長江は鎮江市の生命線であり、常に脅威となっている。洪水に備えるために、地方自治体は非常に大きなドローンマップを作成しました。
鎮江は中国で最も忙しい港の一つです。 2013 年だけで、1 億 4,000 万トンを超える貨物が内陸の河川港を通過しました。長江と大運河の両方に近いため、鎮江は何世紀にもわたって重要な交通の中心地でした。
しかし、県に多大な繁栄をもたらした水路は時折氾濫することがあります。
洪水のリスクをより深く理解し、川岸の生態系を強化および維持し、川岸の開発と利用の方法を理解するために、鎮江人民市政府は高解像度のオルソ写真を依頼しました。 400 平方キロメートル以上が次の方法でマッピングされました。 MMC ドローンとPix4Dmapper。
鎮江市治水局は長江から歩いてすぐの距離にあります。 2019 年 7 月、スタッフはオフィスから川をはっきりと見ることができました。窓からではなく、400 平方キロメートルを表す 21,000 枚の画像から作成された巨大なオルソ写真でした。
大規模プロジェクト向けの大規模ドローンマッピング
市治水局には、長江の海岸線 100 キロメートル、両側 500 メートルの高解像度オルソ写真を作成するという明確な概要がありました。プロジェクト地域は、西のジュロン市の大稲川から揚中市西来橋町まで広がり、川中にいくつかの島が含まれています。
400 平方キロメートルのエリアは、わずか 8 cm の地上サンプリング距離でマッピングされることになっていました。
その間 大規模ドローンマッピング 以前にも達成されましたが、これはどのチームにとっても大きな課題です。 Griflion M8 ドローンにより、市治水局はその仕事に適したツールを手に入れたと確信しました。
垂直離着陸 (VTOL) ドローンは、固定翼ドローンとマルチコプター ドローンの利点を組み合わせています。マルチコプター ドローンと同様に、VTOL ドローンはどこにでも離着陸できますが、固定翼ドローンに比べて飛行速度が速く、バッテリー寿命も長くなります。
チームはMMCを選択しました グリフリオン M8 正確なマッピングのための高解像度カメラと RTK/PPK システムを備えたドローン。
プリフライトチェック: 正確な結果を保証する
RTK/PPK は非常に正確ですが、これほど大規模で重要なプロジェクトの場合、チームは結果の正確性と、プロジェクトの成功を説明する方法を確認したいと考えていました。
飛行開始の 2 日前に、プロジェクト チームは調査エリア全体に追加の基準点をマークしました。回廊マッピング プロジェクトのベスト プラクティスに従って、地上基準点はオフセットまたは「ジグザグ」パターンで慎重に配置されました。すべての地上基準点が調査されたため、チームは結果を完全に確信できました。完成したプロジェクトには、合計 160 の地上管制点とチェックポイントが含まれていました。
計画を実行に移す
早朝、ドローンが元気よくうなり声を上げた。そのオレンジ色の翼は2.5メートルも伸び、空に映えていました。
離陸前に、パイロットは事前に計画したルートをドローンにアップロードしました。正確な再構成を確保し、必要な 8cm GSD を達成するために、チームは正面 75%、側面 70% のオーバーラップを設定しました。
チームは、プロジェクトに必要な41回の飛行のうち最初の飛行を完了したドローンを追跡した。打ち上げから 1 時間後、グリフリオンは安全に帰還しました。精度を確保するだけでなく、RTK 基地局のおかげで帰還の道を見つけることができました。
簡単な検査の後、パイロットはドローンを車に積み込み、次の発射ポイントに向けて運転しました。その後数日にわたって、このプロセスがさらに 40 回繰り返されました。
日々のデータ処理
ドローンの飛行は 15 日間にわたって行われましたが、オフィスに戻るとスタッフは飛行の完了を待たずに作業を開始しました。
Pix4D の Minyi Pan 氏は次のように説明しています。「このプロジェクトの範囲が広いため、早めに処理を開始することが特に重要でした。失われた画像を撮り直すために、すでにカバーされている飛行エリアに車で戻るのは、時間とエネルギーの無駄です。潜在的な問題を早期に発見できれば、チームの時間を大幅に節約できます。」
チームメンバーはデータをPix4Dmapperにインポートし、画像の重なりを確認しました。 Pix4Dmapper の高速処理オプションにより、チームは大規模なデータセットでも迅速にレビューすることができ、品質レポートにより結果が信頼できることが確認されました。大規模で長期にわたるプロジェクトでは、天候が問題になります。光が日ごとに変化すると、画像の明るさも変化し、マージされた出力全体にバンディングが発生しました。
「天気が一瞬晴れても、次の瞬間には嵐になることもありました」とパン夫人は続けます。 「中国のこの地域では、カテゴリー 6 または 7 の風が吹くのは珍しいことではありません。しかし、悪天候やその他の課題にもかかわらず、結果には非常に満足しています。」
15日間の飛行の後、 MMCチーム は 400 平方キロメートルをカバーし、解像度 4,200 万ピクセルの高品質ドローン画像を 21,000 枚以上撮影しました。チームが高速処理されたデータをチェックすると、より高いレベルで再処理されました。
シンプルなワークフロー、正確な結果
非公式の調査では、ほとんどのユーザーが「大きな」プロジェクトとは 10,000 枚以上の画像であることに同意しました。
長江プロジェクトは、それぞれ 4,200 万ピクセルの 21,000 枚を超える画像で構成されていました。
ただし、プロジェクトのサイズにもかかわらず、Pix4Dmapper での処理は簡単でした。
RTK/PPK と地上コントロール ポイントのおかげで、チームは標準のワークフローを使用することができました。 「古典的な『3 ステップのワークフロー』では、ほとんどの作業がコンピューターに与えられます。」パン夫人は付け加えた。画像は、連続的で歪みのない測定可能な画像、つまりオルソフォトにステッチされました。
チームは標準設定で優れた結果を達成し、Pix4Dmapper がこのような大規模なデータセットを処理するのには時間がかかりましたが、人間の介入は最小限で済むことがわかりました。
チームは rayCloud に頼って地上基準点をマークしました。いくつかのタイ ポイントを手動でマークすると、ソフトウェアが引き継いで残りのポイントを自動的にマークします。手動による微調整が少し必要になるかもしれませんが、チームはこの機能が「非常に便利で実用的である」と報告しました。
結果は品質レポートでチェックされ、プロジェクトの要件に対応していることが確認されました。
大規模なマッピングにドローンを使用する理由は何ですか?
この規模のプロジェクトでドローンを使用するのは異例に思えるかもしれません。しかし、軽飛行機は飛行コストが法外に高く、物流も困難です。衛星画像が答えのように思えるかもしれませんが、必要な解像度がありません。
私たちの空には衛星がたくさんありますが、利用できる画像は常に最新のものであるとは限りません。わかりやすい例の 1 つはバスケットボール コートです。衛星画像が撮影された時点ではまだ完成していませんでしたが、オルソフォトでは簡単に見つけることができます。
オルソフォトには、ステッチされた衛星画像に比べて精度というもう 1 つの利点があります。地形が完全に平坦なまれな地域を除いて、画像をつなぎ合わせると、写真の位置がずれるアーティファクトが生じます。これを考慮して、修正されたオルソフォトでは DSM (デジタル サーフェス モデル) を通じて地形の高さが考慮されます。ドローン画像を使用して作成されたオルソ写真はより正確です。
チームは、オルソフォトの自然な色に満足しており、オーバーラップが良好であるため、ギャップがほとんどありませんでした。
水はオルソモザイクとして再構築することが非常に困難です。川にいくつかの「亀裂」が現れましたが、チームは rayCloud の表面ツールを使用して穴を塞ぐことができ、完成したモデルの外観を大幅に改善することができました。
最終結果は、最初のドローン飛行からわずか 1 か月後に届けられました。
「データの注釈に関して、これらのオルソ写真の精度と解像度は私たちのニーズをはるかに上回っています」と市治水局の局長はコメントしました。 「Pix4D は強力であるだけでなく、操作が簡単で、すぐに使い始めることができ、専門的な知識もあまり必要としません。」
「私たちは通常、小さな川や湖の写真を撮るために小型ドローンを使用していますが、これは私たち自身の仕事です。担当者はデータ処理を実行して、高精度のオルソ写真を作成できます。 Pix4D を使用して数百平方キロメートルのデータを処理するこのプロジェクトは成功し、大規模領域の処理能力に対する私たちの自信がさらに高まりました。」
結果は出ていますが、プロジェクトは継続中です。鎮江市市治水局は、長江オルソフォトを定期的に更新し、この技術を鎮江市内のより多くの河川や湖に拡張する予定です。このプロジェクトを例として、チームはより多くの都市が同様のドローンプログラムを開始することを期待しています。この地域の洪水に対する回復力を向上させるだけでなく、最終的には長江の 6,300 キロメートルすべてが地図化されることを意味するかもしれません。
