Краткое сравнение методов для топоплана муниципального парка (точное отображение рельефа и растительности).
1) Тахеометрическая (топографическая) съемка
- Суть: точечные измерения (нивелирование, горизонтальные/азимутные и дальномерные замеры) с привязкой к опорным пунктам.
- Преимущества:
- Высокая точность точек: планиметрия/высота обычно $\pm (0.001\text{–}0.01)\text{м}$ (в зависимости от прибора и метода).
- Надежно фиксирует точки под пологом растительности и в труднодоступных местах при физическом доступе.
- Простая привязка высотной сети (нивелирование) для получения DTM (быв. "голая земля").
- Ограничения:
- Трудоёмкость и время: медленная для больших территорий.
- Требует видимости между пунктами (ограничение линиями визирования).
- Мелкомасштабная картография растительности требует много точек/описаний (трудозатратно).
2) Фотограмметрия наземная (ближняя)
- Суть: фотосъемка объектов с земли + структура по движениям камеры -> 3D модель маленьких участков.
- Преимущества:
- Очень высокая детализация фасонных объектов и отдельных растений на локальных участках.
- Неплохая геометрия для отдельных деревьев/кустов.
- Ограничения:
- Ограниченная площадь охвата; сложна для всего парка.
- Окклюзии и невозможность легко получить единый DTM без контрольных точек.
3) Фотограмметрия с БПЛА (дрон)
- Суть: вертикальная/наклонная аэрофотосъемка, последующая цифровая обработка в MVS/Structure-from-Motion.
- Преимущества:
- Высокое пространственное разрешение (GSD): типично $1\text{–}10\text{см}$ в зависимости от высоты и камеры.
- Быстро покрывает большие участки; генерирует ортофото и DSM/orthomosaic.
- Хороша для картирования кроны и плоскостных признаков растительности.
- Относительно низкая цена по сравнению с авиа- или наземной съемкой при той же детализации.
- Ограничения:
- Получаемые модели — в основном DSM (поверхность), а не DTM; под плотной кроной земля часто не видна.
- Точность абсолютной геопозиции требует GCP/RTK: планиметрическая/вертикальная точность обычно $2\text{–}10\text{см}$ при качественной привязке.
- Ограничения по погоде, ветру, нормативам полетов; тени и однократное летное состояние влияют на качество.
- Проблемы в густой листве, где важен рельеф под пологом.
Полеты — GSD вычисляется по формуле: $$GSD=\frac{H\cdot p}{f},$$ где $H$ — высота полета, $p$ — размер пикселя матрицы, $f$ — фокусное расстояние.
4) Спутниковая фотограмметрия/снимки
- Суть: использование оптических спутниковых снимков/стереопар для создания орто/DEM.
- Преимущества:
- Охват больших территорий, быстрый доступ к актуальным/историческим данным.
- Удобно для анализа распределения растительности и изменений во времени.
- Ограничения:
- Пространственное разрешение гораздо ниже: коммерческие панхроматические — до $0.3\text{м}$, мультиспектральные — $1\text{–}10\text{м}$, большинство DEM — метры.
- Вертикальная точность DEM обычно в пределах $1\text{–}5\text{м}$ или хуже в зависимости от источника.
- Плохо подходит для детального рельефа и мелкой растительности; не проходит под кроной.
Сравнительная сводка по ключевым критериям
- Точность рельефа (вертикальная): тахеометрия $>$ БПЛА-фотограмметрия (при наличии GCP) $>$ спутник. Примеры: тахеометрия $\pm (0.001\text{–}0.01)\text{м}$; БПЛА DSM $\pm (0.02\text{–}0.10)\text{м}$; спутник DEM $\pm (1\text{–}5)\text{м}$.
- Представление растительности: БПЛА (крона, структура сверху) хорош для инвентаризации кроны; тахеометрия — для индивидуальных деревьев и подканопного профиля; спутник — для обобщённого картирования типов растительности.
- Скорость и стоимость: БПЛА и спутник быстрее на больших участках; тахеометрия дороже по времени/работам на ту же площадь.
- Проходимость под кроной: только наземный (тахеометр/террестриальный LiDAR/ручные точки) надёжно обеспечивает данные о земле под плотной растительностью.
Рекомендация (практическая)
- Для точного топоплана парка оптимальна комбинированная схема:
- БПЛА-фотограмметрия для общей и детальной орто/DSM (GSD $1\text{–}5\text{см}$) + GCP/RTK для геопривязки.
- Точечная тахеометрическая привязка/нивелирование для контрольных пунктов и участков под плотной кроной (получение DTM).
- При требовании качественного DTM под лесом — рассмотреть воздушный/наземный LiDAR (пробивание крон).
Это обеспечивает баланс точности рельефа, детальности растительности и экономической эффективности.