D2000, Şangay şehir merkezindeki akıllı şehir inşaatına yardımcı olmak için D-OP4000 eğilebilir kamera modülü ile donatılmıştır.

Ülkemizin "dijital şehir"den "akıllı şehir"e sürekli dönüşümü ve yükseltilmesiyle birlikte, iki boyutlu vektör verilerine dayalı CBS uygulamaları, kentsel akıllı yönetim ihtiyaçlarını karşılamakta zorlanmaktadır. "14. Beş Yıllık Plan" döneminde ulusal temel haritalama ve ölçme çalışmalarının önemli bir parçası olan kentsel 3D platform, doğal kaynakların kapsamlı yönetimi ve akıllı şehir yönetimi için şehrin 3D tabanını sağlayabilir ve kentsel planlama, yönetim, yangın koruma, acil müdahale, ekolojik çevre izleme vb. yönetim platformları için temel veri ve bilgiler sunabilir. Bu nedenle, coğrafi alanda 3D verilerin hızlı ve doğru bir şekilde nasıl elde edileceği, gerçek Çin'in 3D inşası için önemli bir destek haline gelmiştir. İHA eğik fotogrametrisi, verimli ve esnek veri toplama yetenekleri nedeniyle eğik fotoğraf verilerini elde etmenin önemli bir yolu haline gelmiştir.

Ancak, profesyonel hava kameralarıyla karşılaştırıldığında, daha hafif bir yüke ve daha kısa bir odak uzaklığına sahiptir. Çok sayıda yüksek binanın ve büyük bina yüksekliği farklarının bulunduğu kentsel merkez alanında yüksek çözünürlüklü İHA eğik fotoğraf görüntüleri elde etmek, kentsel İHA eğik fotogrametrisinde teknik bir zorluk haline gelmiştir. Bu çalışma, telefoto D-OP4000 (aşağıdan görünüm için odak uzaklığı: 40 mm, yandan görünüm için 56 mm) eğik fotoğraf modülü ile donatılmış Pegasus D2000 dört pervaneli İHA'yı kullanarak, bir mega kentin kentsel merkez alanında İHA eğik fotogrametrisinin veri toplama ve gerçek sahne 3D model uygulamasını araştırmaktadır.

Çalışma alanının kapsamı

Araştırma alanı, Şanghay'da Huangpu Nehri'nin kuzey kıyısında, Nanjing Caddesi'ne bitişik bir konumda yer almaktadır. Burası Şanghay'ın ünlü Uluslararası Mimarlık Müzesi'dir. 100 metreden yüksek diğer binaların sayısı nispeten az olduğundan, yüksek çözünürlüklü İHA eğik fotoğraf görüntüleri elde etmek gereklidir ki bu da oldukça zordur.

Çalışma alanındaki yüksek binaların fotoğrafları

Teknik rota Şekil 3'te gösterilmiştir. Şanghay'ın Kuzey Bund bölgesindeki bina yüksekliklerine ait DSM verilerine göre, PHOTOMOD dijital yükseklik modeli kullanılarak DSM manuel olarak düzenlenmiştir. 320 metre ve 260 metre yüksekliğindeki bazı binalar için yükseklik değiştirme uçuşları gerçekleştirilmiştir.

Yapay Arazi

Araştırma alanının dijital yüzey modeli Şekil 4'te gösterilmiştir. Bina yükseklikleri 3 ila 320 metre arasında değişmekte olup, en yüksek bina olan Magnolia Binası 320 metre yüksekliğindedir. PHOTOMOD DEM düzenleme modülünü kullanarak, basamaklı arazinin 80 metre (kırmızı), 50 metre (açık sarı), 30 metre (sarı) ve 10 metre (yeşil) yüksekliklerindeki Magnolia Binası'nı merkez alacak şekilde (100 metre uzatarak) DSM modelini manuel olarak düzenleyin ve değiştirin.

Rota Planlaması

Yapay olarak simüle edilmiş araziye göre, irtifa uçuşu gerçekleştirilir; rota planlama uçuş irtifası 319 metredir ve Magnolia Plaza'nın en yüksek uçuş irtifası 400 metredir. Rota örtüşmesi %80, yan örtüşme %70'tir.

Görüntü kontrol noktası düzeni ve ölçümü

Araştırma alanı kentsel alanın merkezinde yer aldığından, bu projede yer kontrol noktaları ve inceleme noktaları 200-300 metrelik mesafelere göre düzenlenmiş olup, mevcut yaya geçitleri, basamak köşeleri vb. yerler görüntü kontrol noktaları olarak kullanılmış ve CORS ağ mobil istasyon modu RTK ölçüm yöntemi ile görüntü kontrol noktalarının koordinatları ölçülmüştür. Toplamda 50 adet görüntü kontrol noktası ve inceleme noktası oluşturulmuştur.

Yer kontrol noktası ölçüm ve dağıtım haritası

Drone Uçuşu

Araştırma alanı Şanghay şehir merkezinde bulunduğundan, elektromanyetik girişim nispeten ciddidir. Drone ile yer istasyonu arasındaki iletişimi sürdürmek için, 260 metre yüksekliğindeki Raffles Binası'nın çatısındaki helikopter iniş istasyonu kalkış noktası olarak seçilmiştir. Çatıdan kalkışın iki avantajı vardır: (1) Şehir merkezindeki yer İHA'sı ile yer istasyonu arasındaki etkili iletişim mesafesi yaklaşık 1 km iken, Raffles Şehri kulesinin tepesinde, uçağın iletişim bağlantısının normal olması garanti edilebilir, bu da özel durumların ele alınmasını kolaylaştırır ve uçuş güvenliğini garanti eder; (2) D-OP4000'in yükü ortofoto ve D-OP3000'den daha ağır olduğundan, 260 metre yüksekliğindeki bir binanın çatısında uçmak, tırmanma aşamasında İHA'nın güç tüketimini en aza indirebilir ve İHA'nın eğimli fotoğrafçılığının performansını artırabilir. Havayolu uçuş süresi. Araştırma alanı yaklaşık 5,46 kilometrekaredir ve toplam 4 sorti gerçekleştirilmiştir. Saha operasyonlarına ait fotoğraflar gösteriliyor.

İHA uçuş operasyonları

Şanghay'daki Kuzey Bund bölgesinin silüetinin görünümü.

Kuzey Bund'un yan görünümleri, Huangpu Nehri su yolunun merkez hattı boyunca sırayla elde edildi ve daha sonra tüm yan görünümler, Şekil 9'da gösterildiği gibi, Şanghay'daki Bund silüetinin bir peyzaj haritasına birleştirildi. Silüet peyzaj haritasının oluşturulmasıyla, Şanghay'daki Huangpu Nehri'nin kuzey kıyısındaki Wanguo Mimarlık Müzesi'nin güzel manzarası iyi bir şekilde sergilendi. Bu, Şanghay'da kentsel inşaat planlaması ve tarihi binaların korunması ve sergilenmesi için mükemmel bir malzeme sağlamaktadır.

Tarihi binaların restorasyonu ve korunması

Şanghay'da Uluslararası Mimari Müzesi olarak bilinen Bund'un korunması ve onarımı, Şanghay'ın kentsel gelişiminde önemli bir konudur. Ünlü İngiliz tasarımcı Francais tarafından 1934 yılında tasarlanan Şanghay Binası'nı (eski adıyla Broadway Mansions Broadway Binası) örnek olarak ele alalım. Örneğin, İHA hava fotogrametrisi sayesinde, Şanghay Binası'nın cephesini ve tasarım boyutlarını doğru bir şekilde elde edebilir ve gerçek dünya 3D modeline dayanarak Şanghay Binası'nın koruma ve onarım planı için görünür onarım etkileri ve koruma inşaat planlaması sağlayabiliriz.

Bu araştırma, çok sayıda yüksek binanın bulunduğu ve elektromanyetik ortamın karmaşık olduğu Şanghay'ın merkezinde gerçekleştirilmiştir. Akıllı şehirler ve eğik fotogrametri uygulamaları açısından ülke genelinde oldukça temsili bir örnektir. Bu araştırma, arazi değişiminin yapay simülasyonu ile yüksekten uçma yöntemini yaratıcı bir şekilde benimsemiş ve D-OP4000 telefoto (40 mm) tam çerçeve lensin performans özelliklerini birleştirerek, şehir merkezindeki çoklu uçuş sorununu çözmüştür. Bu çözüm, eğik hava fotogrametrisinin verimliliğini artırmakla kalmayıp, veri toplama kalitesini de sağlamaktadır. Başlıca sonuçlar şunlardır:

(1) Yapay olarak simüle edilmiş arazi değiştirme uçuşu: Şehir binalarının yüksekliği yapay olarak optimize edilerek araziye simüle edilir ve ardından İHA şehir yöneticisinin irtifa değiştirme rotasının planlama ve tasarımıyla birleştirilerek, İHA şehir modellemesinin tutarsız uçuş çözünürlüğü ve farklı kat yüksekliklerine göre bir araştırma alanının birden fazla kez uçurulması gerekliliği sorunu çözülür. Bu, yalnızca veri toplama verimliliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda verilerin kalitesini de sağlar;

(2) Çatıdan Telefoto Kalkış: Şehir merkezindeki yüksek katlar nedeniyle, sıradan odak uzaklığına sahip kameralarla yüksek çözünürlüklü görüntüler toplamak zordur. Örneğin, bu araştırma alanındaki en yüksek bina 320 metredir. Yüksek çözünürlüklü görüntülerde, uçuş yüksekliği yaklaşık 191 metredir ve 260 metre ve 320 metre yüksekliğindeki binaların yakınında uçuş tehlikeleri oluşma olasılığı yüksektir ve uçuş planında farklı bina yüksekliklerine göre farklı yükseklikler benimsenmelidir. Bu, genellikle söylediğimiz birçok durumdur. Ancak bu çalışmada, daha yüksek bir uçuş yüksekliğinde (319 m) aynı çözünürlükte (3 cm) veri toplamak için uzun odak uzaklığına (40 mm) sahip bir kamera kullanılabilir. Aynı zamanda, kalkış noktası 260 metre yüksekliğindeki bir binanın çatısına ayarlanmıştır; bu, yalnızca şehirde İHA uçuşunun güçlü elektromanyetik girişim sorununu çözmekle kalmaz, aynı zamanda İHA pil rotası uçuşunun verimliliğini artırır ve havadaki tırmanma süresini kısaltır.

(3) Gerçek sahne 3B modelinin uygulama senaryolarının araştırılması: Bu çalışma, kentsel 3B gerçek sahne modelinin verileri aracılığıyla Huangpu Nehri'nin kuzey kıyısındaki ufuk çizgisi manzarasını çıkarmış ve Şanghay Binası'nın bina koruma ve onarım planının hazırlanmasında ölçüm ve şema tasarımı için gerçek sahne 3B modelini kullanmıştır; bu da gerçek dünya 3B modellerinin uygulama senaryolarını zenginleştirmiştir.