ОБЗОР И СРАВНЕНИЕ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Введение

В современном мире все активнее развиваются различные компьютерные технологии. Одним из видов подобных технологий является фотограмметрическое программное обеспечение. На сегодняшний день существует множество производителей данного программного обеспечения, в котором разработчики предлагают различные возможности для обработки изображений и последующего построения облаков точек, ортофотопланов, 3D моделей, цифровых моделей рельефа и т.п. Полученные в результате измерений и последующей обработки объекты могут быть использованы в самых разных сферах деятельности человека – от построения 3D моделей для киноиндустрии и игровой индустрии до научных исследований в области изучения различных небесных тел.

Программы для фотограмметрии отличаются ценой, различными возможностями в обработке и редактировании, применяемыми методами обработки, поэтому выбор наиболее подходящего программного обеспечения для различного рода деятельности может быть нетривиальной задачей.

С помощью метода фотограмметрии можно создавать различные продукты, которые будут использоваться в разных сферах деятельности.

1. Цифровая модель рельефа

ЦМР представляет собой растровую сетку, привязанную к вертикальной системе координат и не включающую в себя искусственные и естественные объекты на местности. Сама ЦМР состоит из матрицы чисел, данные которой чаще всего визуализируют в виде контурной карты, а также присвоения ложного цвета высотам.

2. Ортомозаика

Ортомозаика – это карта, составленная из нескольких ортофотопланов или ортоизображений, полученных в результате корректировки исходных аэрофотоснимков и введения поправок за геометрические искажения, а также преобразование снимка в ортогональную проекцию.

3. Различные 3D модели

Методы фотограмметрии позволяют по снятым изображениям строить 3d модели, текстурированные 3d модели, которые в последующем могут быть использованы в самых разных областях деятельности. В процессе обработки изображений программа строит облако точек, которое получается при алгоритме поиска общих точек на различных изображениях и последующем определении их пространственных координат методом триангуляции.

Процесс обработки в представленном программном обеспечении

В качестве материала для обработки в выбранном фотограмметрическом программном обеспечении были использованы результаты съемки, производимые институтом Экологии и природопользования с БПЛА фирмы DJI. Для работы была выбрана территория кафедры астрономии и геодезии Казанского федерального университета. В процессе были задействованы 67 снимков. При обработке в соответствующих программах использовались бесплатные пробные версии этих продуктов. После обработки был произведен сравнительный анализ полученных результатов. В обработке были задействованы 6 программ: Agisoft Metashape, Autodesk ReCap, Pix4Dmapper, 3DF Zephyr. В данных программах были получены трехмерные модели и плотные облака точек.

Pix4dmapper

Рисунок 1. Плотное облако точек

Рисунок 2. Трехмерная модель

3DF Zephyr Pro

Рисунок 3. Плотное облако точек

Рисунок 4 Сетка, построенная на основе плотного облака точек

Autodesk ReCap Pro + ReCap Photo

Рисунок 5 Плотное облако точек

Рисунок 6 Текстурированная модель

Agisoft Metashape

Рисунок 7 Плотное облако точек

Рисунок 8 Текстурированная модель

Сравнение программного обеспечения

Таблица 1.

Стоимость ПО

Также после получения результатов были произведены контрольные замеры расстояний. В качестве базисных расстояний были взяты промеры, полученные в результате обработки данных лазерного сканирования на той же территории. Расстояния даны в метрах.

Таблица 2.

Сравнение промеров

Agisoft Metashape является комплексным фотограмметрическим ПО и не зря считается одной из популярнейших программ. В ней есть широкие возможности обработки, возможность облачной, кластерной обработки, что ускоряет процесс работы. Однако для комфортной работы в данной программе требуется хорошее оборудование, в особенности для обработки больших объемов снимков, или же обработки на высокой точности.

Autodesk ReCap имеет преимущество при использовании помимо самого ReCap, других продуктов Autodesk, предназначенных для последующей работы в более узких сферах, так как полученные результаты могут быть экспортированы в различные продукты данного производителя без каких-либо проблем.

3DF Zephyr также имеет совместимость с другими программами производителя, однако представлено данное программное обеспечение в двух основных версиях – Pro и Aerial. Понятный и интуитивный интерфейс, широкие возможности задания параметров, возможность обработки по блокам, не слишком высокий порог вхождения для начинающих – все это позволяет создавать и редактировать трехмерные модели, анимации. Для комфортной и быстрой работы с большими объемами данных требуется хорошее оборудование.

ПО Pix4Dmapper – хороший выбор для обработки результатов съемки с дронов. В компании Pix4D, помимо продукта Pix4Dmapper, есть также приложения для планирования полета дрона, программы, позволяющие создавать чертежи, проекты по результатам съемки, которые в последующем можно использовать в топографии, сельском хозяйстве и т.д.