Jak to jest z tym rozmiarem?

Opublikował w Felietony

Jednym z najważniejszych parametrów określających jakość opracowań otrzymywanych z bezzałogowych systemów fotogrametrycznych jest wielkość piksela terenowego ( z ang. GSD czyli Ground Sampling Distance). Jest ona uzależniona od wielu czynników. Jednym z nich jest rozdzielczość sensora pozyskującego obrazy, czyli rozdzielczość aparatu znajdującego się na pokładzie. Nie dajmy się jednak zwieźć magicznym liczbom. Sama ilość pikseli matrycy to nie wszystko, bo liczy się jeszcze powierzchnia, na której te piksele pomieścimy. Oczywiście im większa powierzchnia tym lepiej, a najlepiej ten przykład obrazuje porównanie zdjęć poniżej. Obydwa zdjęcia zostały wykonane na tej samej wysokości, w takich samych warunkach, aparatem o tej samej rozdzielczości, lecz o innej wielkości matrycy.

jaktojestztymrozmiarem_pixel_2fotki_porownanie

Zdjęcie po lewej stronie zostało wykonane aparatem Sony z pokładu Trimble UX5, zdjęcie prawej z innego popularnego drona, pozyskane aparatem o takiej samej rozdzielczości lecz mniejszej matrycy. Od razu widzimy, że na zdjęciu prawym możemy rozróżnić tylko kształt największych obiektów. Schodząc do mniejszych szczegółów widzimy tylko rozmyte piksele.

Różnica widoczna powyżej ma znaczenie nie tylko wizualne, ale wpływa na pracę oprogramowania przetwarzającego zdjęcia. Pracując na danych gorszej jakości program ma problemy ze znalezieniem wspólnych pikseli na sąsiednich zdjęciach, co przekłada się na jakość wyrównania, a co za tym idzie na finalną dokładność uzyskanych wyników.

Ogromny wpływ na jakość fotografii ma również optyka aparatu. Wykonując zdjęcia w locie musimy dostarczyć matrycy odpowiednią ilość światła w jak najkrótszym czasie. Dobry obiektyw skróci czas naświetlania, zapewni odpowiednią jasność zdjęć minimalizując rozmycia obrazu.

Przejdźmy wreszcie do zależności wielkości GSD od wysokości nalotu, czyli do sztuki kompromisu między dokładnością i zakresem opracowania. Aby uzyskać jak najmniejszy rozmiar piksela terenowego musimy zaprojektować nalot na najniższej wysokości. Dla lepszego zobrazowania tematu posłużmy się zdjęciami oraz tabelą zależności wielkości piksela terenowego od wysokości nalotu dla modelu Trimble UX5 z kamerą Sony a5100 o rozdzielczości 24 Mpix na matrycy APS-C. Trzeba zastrzec, że poniższe zestawienie dotyczy lotów z przyjętym pokryciem poprzecznym i podłużnym na poziomie 70%, co zapewni najwyższą jakość otrzymywanych wyników.

trimbleux5hp_pixel_75_150_300

Porównanie nalotu na różnych wysokościach.

Jak widzimy im lepsza jakość opracowania, a co za tym idzie dokładność danych wynikowych, tym mniejszy zasięg. Musimy zatem przed każdym projektem rozsądnie zaplanować całą naszą pracę. Jeśli mamy do pomierzenia masy ziemne na dużym obszarze, możemy odpuścić schodzenie do najniższego piksela zyskując powierzchnię jaką oblecimy w trakcie każdego lotu.

Jeśli natomiast zależy nam na jak najwyższej dokładności pozyskanych danych, jak najlepszej rozdzielczości orto czy najwyższej gęstości chmury punktów, obniżamy pułap lotu zmniejszając również zakres opracowania. Jest też inna możliwość, a mianowicie wybór wersji precyzyjnej naszego drona, czyli Trimble UX5 HP. Tam mamy już do dyspozycji kamerę Sony a7R o matrycy rozdzielczości 36 MPix i wielkości Full Frame. Matryca pełnoklatowa ma powierzchnię ponad 2 razy większą niż APS-C więc mamy gdzie zmieścić te dodatkowe piksele bez strat na jakości danych. Tak więc latając na pułapie 75 metrów z obiektywem 35 mm dostajemy zdjęcia z rozdzielczością terenową 1 cm. To oprócz najwyższej możliwej jakości orto pozwala nam również na pozyskanie bardzo gęstej chmury punktów, nawet o gęstości ponad 1000 punktów na m2.

 

Trimble UX5 – „Postrach bumelantów”

Wojciech Stolarski, Geotronics Dystrybucja