Расчет объема насыпей и выемок в Agisoft Photoscan и ГИС Спутник

Появление на рынке гражданских БПЛА, в частности DJI Phantom 4 Pro с интегрированными GNSS решениями позволяют получать данные, по которым можно выполнять измерения с высокой точностью в плане и по высоте. Что позволяет стоит ЦМР фотограмметрическим методам. И стоимость таких работ на несколько порядков ниже, чем с использованием наземных методов геодезических работ

Порядок работы по расчету объема насыпи (выемки) в программе Agisoft Photoscan

Первым шагом добавляем фотографии в проект. Фотографии (камеры) располагаются на схеме согласно метаданных снимка (GPS координат) из EXIF фотографии.
Следующим шагом выравниваем фотографии. Результат выравнивания снимков и созданное разреженное облако точек.

Рис. 1. Созданное разреженное облако точек

Далее выполняем построение плотного облака точек. При нажатии на кнопку Плотное облако на панели инструментов запускаем процесс построения плотного облака точек (или пункт меню Обработка/ Плотное облако). На вкладке Дополнительно оставляем Фильтрация карт глубина – Умеренная, достаточного для построения фотоплана (для целей построения 3D модели архитектурного объекта выбираем Мягкая).
В результате получаем облако точек состоящее из 21 млн.точек.

Рис. 2. Построенное плотное облако точек

Далее нам необходимо отклассифицировать плотное облако точек, чтобы выделить землю для правильного построения фотоплана.
Следующим шагом строим модель. Получаем следующую построенную модель.

Рис. 3. Построенная модель (отображение в сплошном виде)

Рис. 4. Построенная модель (отображение в виде каркаса)

Далее строим тайловую модель.

Рис. 5. Построенная тайловая модель

Следующим шагом строим карту высот. При построении карты высот программа работает с классом точек. Основные точки будут являться точки земли.
После выполнения расчетов появляется новая закладка Орто, на которой отображается построенная карта высот.

Рис. 6. Построенная карта высот

Построение ортофотоплана (пункт меню Обработка/Построить фотоплан). Оставляем параметры по умолчанию. В результате получаем построенный фотоплан.

Рис. 7. Построенный ортофотоплан

Подсчет объема выемки

Для расчета объема нам необходимо удалить в модели лишние полигоны (или строить модель только на заданную область). Для этого инструментом Выделение последовательно выделяем и удаляем лишние полигоны. В результате получаем такую картину

Рис. 8. Отредактированная модель на выемку

В PhotoScan может быть измерен объем только замкнутых областей. Для создания замкнутой области воспользуйтесь командой Заполнить отверстия, доступной в подменю Модель меню Инструменты.
В подменю Модель меню Инструменты выбираем команду Измерить площадь и объем.

Рис. 9. Измерение площади и объема

Выполнение расчета объема в программе Спутник

Спутник — это система визуализации трехмерных геопространственных данных, получаемых как правило из Agisoft PhotoScan. Базовое покрытие на поверхность Земли, а также поддержка стандартов OGC, позволяет загружать данные в единое геоинформационное пространство. Поддержка протокола WMS позволяет подключать данные с OGC-совместимых серверов. Основной формат ГИС Спутник – KML, открывает широкие возможности по визуализации трехмерных объектов и данных в режиме реального времени.
В начале создаем новый проект. Далее открываем фотоплан.

Рис. 10. Импортируемый ортофотоплан

По умолчанию в ГИС Спутник ортофотоплан совместится с рельефом SRTM, имеющим пространственное разрешение 90 м и разрешение по высоте 1 м. Детальный рельеф отображается при загрузке цифровой модели местности (ЦММ).
Также открываем карту высот.

Рис. 11. Импортируемый ортофотоплан с картой высот

На панели инструментов выбираем кнопку Объем. Появляется новая закладка рисования полигона. На карте последовательно указываем точки верха карьера. На карте точки будут последовательно соединяться согласно их уровня.

Рис. 12. Создание полигона на карте

При окончании (оконтуривания всей границы) нажимаем на кнопку Рассчитать. Если требуется посчитать объём от известной отсчётной поверхности, выберите вариант «от уровня» и введите значение. Если отсчётная поверхность неизвестна, выберите вариант «от триангуляции отсчётной поверхности».

Рис. 13. Посчитанное значения объема насыпи и выемки

В поле Результат получаем объем насыпи и выемки.

Разница в расчетах в программе Agisoft Photoscan (22785 куб.м.) и ГИС Спутник (20943 куб.м.) составила 1832 кв.м., т.е. 8%, что скорее всего связано с выбором различной границы построения.
Подсчет площади в ГИС Спутник намного удобнее. К тому же программа Спутник позволяет проводить другие расчеты с ЦМР: построение изогипс, профилей, карт уклонов, выполнение кригинг-интерполяции.