Kartlegging med droner innebærer innsamling av geografisk informasjon ved hjelp av droner og avansert sensorikk. Droner som verktøy for datainnsamling kan være til stor nytte på mange områder, men hvordan gjør man det? Flere entreprenører benytter droner til kartlegging av anleggsområder. Dataene brukes til masseberegning og for å følge fremgang i prosjekter. Slik dronedata kan også ha stor nytteverdi i andre sammenhenger, som dokumentasjon av kulturminner, innen jordbruk, byplanlegging, gruvedrift og mye mer.

Hvorfor kartlegge med droner?

Droner benytter GPS (Global Positioning System) og GNSS (Global Navigation Satellite System) og kan utstyres med kameraer og andre sensorer som gir svært gode bilder og data. Dette kan brukes til å lage detaljerte kart og modeller – en egenskap som er spesielt nyttig i prosjekter hvor nøyaktig informasjon er et viktig krav. Eksempler kan være landbruksanalyser, miljøovervåking eller kartlegging i byplanlegging. Sammenlignet med tradisjonelle metoder for kartlegging, som bakkebaserte undersøkelser eller flyfotografering, kan man spare både tid og kostnader. Ved hjelp av droner kan man også unngå å bevege seg inn i utilgjengelige områder som katastrofeområder eller andre høyrisiko-områder, som mellom maskiner i et anleggsområde.

Hvilken data gir kartlegging med droner?

Kartlegging med drone kan gi mye forskjellig data, men det mest vanlige er:

• 2D-bilder: Bilder tatt ovenfra og ned, lignende et bilde fra Google Earth Satellite. Disse bildene gir en visuell representasjon av området, men kan inneholde forvrengninger på grunn av perspektiv og terrengvariasjoner.
• Ortofoto: Et ortofoto er et høyoppløselig bilde som er georeferert og korrigert. Det består av flere dronebilder satt sammen og korrigert for perspektiv og terrengforvrengning. Dette gjør ortofotoet til et nøyaktig kart som kan brukes til presis kartlegging og måling, noe som skiller det fra et vanlig 2D-kart som ikke nødvendigvis har samme nøyaktighetsnivå.
• Digital Surface Model (DSM): Et kartbilde som viser både høydeforskjeller i terrenget og høyde på elementer i bildet, som hus, vegetasjon og annen infrastruktur. Et DSM gir et 2D-bilde av et 3D-bilde og benytter forskjellige farger eller skyggelegging for å markere høydeforskjeller.
• Punktsky: En samling 3D-koordinater (punkter) som representerer høyder i terrenget, bygninger, vegetasjon og ulike objekter, og gir en 3D-datamodell av området med punkter.
• Mesh/3D-modell: En kombinasjon av en punktsky og et ovenfra-og-ned bilde. Et Mesh er typisk generert ved å lage overflater som knyttes til punktene i en punktsky. 2D-kartbilder legges deretter over dette for å legge på farge og tekstur.

Hvordan kartlegge med droner

Valg av utstyr, programvare og innstillinger har stor betydning for nøyaktigheten på innsamlet dronedata.

Utstyr for å sikre nøyakyig presisjonsdata

For å kartlegge med drone trenger du en drone som er beregnet for mapping (kartlegging). Eksempler på slike droner er DJI Mavic 3 Enterprise med ekstern RTK-modul (Real Time Kinematic positioning), eller DJI Matrice 350 med innebygd RTK.

Ved kartlegging er nøyaktighet kritisk for å produsere detaljerte og pålitelige kart og modeller. RTK-posisjonering er en teknikk som gir centimeter-nøyaktige posisjonsdata, langt mer presise enn det som er mulig med standard GPS-systemer. For å dra full nytte av RTK-funksjonaliteten i dronen, må du benytte en RTK-posisjonstjeneste som CPOS (Centimeter Positioning Service) levert av Kartverket. CPOS-tjenesten kan brukes med abonnement og oppkoblingen skjer via internett over 4G-nettverket.

CPOS-systemet fungerer ved å beregne en virtuell referansestasjon nær din posisjon, basert på permanente basestasjoner plassert rundt om i landet. Denne virtuelle basestasjonen sender korreksjoner til dronens GNSS-mottaker og fungerer som en lokal basestasjon. Dette gjør at du kan oppnå nøyaktige posisjonsdata med en presisjon på centimeter-nivå, noe som er langt mer nøyaktig enn dronens eget GPS-system.

For å oppnå enda høyere presisjon og verifisering av dronekartleggingen, kan bruk av Ground Control Points (GCP) være avgjørende. GCP er kjente punkter på bakken med nøyaktig kjente koordinater som brukes til å kalibrere og validere dronebildenes posisjonsdata. Disse punktene plasseres strategisk rundt om i kartleggingsområdet og måles med høy presisjon ved hjelp av landmålingsutstyr.

Hvordan samles dronedataen?

For å kunne effektivt kartlegge et område, kreves avansert programvare. Selv om det finnes ulike programvareløsninger på markedet, følger de stort sett samme prinsipp. Noen programvareløsninger inkluderer Pix4D, DroneDeploy, Propeller og WebODM. Her kan man kan enkelt markere det ønskede kartleggingsområdet på et kart, deretter vil programvaren generere en optimal flyrute basert på variabler som flyhøyde og ønsket overlapp av dronefoto.

Figur 1 – Fotogrammetri er en teknikk som bruker fotografier til å måle og lage nøyaktige modeller av objekter eller landskap. Når en drone brukes til fotogrammetri, tar den mange overlappende bilder av et område fra luften. Disse bildene settes sammen med programvare for å lage detaljerte kart eller 3D-modeller.

Tips til datainnsamling

• Godt lys og gode værforhold er avgjørende for et bra sluttresultat. Sterk vind kan gjøre det vanskelig for dronen å følge den forhåndsprogrammerte ruten.
• Grundig planlegging er viktig, og nødvendige tillatelser må innhentes. Luftrom, geografiske områder som fotoforbudsområder, verneområder m.m. kan være avgjørende for om kartleggingen kan gjennomføres. Flyging skal også skje i samsvar med reglene i den operatørkategorien man opererer i, noe som kan gi ulike begrensninger med tanke på befolkningstetthet og avstand til utenforstående personer. Dersom dronen skal opereres innenfor synsrekkevidde, kan det være nødvendig å dele inn området som skal kartlegges i mindre deler.
• Verifiser ground control points (GCP) for å få riktige høydereferanser i ortofoto.
• Sjekk at dronen er i fysisk god stand og luftdyktig, og at firmware/software er oppdatert.
• Koble opp dronen, ta systemsjekk, koble opp CPOS og verifiser at RTK er operativt.
• Under flyging, følg med på batteritid, luftrom, værforhold og monitorer RTK. Ved eventuelt utfall av GPS må du fly området på nytt for å sikre nøyaktig kartlegging.
• Last inn bilder og GCP-punkter i programvare for bildehåndtering og 3D-modellering/ortofoto.

Vil du lære mer?

Droneakademiet tilbyr kurs for kartlegging med drone. Kurset er et påbyggingskurs som krever grunnleggende kunnskaper og ferdigheter som dronepilot, men om ønskelig kan kurset kombineres med våre grunnkurs i åpen- eller spesifikk kategori. Vi går gjennom både planlegging og gjennomføring av kartleggingsoppdrag, slik at du blir godt rustet til å oppnå et vellykket resultat.

I kurset lærer du hvordan du kan gå frem for å få mest mulig nøyaktige data og hvordan du kan anvende denne dataen i arbeidet ditt for å utnytte mulighetene droneteknologien gir deg.