Kartlegging med drone: DJI Mini 4 Pro og Air 3S i DJI Fly

Hvorfor et kartleggingsrutenett for disse dronene er et DJI Fly-oppdrag

Kartleggingsapper som Pix4Dcapture, DroneDeploy, Dronelink og Litchi flyr dronen gjennom DJIs Mobile SDK. Dagens SDK, versjon 5, finnes bare for Android, og listen over støttede produkter har én av DJI Fly-dronene: Mini 4 Pro. Air 3, Air 3S, Mini 5 Pro, Mavic 3 Pro og Mavic 4 Pro står ikke der, og SDK-en for iPhone stoppet på versjon 4. På iPhone er DJI Fly den eneste appen som flyr noen av de seks, og på Android har bare Mini 4 Pro et alternativ fra andre.

Da gjenstår veipunktoppdraget. DJI Fly flyr en rute på opptil 200 veipunkter fra en KMZ-fil i DJIs WPML-format, med et bilde på hvert veipunkt, og et kartleggingsrutenett er nettopp det: parallelle linjer med et fotostopp med noen meters mellomrom. Filen planlegges et annet sted og legges inn i DJI Fly ved å bytte ut filen i et plassholderoppdrag. KMZ-guiden viser hvordan på iPhone og DJI RC 2.

Bakkeoppløsning: hvor mye bakke én piksel dekker

Bakkeoppløsningen, GSD (ground sample distance), er størrelsen på én piksel på bakken, i cm/px. Den avgjør hva du ser i ortofotoet og 3D-modellen: med 2 cm/px er et kumlokk 30 piksler bredt, med 5 cm/px er det en flekk. Den følger av kameraet og høyden: GSD = høyde × sensorbredde × 100 / (brennvidde × bildebredde), med høyden i meter, sensorbredden og brennvidden i millimeter og bildebredden i piksler.

Tabellen gir bakkeoppløsningen for hovedkameraet på hver DJI Fly-drone i 12 MP-modus, den modusen kartlegging planlegges i. Bildene på 48 og 50 MP halverer tallet på papiret, men en quad-Bayer-sensor løser opp omtrent 12 MP ekte detalj, og 12 MP-modus tillater et bilde annethvert sekund på de fleste av dem. Mavic 3 Pro har et 20 MP-kamera med én modus.

Bakkeoppløsning i cm/px med kameraet rett ned, 12 MP-bilde, regnet ut fra sensorbredden og brennvidden i DJIs spesifikasjoner. Verdiene for Mini 4 Pro og Mavic 3 Pro er bekreftet fra bildemetadata; de andre er utledet fra DJIs synsfelt eller sensorklassen og kan avvike noen få prosent.

• Vanlige valg: 1–2 cm/px for en tomt eller en bygning, 2–3 cm/px for et ortofoto av et jorde eller en eiendom, 4–5 cm/px for store områder, alt under 120 m over bakken.
• En skråning endrer høyden over bakken, og dermed bakkeoppløsningen. Et rutenett over en bakke planlegges med terrenget under, for DJI Fly følger ikke terrenget selv.

Planlegg rutenettet

Seks valg, i den rekkefølgen planleggeren tar dem.

1. 01

   Velg oppløsning

   Bestem bakkeoppløsningen ut fra hva resultatet skal brukes til; 2 cm/px for et ortofoto av et jorde eller en tomt er det vanlige valget. Les høyden for dronen din i tabellen: ved 2 cm/px er det omtrent 56 m for Mini 4 Pro og 57 m for Air 3S.

2. 02

   Sett overlappen

   80 % overlapp forover (mellom bildene langs en linje) og 70 % til siden (mellom linjene). Pix4Ds generelle tilfelle er minst 75 % forover og 60 % til siden; flate jorder med lite tekstur får minst 80 % begge veier, og skog, tett vegetasjon, snø og vann er spesialtilfeller som vil ha mer overlapp og høyere flyging.

3. 03

   Linjer langs langsiden

   Linjene går langs den lengste aksen i området, med avstand gitt av sideoverlappen; bildene langs hver linje har avstand gitt av overlappen forover. Med 80/70 % ved 2 cm/px på en Mini 4 Pro ligger linjene omtrent 24 m fra hverandre og bildene omtrent 12 m.

4. 04

   Tell bilder og veipunkter

   Ett veipunkt per bilde, fordi DJI Fly ikke følger intervallutløserne en veipunktfil kan ha, pålitelig. Jordet på 2,8 hektar fra forsiden tok 172 veipunkter og 171 bilder ved 2 cm/px med 80/70 % overlapp på en Air 3S, og omtrent 27 minutter i lufta.

5. 05

   Del i flyvninger

   DJI Fly tar høyst 200 veipunkter per oppdrag og kan ikke fortsette etter et batteribytte, og en flyvning planlegges innenfor 70 % av oppgitt batteritid. Et større område deles i flyvninger ved linjeendene, hver med sin egen KMZ, opptil 1000 veipunkter per oppdrag. Fly dem i rekkefølge fra samme startsted.

6. 06

   Sjekk høydene

   Høydene i filen er relative til startpunktet, og DJI Fly følger ikke terrenget på veipunktoppdrag, så en skråning må ligge i filen: et rutenett over en bakke planlegges med terrenget under. Sett Max Altitude i DJI Fly minst like høyt som det høyeste veipunktet.

Fly, og lag ortofotoet

1. 01

   Legg KMZ-filen inn i DJI Fly

   Lag et plassholderoppdrag, lukk DJI Fly og bytt ut filen under samme navn, ett plassholderoppdrag per flyvning. KMZ-guiden har stegene for iPhone og DJI RC 2.

2. 02

   Still inn kameraet

   Still inn kameraet før du letter: 12 MP bilder, i formatet programmet ditt leser. Ruten, stoppene og gimbalvinkelen kommer fra filen.

3. 03

   Lys og vind

   Fly i jevnt lys: høy sol eller lyst overskyet, uten skyskygger som flytter seg over området, og i vind under omtrent 6 m/s for jevn overlapp.

4. 04

   Lett fra det planlagte stedet

   Høydene er relative til startpunktet. Lett der planen sier, ellers flytter hele rutenettet seg opp eller ned med bakken, og bakkeoppløsningen med det.

5. 05

   Fly hver flyvning fra samme sted

   Land og bytt batteri mellom flyvningene, og fly dem i rekkefølge.

6. 06

   Lag ortofotoet

   Kopier bildene fra dronen og bygg ortofotoet eller modellen i et fotogrammetriprogram som Pix4D, Agisoft Metashape eller WebODM. Skyplanr planlegger og sjekker flyvningen; det behandler ikke bilder.

Nøyaktighet uten RTK: klart for fotogrammetri, ikke landmålingsnøyaktighet

Ingen av DJI Fly-dronene har RTK. Bildene merkes med dronens egen satellittposisjon, og DJI oppgir svevenøyaktigheten med bare satellittposisjonering til ±0,5 m. Den absolutte posisjonen til det ferdige kartet ligger typisk omtrent 1–3 m feil, mer i høyden enn i planet, selv når alle detaljene i det passer sammen. Den relative nøyaktigheten, avstander og arealer inne i kartet, er langt bedre, som regel innenfor noen få piksler.

Det er klart for fotogrammetri, ikke landmålingsnøyaktighet. Skal målene knyttes til et koordinatsystem (eiendomsgrenser, volumer som skal faktureres, som bygget-tegninger), trenger du bakkekontrollpunkter målt med en RTK-mottaker, eller en drone med RTK. I Norge kan du sammenligne resultatet med Kartverkets laserhøydedata, 1 m-modellen Skyplanr sjekker ruten mot.

• Relativ nøyaktighet (inne i kartet): god, som regel noen få piksler.
• Absolutt nøyaktighet (mot verden): omtrent 1–3 m uten RTK eller bakkekontroll.
• Innmåling: bakkekontrollpunkter målt med RTK-GNSS, minst fem, i hjørnene og midten, eller en RTK-drone.

En ekte plan: 171 bilder ved 2 cm/px

Kartleggingseksempelet på forsiden er en ekte plan fra Skyplanrs benchmark: et ortofoto av et jorde på 2,8 hektar i Hokksund ved 2 cm/px med en Air 3S. Planleggeren la 172 veipunkter med bilde på 171 av dem, 80 % overlapp forover og 70 % til siden, og anslo 27 minutter i lufta: én flyvning, innenfor 70 % av batteriet. Tabellens høyde for 2 cm/px på en Air 3S er 57 m.

Grensene, sagt rett ut

• Klart for fotogrammetri, ikke landmålingsnøyaktighet: omtrent 1–3 m absolutt uten RTK eller bakkekontroll.
• Skyplanr planlegger og sjekker flyvningen og skriver KMZ-filen. Det lager ikke ortofoto eller 3D-modeller.
• DJI Fly flyr veipunktene. Det følger ikke terrenget, og det fortsetter ikke etter et batteribytte.
• Kameraverdiene for Mini 5 Pro, Air 3, Air 3S og Mavic 4 Pro er utledet fra DJIs synsfelt eller sensorklassen, ikke bekreftet fra bildemetadata: noen få prosent på bakkeoppløsningen.

Spørsmål

Flere guider

• Slik får du et veipunktoppdrag (KMZ) inn i DJI Fly

  DJI Fly kan ikke importere KMZ. Slik bytter du ut filen i et plassholderoppdrag, steg for steg på iPhone (RC-N2/RC-N3) og på DJI RC eller RC 2.

• Veipunkter i DJI Fly: begrensninger og løsninger

  DJI Fly tar høyst 200 veipunkter, fortsetter ikke etter batteribytte, følger ikke terrenget og feiler over Max Altitude. Slik planlegger du rundt grensene.

Kilder

Det denne guiden bygger på. Veiledningene fra andre er lenket slik de er publisert; Skyplanr er ikke tilknyttet dem.

1. DJI Developer: Mobile SDK v5 for Android, supported products (github.com)
2. DJI Developer: Mobile SDK for iOS, latest version 4.16 (github.com)
3. DJI Developer: DJI WPML overview (the KMZ format DJI Fly reads) (developer.dji.com)
4. DJI: Mini 4 Pro specifications (camera, image size, hovering accuracy) (dji.com)
5. DJI: Mini 5 Pro specifications (camera, image size, hovering accuracy) (dji.com)
6. DJI: Air 3 specifications (camera, image size, hovering accuracy) (dji.com)
7. DJI: Air 3S specifications (camera, image size, hovering accuracy) (dji.com)
8. DJI: Mavic 3 Pro specifications (camera, image size, hovering accuracy) (dji.com)
9. DJI: Mavic 4 Pro specifications (camera, image size, hovering accuracy) (dji.com)
10. Pix4D: selecting the image acquisition plan type (overlap for the general case and for forests, fields and water) (support.pix4d.com)
11. Pix4D: computing the flight height for a given GSD (support.pix4d.com)
12. Kartverket: Høydedata, the national laser height data (terrain and surface models) (hoydedata.no)