ФОТОГРАМЕТРИЯ, ЛАЗЕРНО СКАНИРАНЕ, СПЪТНИКОВИ ИЗСЛЕДВАНИЯ
ИЗПОЛЗВАНЕ HA БЕЗПИЛОТНА ЛЕТАТЕЛНА СИСТЕМА ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ОБЕМА НА ЗЕМНИ МАСИ
Гл. ас. д-р инж. Цветелина Атанасова-Евденова, инж. Георги Кърпаров, Гл. ас. д-р инж. Яна Липийска, УАСГ
SUMMARY
This paper presents the results of applying an unmanned aerial system( UAS) for earthwork volume determination along highway I-1( E79), section km 175 + 000 to km 177 + 000, part of the Mezdra – Botevgrad project. Close-range photogrammetric surveying was carried out using a DJI Mavic 3 Enterprise UAS, with three missions conducted in January, March, and April 2025. Ground control points were measured using a Trimble R4 GNSS receiver. Post-processing kinematic( PPK) corrections were applied, after which the imagery was processed in Pix4Dmapper to generate dense point clouds, 3D models, and orthomosaics. The resulting models were further processed in Autodesk ReCap and Civil 3D to compute cut and fill volumes. Accuracy assessment using check points yielded a root mean square planimetric error of 6 cm and a vertical error of 4 cm, confirming the reliability of the method for monitoring and certification of completed works on road construction projects.
Keywords: UAS, photogrammetry, road construction, earthwork volumes, point cloud, PPK, Pix4Dmapper, Civil 3D.
РЕЗЮМЕ
Статията представя резултатите от прилагането на безпилотна летателна система( БЛС) за определяне на обема на земни маси по път І-1( Е79)— участъкът km 175 + 000 – 177 + 000 от проекта „ Мездра – Ботевград ". Заснемането е извършено чрез близкообхватна фотограметрия с БЛС DJI Mavic 3 Enterprise, с която са проведени три фотограметрични мисии – през януари, март и април 2025 г. Наземните опорни точки са измерени с ГНСС приемник Trimble R4. Приложена е последваща PPK обработка, след което изображенията са обработени в Pix4Dmapper за генериране на плътни облаци от точки, 3D модели и ортомозайки. Получените модели са обработени допълнително в Autodesk ReCap и Civil 3D за изчисляване на обемите на изкопи и насипи. Оценката на точността по контролни точки показва средна квадратна планиметрична грешка от 6 cm и височинна грешка от 4 cm, което потвърждава надеждността на метода за мониторинг и актуване при изпълнение на пътно-строителни обекти.
Ключови думи: БЛС, фотограметрия, пътно строителство, обеми земни маси, облак от точки, PPK, Pix4Dmapper, Civil 3D.
1. ВЪВЕДЕНИЕ
В съвременната инфраструктура изграждането на пътни съоръжения СIE изисква висока степен на точност, координация и отчетност по време на строителния процес. Геодезическото и фотограметричното заснемане играят ключова роля при контрола и документирането на тези дейности, особено в условията на динамично изменяща се среда и сложен релеф.
Безпилотните летателни системи( БЛС) все по-често се използват за събиране на пространствени данни с висока разделителна способност. С тях се създават тримерни модели, ортомозайки и обемни повърхнини, а от тях- количествата земни маси. Съвременните строителни проекти често включват дейности, свързани с мониторинг на изкопите и насипите, където точността при измерване на обема на земните маси е от съществено значение. В тези случаи БЛС предоставят удобен и ефективен метод за подобряване на работата по изкопаване и насипване в строителството, включително и на по-големи територии [ 5 ].
Близкообхватната фотограметрия и лазерното сканиране имат ясно предимство пред традиционните методи— тотални станции и ГНСС измервания. Те са побързи, по-евтини и дават по-висока детайлност [ 8 ]. Такива методи се използват не само за измервания на обеми, но и за мониторинг на напредъка на строителството, откриване на деформации и управление на активи [ 3 ].
Проучванията показват, че с помощта на БЛС може успешно и с висока точност да се изчисляват обеми на изкопи и насипи, а резултатите са сравними с тези от традиционните методи [ 7 ]. Съществуват и усъвършенствани алгоритми като FastPGMED, които позволяват почти в реално време моделиране чрез изображения от БЛС, подпомагайки вземането на решения на строителната площадка [ 4 ]. Близкообхватната фотограметрия се отличава като по-достъпен и икономичен метод спрямо LiDAR, при запазване на необходимата точност за повечето строителни цели [ 6 ].
Настоящата статия разглежда процеса по заснемане, обработка и анализ на геодезическа и фотограметрична информация, събрана чрез БЛС, с цел мониторинг и оценка на строителните дейности по изграждане на път І-1( Е79) в участъка между km 175 + 000 и km 177 + 000 – част от проекта „ Мездра – Ботевград ". В рамките на изследването са използвани различни технологии: ГНСС измервания, безпилотна въздушна фотограметрия, обработка на облаци от точки, създаване на тримерни модели и анализ на точността. Използвани са специализирани софтуери – REDToolBox, Pix4Dmapper, Autodesk ReCap и Civil 3D за извличане на пространствени характеристики, изчисляване на обеми и създаване на напречни профили.
2. ОБЕКТ НА ИЗСЛЕДВАНЕ
Обектът на изследване е изграждащото се трасе „ Мездра – Ботевград " от път І-1( Е79), участък от km 175 + 000 до km 177 + 000. Предвижда се изграждане на четирилентов път с две платна за движение във всяка посока и разделителна ивица. Участъкът представлява продължение
ГКЗ 3-4’ 2026 15