Kompaktikamera ja radio-ohjattava helikopteri fotogrammetrisessa kartoituksessa

Resent development in the field of Unmanned Aerial Solutions, UAS, has led to a more popular use of these solutions. The Finnish Geodetic Institute acquired an unmanned quadrocopter in 2008. The copter came to be a part of reflectance research as an aerial photogrammetric platform. The goal of this Master's thesis was to study the photogrammetric mapping capability of a solution formed by the quadrocopter and a compact camera. The main goal for the research was to find out the accuracy of the camera in photogrammetric mission and to form a photogrammetric work method for the quadrocopter and the compact camera. The work method included signalized known ground control points, accurate camera calibration, imaging with large 90% overlaps, image rectification with calibration parameters, single image orientation of the rectified images, automatic measurement of corresponding image points and bundle triangulation. The formed method was tested in a built environment and in a photogrammetric test field. Acquired test results were somewhat contradictonary. Point determination accuracy at the test field operation was one image pixel which corresponded to an accuracy of 1- 2 cm on the ground. The automatically formed digital terrain model was in correct shape and comparable to a digital terrain model formed by images from digital aerial camera DMC. Heavy three dimensionality compared to imaging distance caused various problems in the campaign with built environment. The result achieved from the built environment was not comparable in accuracy with the campaign from the test field. The greatest challenge of the master's thesis was to handle images from a compact camera with software designed for digital images from an aerial measurement camera. A successful usage of a compact camera in aerial photogrammetric mapping mission one should incorporate close range photogrammetric solutions to a mapping software.Miehittämättömien lentävien sovellusten, UAS:ien, kehitys on johtanut kyseisten laitteiden laajentuneeseen käyttöön, niin siviili kuin sotilaallisellakin puolella. Geodeettinen laitos hankki vuonna 2008 oman neliroottorisen miehittämättömän helikopterin. Sen oli määrä olla osana heijastusaineiston keräystä kamera-alustana ilmakuvaukselle ja kartoitukselle. Diplomityössä tutkittiin Geodeettisen laitoksen autopilotilla ja navigoinnilla varustetun radio- ohjattavan helikopterin ja kompaktikameran muodostaman sovelluksen suorituskykyä fotogrammetrisessa kartoituksessa. Tutkimuksessa selvitettiin kompaktikameran suorituskyky ja muodostettiin sovellukselle luotettava fotogrammetrinen työnkulku. Työnkulku koostui signaloidusta tunnetusta maastotuesta, kameran tarkasta kalibroinnista, ilmakuvauksesta suurilla lähes 90 % peittosuhteilla, kuvien korjaamisesta kalibrointiparametreilla, korjattujen kuvien yksikuvaorientoinnista, automaattisesta vastinpistelaskennasta orientoiduille kuville ja blokkitasoituksesta. Menetelmää testattiin rakennetussa ympäristössä ja fotogrammetrisella testikentällä. Testien tulokset olivat kaksijakoiset. Testikentällä suoritetun ilmakuvauksen tulokset olivat erittäin hyviä pisteenmääritysten ollessa kuvapikselintarkkoja, joka vastasi maastossa 1- 2 cm tarkkuuksia. Kuvilta muodostettu automaattinen maastomalli vastasi todellisuutta ja oli vertailukelpoinen DMC- ilmakuvakameran kuvista muodostettuun maastomalliin testikentän alueella. Rakennetussa ympäristössä ongelmia tuotti kohteen voimakas kolmiulotteisuus lentokorkeuteen nähden, eikä siinä päästy testikenttää vastaaviin tarkkuuksiin. Diplomityössä haasteena oli kompaktikameran tuottamien kuvien käyttö fotogrammetrisella mittaohjelmalla, joka on tarkoitettu varsinaisille ilmakuvakameroille. Fotogrammetriseen kartoitukseen kompaktikameralla tulisi kehittää lähifotogrammetrian tarpeet täyttävä mittaohjelmisto, jotta kompaktikameran käyttö kartoituksessa voitaisiin suorittaa menestyksekkäästi