacje o położeniu kamery) możemy zaimportować bezpośrednio z pliku zdjęć EXIF (stosowanego przez większość dronów DJI, Parrot czy eBee) lub pliku zewnętrznego (dotyczy np. skrzydła firmy FlyTech). Podczas wgrywania punktów osnowy nie musimy martwić się formatem zapisu – na etapie importu dowolnie zmienimy separatory czy kolejność kolumn. Aplikacja poza klasycznym wskazaniem punktów osnowy oferuje auto­matyczny proces rozpoznawania tarcz pomiarowych. Oczywiście wymaga to zastosowania w terenie predefiniowanych znaków. Również wyrównanie bloku zdjęć i generowanie chmury punktów odbywa się automatycznie. W wyniku przetworzeń powstaje bardzo gęs­ta, praktycznie pozbawiona szumów chmura.

Możliwości chmury

Dla tych, którzy chcą pomierzyć tylko „kilka” pikiet, chmura punktów może być produktem docelowym. Narzędzia do pracy z chmurą w 3Dsurvey pozwalają na szybką klasyfikację i np. stworzenie warstwy terenu. W zakładce CAD znajdziemy funkcje pomiaru pikiet, linii czy okręgów. Bezpośrednio w 3D pozys­kamy wymiary czy spikietujemy teren. Stworzymy też przekroje – czy to ręcznie, czy na podstawie wczytanego pliku DXF. I właśnie w takich sytuacjach widać praktyczne podejście autorów. Wygenerujemy przekroje nie tylko wzdłuż linii, ale także „poprzeczki” co zadany metraż. Następnie możemy je wyeksportować w postaci 2D (raport PDF) lub 3D (np. plik CAD).

Aplikacja pozwala też na pomiar wysokości dodatkowych punktów znajdujących się między punktami istniejącymi. Ułatwia to narzędzie do generowania punktów CAD, dzięki któremu po wskazaniu obszaru zainteresowania i zadaniu gęstości tworzone są nowe pikiety.

Czy ktoś z Państwa mierzył zwis przewodów? Na pewno. Na chmurze punktów jest to bardzo proste. A pomiar wysokości budynku? To raptem dwa kliknięcia. Równie łatwo wyznaczymy spadki dachu czy nachylenia skarp. Chmura punktów to dyskretny zapis przestrzeni, z którego możemy wydobyć wiele informacji.

Wizualizacja przekrojów i pikiet w trzech wymiarach

NMT i mesh 3D

Poza chmurą punktów w 3Dsurvey wygenerujemy numeryczny model terenu albo modele typu mesh, czyli siatki trójkątów tworzące powierzchnie. Mesh 3D może posłużyć do wizualizacji albo wygenerowania prawdziwej ortofotomapy. Z kolei modele terenu są niezbędne w procesie tworzenia ortofoto­mozaiki/ortofotomapy.

Producenci zapewnili użytkownikom liczne narzędzi do edycji modeli. Możemy usuwać elementy, wygładzać powierzchnię czy – robiąc np. symulacje zmiany poziomów odniesienia – liczyć bilanse mas. Dodajmy tu, że pomiar objętoś­ci w 3Dsurvey jest nie tylko bardzo dokładny, ale przede wszystkim prosty i szybki. Wystarczy narysować obwiednię lub zastosować gotową obwiednię CAD pozwalającą na pomiar zawsze tych samych miejsc. Porównamy też dwa modele (wtedy otrzymamy bardzo dokładną informację o zmianach) lub model z projektem.

Co ważne, wszystkie pomiary są automatycznie zapisywane i w dowolnym momencie możemy jednym kliknięciem wygenerować raport z graficzną prezentacją lokalizacji, bilansem mas oraz powierzchnią 2D i 3D. W jednym raporcie zawrzemy jeden lub wiele obiektów.

Warto jeszcze wspomnieć o opcji eksportu modelu do pliku LandXML, co ułatwia realizację projektów. Podobnie zresztą jak możliwość generowania poziomic, które wyeksportujemy w postaci 2D lub 3D. Jest to również forma eksportu modelu dla niektórych starszych środowisk pracy, gdzie LandXML nie zawsze jest czytany.

Ortofotomapa i prawdziwa ortofotomapa

Mając wyrównany blok zdjęć i model terenu, jednym kliknięciem wygenerujemy ortofotomapę. Jest ona wspaniałym materiałem do wielu prac, w tym do weryfikacji aktualności lub nawet tworzenia mapy. Wszystkie obiekty na poziomie gruntu charakteryzują się dokładnoś­cią naszego modelu – na ogół 2-3 cm.

A co jeśli chcemy odrysować np. budynek i nie widzimy jednego z narożników? Są dwa wyjścia. Pierwsze, częś­ciej stosowane, to podmiana zdjęcia. Po wskazaniu nieczytelnego obszaru program automatycznie wyświetla zdjęcia, na których ten fragment jest widoczny. Wybieramy wtedy inne ujęcie i podmieniamy fragment. Drugie wyjście to wykorzystanie narzędzia RTG (tak, nazwa celowo nawiązuje do badania rentgenowskiego). Pojawia się wtedy wygenerowana z chmury punktów warstwa przypominająca prześwietlenie, na której widzimy głównie krawędzie.

Inną formą prezentacji przestrzeni, z czytelnym widokiem dachów i obiektów wysokich, jest prawdziwa orto­fotomapa. Obydwa produkty wyeksportujemy do różnych formatów – np. TIFF z georeferencją czy popularnego JPG z plikiem lokalizacyjnym. Dla aplikacji, które nie radzą sobie z tymi formatami, przygotowano opcję eksportu ramki CAD w DXF – wystarczy dociągnąć obrazek do ramki.

Funkcja RTG wspomaga np. pomiary naroży budynków na ortofotomapie

Dokumentowanie wyników i raporty

W 3Dsurvey oprócz raportu z przeprowadzanych prac (w którym przedstawione są etapy wyrównania i dokładności, parametry modeli terenu i ortofotomap) wygenerujemy też raporty z pomiarów. Powstaje plik DOC, który możemy dalej edytować. Aplikacja pozwala też na nagrywanie filmów z wirtualnego przelotu nad modelem. W ten sposób atrakcyjnie zaprezentujemy produkt, bo przecież naszą pracę musimy sprzedać.

Pomiar objętości w 3Dsurvey wraz z raportem wygenerowanym w edytowalnej formie

Niestety, artykuł ma swoje ograniczenia i nie wszystko da się opisać na dwóch stronach. Mamy jednak nadzieję, że ten tekst pozwoli Państwu spojrzeć inaczej na drony. To narzędzie dla nowoczesnych geodetów i nowoczesnych odbiorców, które jednak nie zwalnia nas z dbania o jakość oferowanych produktów.

Tomasz Czerski
Czerski Trade Polska

Artykuł ukazał się w bezpłatnym niezbędniku sprzętowym DRONY DLA GEODETY 2020