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제어점과 PPK 데이터가 3D 모델의 상대적 정확도에 미치는 영향

이 두 실험에서 우리는 3D 모델의 상대적 정확도를 검증하기 위해 4가지 다른 변수를 도입했습니다. 네 가지 다른 변수는 다음과 같습니다.

1: 캐리어 드론 유형: VTOL 드론 또는 멀티 로터 드론

2: 다른 GSD

3: 지상 통제 지점 유무

4: PPK 데이터 유무

실험 1: 지상 기준점(GCP)이 3D 모델의 상대적 정확도에 미치는 영향

조건 1

캐리어 드론

비스듬한 카메라

GSD

PPK

CW10 VTOL

DG4pros

2cm

결과 표 1:

개체 수

측정 길이(L0)

GCP가 없는 3D 모델 길이(L1)

3D 모델 길이(L2) GCP 포함

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.20

7.21

0.01

0.00

 

8.706

8.71

8.68

0.00

0.03

 

10.961

10.87

10.90

0.09

0.06

2

7.010

6.89

6.98

0.12

0.03

3

1.822

1.79

1.80

0.03

0.02

4

10.410

10.39

10.40

0.02

0.01

5

10.718

10.67

10.70

0.05

0.02

6

13.787

13.75

13.77

0.04

0.02

7

11.404

11.39

11.39

0.01

0.01

 

12.147

12.13

12.13

0.02

0.02

8

7.526

7.51

7.49

0.02

0.04

 

13.797

13.79

13.81

0.01

-0.01

9

10.374

10.35

10.36

0.02

0.01

10

2.109

2.03

2.02

0.08

0.09

 

4.281

4.15

4.16

0.13

0.12

11

14.675

14.61

14.66

0.07

0.02

 

8.600

8.60

8.54

0.00

0.06

12

13.394

13.37

13.35

0.02

0.04

13

12.940

12.88

12.89

0.06

0.05

14

7.190

7.20

7.18

-0.01

0.01

15

13.371

13.36

13.35

0.01

0.02

 

6.435

6.40

6.41

0.03

0.02

16

3.742

3.75

3.72

-0.01

0.02

17

6.022

5.97

5.98

0.05

0.04

18

3.937

3.93

3.89

0.01

0.05

19

8.120

8.10

8.12

0.02

0.00

 

14.411

14.40

14.40

0.01

0.01

20

6.077

6.04

6.03

0.04

0.05

21

13.696

13.65

13.66

0.05

0.04

RMSE: Ds1=0.0342m, Ds2=0.0308m

조건 2

캐리어 드론

비스듬한 카메라

GSD

PPK

CW10 VTOL

DG4pros

2cm

아니요

결과 표 2:

개체 수

측정 길이(L0)

GCP가 없는 3D 모델 길이(L1)

3D 모델 길이(L2) GCP 포함

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.18

7.18

0.030

0.030

 

8.706

8.69

8.68

0.016

0.026

 

10.961

10.89

10.91

0.071

0.051

2

7.010

6.88

6.92

0.130

0.090

3

1.822

1.76

1.79

0.062

0.032

4

10.410

10.38

10.39

0.030

0.020

5

10.718

10.65

10.66

0.068

0.058

6

13.787

13.72

13.77

0.067

0.017

7

11.404

11.41

11.38

-0.006

0.024

 

12.147

12.13

12.12

0.017

0.027

8

7.526

7.44

7.47

0.086

0.056

 

13.797

13.83

13.83

-0.033

-0.033

9

10.374

10.35

10.34

0.024

0.034

10

2.109

1.98

2.03

0.129

0.079

 

4.281

4.14

4.18

0.141

0.101

11

14.675

14.55

14.59

0.125

0.085

 

8.600

8.58

8.57

0.020

0.030

12

13.394

13.36

13.35

0.034

0.044

13

12.940

12.95

12.92

-0.010

0.020

14

7.190

7.21

7.21

-0.020

-0.020

15

13.371

13.36

13.36

0.011

0.011

 

6.435

6.37

6.43

0.065

0.005

16

3.742

3.74

3.72

0.002

0.022

17

6.022

6.03

6.00

-0.008

0.022

18

3.937

3.91

3.94

0.027

-0.003

19

8.120

8.09

8.09

0.030

0.030

 

14.411

14.40

14.41

0.011

0.001

20

6.077

6.06

6.03

0.017

0.047

21

13.696

13.68

13.65

0.016

0.046

RMSE: Ds1=0.0397m, Ds2=0.0328m

조건 3

캐리어 드론

비스듬한 카메라

GSD

PPK

CW10 VTOL

DG4pros

1.5cm

결과 표 3:

개체 수

측정 길이(L0)

GCP가 없는 3D 모델 길이(L1)

3D 모델 길이(L2) GCP 포함

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.20

7.21

0.01

0.00

 

8.706

8.69

8.7

0.02

0.01

 

10.961

10.88

10.89

0.08

0.07

2

7.010

6.87

6.99

0.14

0.02

3

1.822

1.75

1.78

0.07

0.04

4

10.410

10.38

10.39

0.03

0.02

5

10.718

10.69

10.69

0.03

0.03

6

13.787

13.78

13.76

0.01

0.03

7

11.404

11.38

11.39

0.02

0.01

 

12.147

12.12

12.12

0.03

0.03

8

7.526

7.49

7.51

0.04

0.02

 

13.797

13.78

13.8

0.02

0.00

9

10.374

10.34

10.35

0.03

0.02

10

2.109

2.02

2.11

0.09

0.00

 

4.281

4.21

4.28

0.07

0.00

11

14.675

14.65

14.68

0.03

0.00

 

8.600

8.57

8.53

0.03

0.07

12

13.394

13.40

13.37

-0.01

0.02

13

12.940

12.89

12.91

0.05

0.03

14

7.190

7.18

7.2

0.01

-0.01

15

13.371

13.38

13.35

-0.01

0.02

 

6.435

6.46

6.4

-0.03

0.03

16

3.742

3.75

3.71

-0.01

0.03

17

6.022

5.97

5.98

0.05

0.04

18

3.937

3.91

3.89

0.03

0.05

19

8.120

8.08

8.1

0.04

0.02

 

14.411

14.38

14.39

0.03

0.02

20

6.077

6.05

6.03

0.03

0.05

21

13.696

13.67

13.64

0.03

0.06

RMSE: Ds1=0.0328m, Ds2=0.0249m

조건 4

캐리어 드론

비스듬한 카메라

GSD

PPK

CW10 VTOL

DG4pros

1.5cm

아니요

결과 표 4:

개체 수

측정 길이(L0)

GCP가 없는 3D 모델 길이(L1)

3D 모델 길이(L2) GCP 포함

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.20

7.21

0.010

0

 

8.706

8.65

8.68

0.056

0.026

 

10.961

10.90

10.87

0.061

0.091

2

7.010

6.86

6.88

0.150

0.13

3

1.822

1.76

1.76

0.062

0.062

4

10.410

10.37

10.38

0.040

0.03

5

10.718

10.68

10.72

0.038

-0.002

6

13.787

13.71

13.79

0.077

-0.003

7

11.404

11.38

11.38

0.024

0.024

 

12.147

12.12

12.13

0.027

0.017

8

7.526

7.49

7.53

0.036

-0.004

 

13.797

13.77

13.78

0.027

0.017

9

10.374

10.35

10.37

0.024

0.004

10

2.109

2.09

2.11

0.019

-0.001

 

4.281

4.19

4.28

0.091

0.001

11

14.675

14.64

14.67

0.035

0.005

 

8.600

8.57

8.58

0.030

0.02

12

13.394

13.38

13.39

0.014

0.004

13

12.940

12.91

12.9

0.030

0.04

14

7.190

7.20

7.19

-0.010

0

15

13.371

13.38

13.37

-0.009

0.001

 

6.435

6.43

6.42

0.005

0.015

16

3.742

3.70

3.7

0.042

0.042

17

6.022

5.99

5.98

0.032

0.042

18

3.937

3.94

3.91

-0.003

0.027

19

8.120

8.12

8.07

0.000

0.05

 

14.411

14.37

14.38

0.041

0.031

20

6.077

6.04

6.04

0.037

0.037

21

13.696

13.65

13.65

0.046

0.046

RMSE: Ds1=0.0356m, Ds2=0.0259m

조건 5

캐리어 드론

비스듬한 카메라

GSD

PPK

DJI M600 Pro 멀티 로터

DG4pros

1.5cm

아니요

결과 표 5:

개체 수

측정 길이(L0)

GCP가 없는 3D 모델 길이(L1)

3D 모델 길이(L2) GCP 포함

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.19

7.21

0.02

0.00

 

8.706

8.70

8.70

0.01

0.01

 

10.961

10.91

10.91

0.05

0.05

2

7.010

6.98

6.98

0.03

0.03

3

1.822

1.79

1.80

0.03

0.02

4

10.410

10.39

10.39

0.02

0.02

5

10.718

10.69

10.70

0.03

0.02

6

13.787

13.76

13.75

0.03

0.04

7

11.404

11.38

11.38

0.02

0.02

 

12.147

12.12

12.13

0.03

0.02

8

7.526

7.50

7.49

0.03

0.04

 

13.797

13.77

13.79

0.03

0.01

9

10.374

10.33

10.35

0.04

0.02

10

2.109

2.02

2.07

0.09

0.04

 

4.281

4.20

4.21

0.08

0.07

11

14.675

14.65

14.66

0.03

0.02

 

8.600

8.57

8.57

0.03

0.03

12

13.394

13.35

13.35

0.04

0.04

13

12.940

12.92

12.93

0.02

0.01

14

7.190

7.17

7.18

0.02

0.01

15

13.371

13.35

13.36

0.02

0.01

 

6.435

6.41

6.42

0.02

0.01

16

3.742

3.70

3.71

0.04

0.03

17

6.022

5.99

6.00

0.03

0.02

18

3.937

3.89

3.91

0.05

0.03

19

8.120

8.08

8.10

0.04

0.02

 

14.411

14.36

14.35

0.05

0.06

20

6.077

6.06

6.06

0.02

0.02

21

13.696

13.65

13.67

0.05

0.03

RMSE: Ds1=0.0342m, Ds2=0.0256m

결론

실험 1의 변수는 다음과 같습니다.

1: PPK 데이터 포함/미포함.

2: 캐리어 드론 유형: VTOL 드론 또는 멀티 로터 드론

3: 다른 GSD: 1.5 cm 또는 2 cm

5개의 실험 데이터 세트를 분석한 후 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다.

경사 카메라가 DG4Pros인 경우:

(1) AT 삼각 측량에 포함된 GCP(Ground Control Point) 유무에 관계없이 VTOL이든 멀티 로터 드론이든 GSD가 2cm 또는 1.5cm인지 여부에 관계없이 경사 카메라 DG4Pros로 제작한 3D 모델을 충족할 수 있습니다. 상대 정확도 오차 Ds≤10cm의 요구 사항.

(2) GCP 유무가 단일 변수일 때 GCP가 있는 3D 모델의 상대 정확도는 GCP가 없는 것보다 더 좋습니다.

(3) GSD가 단일 변수일 때 3D 모델의 상대 정확도는 GSD 1.5cm가 GSD 2cm보다 우수합니다.

(4) 캐리어 드론이 단일 변수일 때, VTOL을 캐리어 드론으로 사용하는 것보다 멀티 로터를 사용하는 3D 모델의 상대 정확도가 더 좋습니다.

실험 2: GCP가 없는 경우 PPK 데이터가 3D 모델의 상대적 정확도에 미치는 영향

조건 1

캐리어 드론

비스듬한 카메라

GSD

GCP

CW10 VTOL

DG4pros

2cm

아니요

결과 표 1:

개체 수

측정 길이(L0)

PPK가 없는 3D 모델 길이(L1)

3D 모델 길이(L2) PPK 포함

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.18

7.20

0.030

0.01

 

8.706

8.69

8.71

0.016

0.00

 

10.961

10.89

10.87

0.071

0.09

2

7.010

6.88

6.89

0.130

0.12

3

1.822

1.76

1.79

0.062

0.03

4

10.410

10.38

10.39

0.030

0.02

5

10.718

10.65

10.67

0.068

0.05

6

13.787

13.72

13.75

0.067

0.04

7

11.404

11.41

11.39

-0.006

0.01

 

12.147

12.13

12.13

0.017

0.02

8

7.526

7.44

7.51

0.086

0.02

 

13.797

13.83

13.79

-0.033

0.01

9

10.374

10.35

10.35

0.024

0.02

10

2.109

1.98

2.03

0.129

0.08

 

4.281

4.14

4.15

0.141

0.13

11

14.675

14.55

14.61

0.125

0.07

 

8.600

8.58

8.60

0.020

0.00

12

13.394

13.36

13.37

0.034

0.02

13

12.940

12.95

12.88

-0.010

0.06

14

7.190

7.21

7.20

-0.020

-0.01

15

13.371

13.36

13.36

0.011

0.01

 

6.435

6.37

6.40

0.065

0.03

16

3.742

3.74

3.75

0.002

-0.01

17

6.022

6.03

5.97

-0.008

0.05

18

3.937

3.91

3.93

0.027

0.01

19

8.120

8.09

8.10

0.030

0.02

 

14.411

14.40

14.40

0.011

0.01

20

6.077

6.06

6.04

0.017

0.04

21

13.696

13.68

13.65

0.016

0.05

RMSE Ds1=0.0397m,Ds2=0.0342m