Quy trình chụp ảnh bằng Drone tốt nhất

Quy trình chụp ảnh khảo sát bằng máy bay không người lái tốt nhất cho các phép đo ảnh của DJI Phantom 4 RTK, M300 RTK và P1. Cách thu thập dữ liệu chính xác bằng cách sử dụng trạm D-RTK 2, mạng RTK hoặc trạm bay PPK và số lượng điểm kiểm soát mặt đất cần thiết trong các nhiệm vụ.

• Hướng dẫn quy trình khảo sát bằng máy bay không người lái cho DJI Phantom 4 RTK và M300 RTK với cảm biến quang ảnh P1;
• Cách thu thập dữ liệu chính xác bằng trạm D-RTK 2, mạng RTK hoặc trạm bay PPK;
• Loại kỹ thuật khảo sát nào là tốt nhất cho các hoạt động cụ thể của bạn;
• Có bao nhiêu điểm kiểm soát mặt đất là cần thiết cho các cuộc khảo sát của bạn.

DJI Phantom 4 RTK và M300RTK – máy ảnh P1 đã làm cho việc khảo sát trở nên dễ tiếp cận hơn, giúp xây dựng các mô hình và bản đồ chụp ảnh chất lượng cao.

Tuy nhiên, vẫn còn một số bước quan trọng trong quy trình công việc cần tuân theo để đảm bảo bạn thu thập dữ liệu chính xác và mạnh mẽ nhất có thể.

Chẳng hạn, bạn có nên sử dụng trạm gốc không? Thiết lập để ánh xạ trong PPK (động học sau xử lý) là gì? Hoặc khi nào thì tốt nhất để thực hiện một nhiệm vụ thông qua mạng RTK (động học thời gian thực)?

Để giúp các nhà khảo sát sử dụng đầy đủ khả năng của hai loại máy bay không người lái khảo sát, chúng tôi đã chuẩn bị hướng dẫn quy trình làm việc này trình bày chi tiết các phương pháp hay nhất, các điểm cần cân nhắc chính và hướng dẫn từng bước.

Bài viết sẽ giới thiệu về việc sử dụng Trạm DJI D-RTK 2 có và không có điểm đã biết; sử dụng mạng RTK không có trạm gốc; và ánh xạ trong PPK.

Trong thực tế, PPK và RTK là công nghệ hiệu chỉnh GPS.

PPK là phương pháp sửa dữ liệu vị trí sau khi được thu thập và tải lên, trong khi RTK sửa dữ liệu vị trí theo thời gian thực khi máy bay không người lái đang lập bản đồ khu vực khảo sát.

Sử dụng trạm gốc DJI D-RTK 2 trên một điểm đã biết

Thiết lập trên một điểm đã biết đảm bảo khảo sát có độ chính xác tuyệt đối với hệ quy chiếu tọa độ.

Điểm đã biết này phải được đo trước đó bằng thiết bị GPS khảo sát hoặc có thể là điểm đã biết lâu dài trên một địa điểm hoặc điểm chuẩn.

Phương pháp này sử dụng DJI Phantom 4 RTK hoặc M300 RTK-P1 kết hợp với Trạm gốc DJI D-RTK 2.

Trạm di động D-RTK 2 là máy thu GNSS có độ chính xác cao được nâng cấp của DJI, hỗ trợ tất cả các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu chính, cung cấp hiệu chỉnh chênh lệch thời gian thực để tạo dữ liệu định vị ở cấp độ centimet để cải thiện độ chính xác tương đối.

Kết nối RTK giữa Trạm gốc D-RTK 2 và hai máy bay không người lái cho phép lưu trữ thẻ địa lý rất chính xác trong các hình ảnh trong suốt chuyến bay.

Sử dụng bộ điều khiển tiêu chuẩn của Phantom 4 RTK, D-RTK 2 có thể được sử dụng để đo một điểm đã biết, các điểm kiểm soát và điểm kiểm tra. Tuy nhiên, điều này chỉ giới hạn ở bộ điều khiển tiêu chuẩn P4 RTK, do đó, phần này của quy trình không thể được thực hiện với Enterprise Bộ điều khiển thông minh của M300 RTK (hình bên dưới) hoặc bộ điều khiển SDK của Phantom 4 RTK.

Đối tượng được nhắm tới là ai?

Phương pháp này được khuyến nghị cho các công ty khảo sát đất đai đã có máy định vị GPS để đo điểm đặt trạm cơ sở. Độ chính xác 20-30mm có thể đạt được bằng phương pháp này.

Tôi có cần điểm kiểm soát mặt đất không?

Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng 2-4 GCP cho diện tích 250m x 100m để đảm bảo độ chính xác được duy trì trên toàn bộ mô hình.

Tổ hợp M300 RTK-P1 có khả năng thu thập dữ liệu chính xác mà không cần CGP, nhưng chúng tôi vẫn khuyên nên đặt 2-4 điểm trên khu vực khảo sát của bạn.

Những điều cần cân nhắc?

Xin lưu ý rằng phương pháp này luôn yêu cầu kết nối giữa máy bay không người lái và trạm gốc. Nếu kết nối bị ngắt, thì độ chính xác sẽ không có chất lượng cao.

Cách thực hiện

Thực hiện các thao tác sau để lập bản đồ với Phantom 4 RTK/M300 RTK bằng cách sử dụng một điểm đã biết và Trạm gốc D-RTK 2:

1. Kết nối máy bay không người lái với trạm cơ sở thông qua ứng dụng Ground Station RTK (sử dụng bộ điều khiển tiêu chuẩn của P4 RTK hoặc Smart Controller Enterprise của M300 RTK) hoặc ứng dụng Ground Station Pro (Bộ điều khiển SDK cho Phantom 4 RTK).
   
   
   
2. Thiết lập Trạm cơ sở di động D-RTK 2 chính xác trên điểm bạn đã biết trên mặt đất. Sau đó nhập tọa độ vào vị trí trạm cơ sở trong ứng dụng chuyến bay.

Sử dụng trạm gốc D-RTK 2 nhưng không qua điểm đã biết

Cũng có thể sử dụng trạm gốc D-RTK 2 với Phantom 4 RTK và M300 RTK mà không cần thiết lập trên một điểm đã biết.

Đối tượng nhắm tới là ai?

Quy trình công việc này đặc biệt hữu ích khi độ chính xác tuyệt đối là không cần thiết, ví dụ như khảo sát thể tích.

Tuy nhiên, nếu dữ liệu sẽ được sử dụng kết hợp với dữ liệu từ các nguồn khác, ví dụ như thu thập trên mặt đất, thì phương pháp này không được khuyến nghị.

Nếu làm việc trên một địa điểm yêu cầu khảo sát được lặp lại nhiều lần thì có thể triển khai sử dụng thiết bị di động D-RTK 2 không xác định điểm bằng cách đặt trạm gốc trên cùng một điểm và tính trung bình các vị trí của nó mỗi lần.

Bạn để trạm gốc ở cùng một vị trí càng lâu thì việc xác định vị trí của nó càng chính xác.

Những điều cần cân nhắc

Nếu bạn sử dụng Phantom 4 RTK hoặc M300 RTK và Trạm cơ sở di động D-RTK 2 cùng nhau mà không thiết lập trên một điểm đã biết, thì bạn sẽ nhận được độ chính xác tương đối giống như bạn làm trên một điểm đã biết.

Tuy nhiên độ chính xác tuyệt đối (hệ quy chiếu tọa độ) sẽ không chính xác bằng.

Cách thực hiện

Quy trình thiết lập trên một điểm đã biết cũng giống như quy trình này (xem quy trình làm việc ở trên trong phần ‘thiết lập trên một điểm đã biết).

Tuy nhiên, hãy cố gắng rời khỏi D-RTK 2 càng lâu càng tốt trước chuyến bay. Mặc dù dung lượng pin WB37 của trạm di động sẽ không cho phép xác định vị trí chính xác, nhưng D-RTK 2 được ghi lại trước khi bay càng lâu thì vị trí của nó sẽ được xác định chính xác hơn theo hệ tọa độ toàn cầu, WG884.

Đây được gọi là GNSS vi sai, do đó có tên là D-RTK 2, với chữ D (differential) là vi sai.

Sử dụng Mạng RTK (không có Trạm gốc Di động D-RTK 2)

Mạng RTK đảm bảo độ chính xác vị trí ở cấp độ centimet cho máy bay không người lái giống như cách một máy định vị GPS sẽ làm.

Không có bất kỳ xử lý hậu kỳ nào, các hình ảnh được chụp sẽ được nhúng với các thẻ địa lý chính xác được hỗ trợ bởi mạng RTK thay vì GPS tiêu chuẩn.

Đối tượng được nhắm tới là ai?

Phương pháp này đặc biệt hữu ích cho những khách hàng không có thiết bị GPS để đo một điểm đã biết hoặc không muốn sử dụng thêm thiết bị.

Điểm kiểm soát mặt đất có cần thiết không?

Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng 2-4 GCP (điểm mặt đất) cho diện tích 250m x 100m để đảm bảo duy trì độ chính xác.

Nếu có thể, một vài điều nữa có thể hữu ích để giảm thiểu khả năng mất kết nối với mạng RTK.

Điều này dựa trên thử nghiệm độ chính xác của Phantom 4 RTK với Terra Drone Europe, người đã sử dụng phương pháp này như một phần của đánh giá. Khi sử dụng 4 GCP, họ đã đạt được độ chính xác trung bình là 12 mm ở X và Y và 10 mm ở Z.

Điều đáng chú ý là họ đạt được độ chính xác dưới 30-40mm trên toàn bộ mô hình mà không có bất kỳ GCP nào. Chúng tôi cũng khuyên bạn nên đặt cùng một số lượng GCP khi sử dụng M300 RTK-P1, mặc dù sự kết hợp này cho phép ánh xạ không có GCP.

Những điều cần cân nhắc?

Như đã đề cập, Mạng RTK đảm bảo độ chính xác vị trí ở cấp độ centimet với máy bay không người lái.

Tuy nhiên, điều này không phụ thuộc vào kết nối mạng. Ở một số khu vực, kết nối có thể yếu hơn và do đó độ chính xác sẽ kém hơn. 

Cách thực hiện

1. Đặt sim mạng RTK vào trong phần đế của bộ điều khiển tiêu chuẩn của P4 RTK hoặc Enterprise của Bộ điều khiển thông minh M300 RTK. Điều này sẽ cho phép Trạm mặt đất RTK truy cập dữ liệu hiệu chỉnh từ mạng hiệu chỉnh ưu tiên của bạn. Nếu sử dụng Bộ điều khiển SDK cho P4 RTK, hãy sử dụng Ground Station Pro và đặt sim vào iPad để truy cập mạng RTK.

Khảo sát với PPK

Phantom 4 và M300 có thể có RTK trong tên gọi của chúng, nhưng những máy bay không người lái này cũng có thể được triển khai cho các nhiệm vụ PPK.

Quy trình công việc này được sử dụng cùng với một trạm cơ sở, chẳng hạn như D-RTK 2. Trạm di động phải được thiết lập ở cùng khu vực mà bạn sẽ thực hiện khảo sát để trạm có thể thu thập dữ liệu hiệu chỉnh chính xác cho khảo sát khu vực.

Nó dành cho ai?

Bất kỳ ai cũng có thể sử dụng quy trình làm việc PPK. Điều đó có nghĩa là bạn không phải dành thời gian trong trường đặt GCP vì hầu hết độ chính xác của vị trí có được thông qua quá trình xử lý.

Một số cân nhắc

Quy trình làm việc PPK được khuyến nghị thay vì quy trình làm việc RTK vì có thể đạt được độ chính xác cao hơn một chút.

Tuy nhiên, điều này đi kèm với sự bất tiện của việc xử lý hậu kỳ tại văn phòng. Có sẵn một số ứng dụng PPK – chẳng hạn như EZSurv và RTKLIB – có thể xử lý dữ liệu máy bay không người lái và trạm gốc. Mỗi hệ thống sẽ có các quy trình khác nhau nhưng sẽ dẫn đến cùng một đầu ra.

Điều đáng chú ý là RTK có thể mang lại nhiều lợi ích hơn khi các hiệu chỉnh được áp dụng trong thời gian thực và các vị trí hình ảnh được gắn thẻ địa lý dựa trên các hiệu chỉnh này. Tuy nhiên, RTK có những hạn chế, chẳng hạn như yêu cầu kết nối mạng mạnh và khả năng mất một số dữ liệu hiệu chỉnh giữa chuyến bay.

Cách thực hiện?

1. Trong Ground Station RTK, hãy tắt chức năng RTK để máy bay đang bay ở chế độ GPS. Máy bay sẽ tiếp tục lưu trữ tệp quan sát bằng cách sử dụng chức năng định vị được sử dụng trong quá trình xử lý hậu kỳ dữ liệu.
   
   
   
2. Nếu có thể thì hãy thiết lập trạm cơ sở trên một điểm đã biết, điều này có nghĩa là vị trí của nó sẽ không phải được lấy bằng các phương pháp hậu xử lý. Nếu bạn không thể thiết lập trên một điểm đã biết thì có một vài bước bổ sung để làm theo:
        a. Tải xuống tệp RINEX từ một trạm tham chiếu địa phương sẽ biết chính xác vị trí của chính nó.

            b. Có thể tìm thấy dữ liệu RINEX trên trang web của Cơ quan Khảo sát Bản đồ.

           c. Tệp quan sát trạm gốc và tệp RINEX từ trạm tham chiếu cục bộ sau đó có thể được sử dụng để xác định vị trí chính xác của trạm gốc.

     3. Giờ đây, vị trí của trạm cơ sở đã được biết, các quan sát của máy bay không người lái GPS có thể được sửa chữa liên quan đến dữ liệu quan sát cơ sở được thu thập tại chỗ.

     4. Sau đó, các vị trí máy bay không người lái đã sửa có thể được sử dụng để sửa các thẻ địa lý hình ảnh được lưu trữ trong dữ liệu EXIF ​​của ảnh.

Hướng dẫn quy trình công việc khảo sát bằng máy bay không người lái – Tóm tắt

DJI Phantom 4 RTK đã trở thành một sản phẩm được yêu thích nhất trong số các nhà khảo sát máy bay không người lái.

Cảm biến 20MP của nó đảm bảo độ chính xác cao – đặc biệt là ở độ cao thấp – và khung hình tất cả trong một cùng mức giá hợp lý khiến nó trở thành một giải pháp dễ tiếp cận.

Trong khi đó, sự kết hợp M300 RTK-P1 – có mức giá cao hơn so với P4 RTK – là một giải pháp khảo sát chất lượng hàng đầu. Cảm biến toàn khung hình 45MP của P1, kết hợp với độ bền đáng kinh ngạc của M300 RTK, giúp cho sự kết hợp hiệu quả cao này đặc biệt phù hợp cho việc lập bản đồ bằng máy bay không người lái trên diện rộng.

Bằng cách làm theo quy trình công việc trong hướng dẫn này, người khảo sát có thể tự tin thu được dữ liệu bản đồ tốt nhất có thể.