Повышение точности аэрофотосъемки с применением наземных контрольных точек

The authors showed that it is possible to quickly collect up-to-date information on the agricultural land condition using an unmanned aerial vehicle. It was noted that the use of ground control points increases the accuracy of project measurements, helps to compare the project post-processing results with the real measurements. (Research purpose) To compare the results of standard and high-precision post-processing of aerial survey data using ground control points. (Materials and methods) Aerial photography was carried out on a 1.1- hectare breeding field. The authors used DJI Matrice 200 v2 unmanned aerial vehicle with a GNSS L1/L2 receiver and a modified DJI X4S camera, five control points sized 50 × 50 centimeters and an EMLID Reach RS2 multi-frequency GNSS receiver. The results of scientific research into the use of ground control points during aerial photography were studied. (Results and discussion) It was found out that the error of georeferencing images obtained by an unmanned aerial vehicle without control points is significantly higher during the standard data processing compared to the high-precision one. The project error when using five control points is 3.9 times higher during the standard data processing. (Conclusions) It was shown that using ground control points it is possible to improve the project measurement accuracy, as well as compare the project post-processing results with the measurements on the ground. It was detected that the high-precision monitoring enables the use of fewer ground control points. It was found out that in order to obtain data with the accuracy of 2-4 centimeters in plan and height, at least 3 ground control points need to be used during the high-precision post-processing.Показали возможность оперативного сбора актуальной информации о состоянии сельскохозяйственных угодий с помощью беспилотного воздушного судна. Отметили, что использование наземных опорных точек повышает точность измерений в проекте, помогает сравнить результаты постобработки проекта с реальными измерениями. (Цель исследования) Сравнить результаты стандартной и высокоточной постобработки данных аэрофотосъемки с использованием наземных опорных точек. (Материалы и методы) Провели аэрофотосъемку на селекционном поле площадью 1,1 гектара. Использовали беспилотное воздушное судно DJI Matrice 200 v2 с приемником GNSS L1/L2 и модифицированной камерой DJI X4S, пять опорных точек размером 50 × 50 сантиметров и мультичастотный GNSS-приемник EMLID Reach RS2. Изучили результаты научных исследований по применению наземных опорных точек при проведении аэрофотосъемки. (Результаты и обсуждение) Определили, что погрешность геопривязки изображений, полученных посредством беспилотного воздушного судна, без опорных точек значительно выше при стандартной обработке данных по сравнению с высокоточной. Погрешность проекта при применении пяти опорных точек выше в 3,9 раза для стандартной обработки данных. (Выводы) Показали, что с помощью наземных опорных точек можно повысить точность измерений в проекте, а также сравнить результаты его постобработки с измерениями на местности. Определили, что высокоточный мониторинг позволяет обойтись меньшим количеством наземных опорных точек. Выявили, что для получения данных с точностью 2-4 сантиметра в плане и по высоте при высокоточной постобработке нужно использовать не менее 3 наземных опорных точек

Multifunctional Ground Control Points with a Wireless Network for Communication with a UAV

Ground control points (GCPs) are commonly used for georeferencing in remote sensing. Precise position measurement of the GCPs typically requires careful ground surveying, which is time-consuming and labor-intensive and thus excessively costly if it needs to be repeated multiple times in a season. A system of multifunctional GCPs and a wireless network for communication with an unmanned aerial vehicle (UAV) was developed to improve the speed of GCP setup and provide GCP data collection in real-time during the flight. While testing the system, a single-board computer on a fixed-wing UAV used in the study successfully recorded position data from all the GCPs during the flight. The multifunctional GCPs were also tested for use as references for calibration of reflectance and height for field objects like crops. The test of radiometric calibration resulted in an average reflectance error of 2.0% and a strong relationship (R2 = 0.99) between UAV-based estimates and ground reflectance. Furthermore, the average height difference between UAV-based height estimates and ground measurements was within 10 cm