Кратко и по делу — сравнение и практическая комбинированная схема для топоплана масштаба $1:5000$ в лесистой сельской местности.
1) Преимущества и ограничения
- Наземная тотальная станция (ТС)
- Преимущества:
- Высокая точность горизонтали и высоты: типично $\pm (0.005\text{–}0.03)\text{м}$ (в зависимости от метода и дальности).
- Надёжное получение точных точек рельефа под кроной и в проходимых местах.
- Хорошо для съёмки линейных объектов, мелких форм рельефа и профильных работ.
- Ограничения:
- Медленная съёмка большой площади; высокая трудоёмкость.
- Трудности доступа в глубоких зарослях и на больших территориях.
- Зависит от видимости между точками (ограничения горизонта).
- Беспилотная фотограмметрия (UAV-SfM)
- Преимущества:
- Быстрая съёмка больших площадей; высокая плотность точек поверхности (DSM).
- Эффективна на открытых и частично прореженных территориях; хороша для картирования поверхности и объектов над кроной.
- Более низкая стоимость км² по сравнению с полностью наземной съёмкой при больших площадях.
- Ограничения:
- Под кроной деревьев получение точек поверхности земли сильно ограничено — получает в основном DSM (крона), а не DTM.
- Точность зависит от качества и размещения GCP/контроля; в сильно пересечённом лесу мало мест для GCP.
- Атмосферные условия, ветровая качка, освещённость влияют на качество съёмки.
2) Технические рекомендации (параметры съёмки)
- Цель качества для $1:5000$: практическая целевая точность горизонтали/верха рельефа — RMS гориз. $\le 0.3\text{м}$, RMS верт. $\le 0.3\text{–}0.5\text{м}$ (в открытых местах). Для подкрoнных точек — требуется наземная доработка.
- UAV-параметры:
- Желательный GSD: $0.05\text{–}0.10\text{м}$ (чтобы обеспечить достаточную детализацию при $1:5000$).
- Перекрытие: продольное $\approx 80\%$, поперечное $\approx 60\text{–}70\%$.
- Формула для GSD: $\text{GSD}=\frac{H\cdot p}{f}$, где $H$ — высота над уровнем точки, $p$ — размер пикселя матрицы, $f$ — фокусное расстояние.
- Контроль (GCP/опорная сеть):
- Установить геодезическую опорную сеть RTK/ТС: базовые пункты (опорные) с точностью $\sim 0.02\text{м}$.
- GCP: минимум $4\text{–}6$ по каждому съёмочному участку/блоку; при больших блоках — размещать GCP через каждые $2\text{–}5\text{га}$ или через $150\text{–}300\text{м}$ в расчёте на доступность мест в просеках/полянах.
- Контрольные точки (check points) $\ge 4$ для верификации точности.
- Наземная съёмка:
- Использовать ТС/RTK-GNSS для: создания опорной сети, промеров критичных подкрытых точек (низины, урезы, мелкие формы), линейных объектов и закрепляющих точек рельефа.
- Плотность наземных точек под кроной: выборочная, по ключевым формам рельефа и в местах, где UAV не даёт DTM.
3) Комбинированная схема (оптимальная по качеству и стоимости)
- Шаг 1 — опорная сеть:
- Развернуть сеть из RTK/ТС: опорные пункты по периметру и внутри участка (точности $\sim 0.02\text{м}$).
- Шаг 2 — UAV-фотосъёмка:
- Выполнить полёты по блокам с параметрами выше (GSD $0.05\text{–}0.10\text{м}$, перекрытие $80\%/65\%$).
- Разместить GCP в доступных местах (поляны, просеки, дороги) — минимум $4\text{–}6$ на блок.
- Шаг 3 — наземная доработка:
- ТС/RTK: снять под кроной опорные точки рельефа, критические высотные привязки, профили речек и линейных объектов.
- Собрать дополнительные точечные измерения (точки контроля для валидации DEM/DTM).
- Шаг 4 — обработка данных:
- SfM/мозаика для получения ортофото и DSM.
- Интеграция наземных точек и GCP: геопозиционирование ортофото и коррекция DEM.
- Построение DTM: заменить участки DSM под кроной наземными данными; где наземных данных нет — пометить неопределённость или применить модели сглаживания с осторожностью.
- Шаг 5 — проверка качества и картографирование:
- Проверка RMS по контрольным точкам; если RMS > целевого порога — добавить наземных съёмок.
- Выделить слои: DTM (по наземным и корректированным данным), DSM (крона), поверхность объектов.
4) Альтернативы и бюджетные замечания
- Если бюджет позволяет и требуется полноценный DTM под кроной — предпочтительнее воздушный/UAV-LiDAR или наземный TLS: LiDAR проникает через крону и даёт качественный DTM, но стоимость выше.
- Для экономии: UAV-фото + целевые наземные замеры (по ключевым точкам и линиям) дают оптимум «качество/стоимость» при картировании для $1:5000$.
5) Резюме рекомендации
- Использовать комбинированный подход: UAV-фото для плотного покрытия и орто, наземная ТС/RTK для опоры, контроля и съёмки под кроной.
- Параметры: GSD $0.05\text{–}0.10\text{м}$, перекрытие $\approx 80\%/60\text{–}70\%$, GCP $\ge 4\text{–}6$ на блок, опорные пункты RTK/ТС с точностью $\sim 0.02\text{м}$.
- Если нужен полноценный DTM под плотной кроной — рассмотреть UAV-LiDAR; для ограниченного бюджета — увеличить объём наземной съёмки ТС в критичных местах.
Если нужно, могу предложить конкретную разбивку зон съёмки и расчёт числа GCP/точек для вашей площади — укажите площадь участка и наличие просек/дорог.