CC BY
99
УДК 681.3.06:629.783
ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ Эй-МОДЕЛЕЙ, ПОСТРОЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ АВИАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Евгений Ильич Аврунев
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры кадастра и территориального планирования, тел. (913)901-38-23, e-mail: avrunev_ei@ngs.ru
Харьес Каюмович Ямбаев
Московский государственный университет геодезии и картографии, 105064, Россия, г. Москва, Гороховский пер., 4, доктор технических наук, профессор кафедры геодезии, тел. (499)261-85-53, e-mail: kafgeo@miigaik.ru
Ольга Анатольевна Опритова
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, руководитель Сибирского учебного научно-производственного картографического центра, тел. (913)940-08-97, e-mail: ooolg@yandex.ru
Александр Викторович Чернов
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, ассистент кафедры кадастра и территориального планирования, тел. (913)743-09-79, e-mail: avch-1011@mail.ru
Дмитрий Владимирович Гоголев
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, магистрант, тел. (962)840-47-40, e-mail: gogolevdv96@mail.ru
Современные потребности выполнения кадастровых работ на территории городов обеспечили активное внедрение беспилотных авиационных систем, в том числе для создания 3D-моделей объектов недвижимости. Создаваемые трехмерные модели должны обеспечивать необходимую пространственную точность определения координат характерных точек границ объектов, которая на сегодняшний день регламентирована лишь в отношении плановой составляющей.
Целью исследования является разработка методики оценки точности 3D-моделей объектов недвижимости на основании аэрофотосъемки на различных высотах на примере эталонного полигона.
Исследование носит экспериментальный характер. На основании проведенного эксперимента создана трехмерная модель эталонного полигона, отвечающая современным требованиям Единого государственного реестра недвижимости, точность модели принципиально не зависит от разрешения и высоты выполнения аэрофотосъемки. Для определения средней квадратической ошибки построения 3D-модели объекта разработана методика, основанная на теоретическом обосновании возможности использования пунктов планово-высотного обоснования в качестве эталонных пунктов и последующем сравнении координат и высот данных пунктов, полученных из 3D-модели, с эталонными значениями.
Разработанная методика может лечь в основу нормативно-правовых актов по оценке точности 3D-моделей объектов недвижимости в кадастре, а также использоваться кадастровыми инженерами при выполнении различных видов кадастровых работ.
Ключевые слова: ЭБ-модель, беспилотные авиационные системы, пространственная точность, облако точек, объект недвижимости, оценка точности, средняя квадратическая ошибка.
Введение
Одним из приоритетных направлений развития экономики Российской Федерации является совершенствование рынка земли и объектов недвижимости [1] и попадание в пятерку стран-лидеров по показателю «регистрация собственности» [2-4]. Для решения поставленной задачи, в период с 2012 по 2018 г. был разработан и принят ряд нормативно-правовых документов в области государственного кадастрового учета и регистрации прав на недвижимое имущество [5-10], а также утверждены и введены в действие отдельные элементы государственных программ развития Российской Федерации, касающиеся вопросов управления земельными ресурсами и объектами недвижимости [11-13]. Анализ приведенных документов позволил выявить современные тенденции развития кадастровой системы Российской Федерации:
1) создание единого информационного ресурса, содержащего сведения обо всех учтенных объектах недвижимости - Единый государственный реестр недвижимости (ЕГРН);
2) постепенный переход на систему цифровых пространственных данных в качестве картографической основы ЕГРН;
3) внедрение трехмерного пространственного описания конструктивных элементов объектов недвижимости (зданий, сооружений, помещений и объектов незавершенного строительства) при подготовке документов для их постановки на государственный кадастровый учет, а также законодательное закрепление понятия «ЭБ-модель объекта недвижимости»;
4) широкое применение беспилотных авиационных систем (БАС) для решения следующих задач:
- обеспечение полноты и качества данных ЕГРН, в том числе устранение пересечений границ земельных участков и наполнение ЕГРН сведениями о местоположении учтенных объектов недвижимости (на сегодняшний день в ЕГРН отсутствуют границы 48 % учтенных земельных участков и 87 % - объектов капитального строительства (ОКС)) [14];
- выполнение комплексных кадастровых работ (ККР);
- создание ЭБ-моделей местности и объектов недвижимости;
- формирование единой электронной картографической основы;
- получение сведений о фактическом использовании земельных участков и выявление самовольных построек;
- создание базовых слоев информационной системы обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД);
- разработка градостроительной документации;
- осуществление земельного надзора и контроля;
- исправление существующих реестровых ошибок и упрощение процедуры согласования границ при осуществлении кадастровой деятельности и пр.
Совокупность приведенных тенденций позволяет сделать вывод о широком применении БАС в ЕГРН, в том числе для создания ЭБ-моделей местности и объектов недвижимости.
Для интеграции данных, полученных с применением БАС, в кадастре необходимо обеспечить соответствие точности вносимых сведений требованиям нормативных документов [10]. Например, средняя квадратическая ошибка (СКО) положения характерных точек границ объектов недвижимости для земель населенных пунктов не должна превышать величину 0,1 м [15]. В то же время, действующее законодательство не содержит требований по точности высотной составляющей ЭБ-моделей местности и объектов недвижимости, а также методику определения реальной точности трехмерных моделей.
Анализируя степень проработанности данного вопроса в научных публикациях ведущих ученых в области БАС: А. Г. Чибуничева, А. П. Гука, Т. А. Широковой, С. А. Арбузова, С. А. Кандичанского, А. С. Костюк, В. Н. Никитина [16-25], а также данные отчета группы компаний ОеоБеап [26], можно отметить значительное количество теоретических и экспериментальных исследований, направленных на оценку соответствия точностных характеристик результатов материалов традиционной аэрофотосъемки, выполняемой с применением БАС. Однако вопрос оценки точности построения ЭБ-моделей местности и объектов недвижимости с применением БАС не получил достаточного освещения в отечественной научной литературе и, следовательно, является актуальной научно-технической задачей [27, 28].
Цель научного исследования - разработать методику определения реальной точности ЭБ-моделей объектов недвижимости для целей кадастра и оценить ее соответствие требованиям ведения ЕГРН.
Объект исследования: эталонный полигон (земельный участок с ровной поверхностью) площадью 1 800 м2, расположенный на территории СГУГиТ (г. Новосибирск).
Предмет исследования: методика оценки точности ЭБ-модели эталонного полигона, полученной с помощью БАС при различной высоте съемки.
Теоретическая значимость исследования: представленная методика может быть использована при оценке пространственной точности ЭБ-моделей объектов недвижимости, расположенных на землях различной категории.
Практическая значимость исследования: разработанная методика может применяться кадастровыми инженерами при выполнении кадастровых работ для оценки точности ЭБ-моделей объектов недвижимости (зданий, сооружений и объектов незавершенного строительства).
Методы и материалы
Методологической базой представленного исследования является экспериментальный метод. В рамках исследования, проведен эксперимент по созданию и оценке точности фотограмметрической 3D-модели эталонного полигона, полученной по результатам аэрофотосъемки на высоте 30, 60 и 100 м с применением БАС DJI Phantom 4. Данный аппарат относится к вертолетному типу и предназначен для выполнения панорамной и плановой аэрофото- и видеосъемки на высоте до 500 м. На БАС установлена цифровая фотокамера DJI FC330 с фокусным расстоянием 4 мм и размером кадра 4 000 х 3 000 пикселей.
Планирование маршрутов съемки с заданным перекрытием снимков 80 % выполнено средствами мобильного приложения Pix4D Poligon Mission. Окно программы Pix4D Poligon Mission с изображением границ съемки, осей маршрутов и центров фотографирования для заданной высоты 30 м приведено на рис. 1.
4г project 1 ® :
Рис. 1. Окно программы Pix4D Poligon Mission
Управление БАС во время аэрофотосъемки выполнялось в автоматическом режиме с помощью автопилота. Параметры результатов аэрофотосъемки на различных высотах приведены в табл. 1.
Таблица 1
Параметры аэрофотосъемки на различных высотах
Высота, м 30 60 100
Разрешение, см/пиксель 0,10 2,10 3,50
Время съемки 2 мин 33 с 1 мин 18 с 1 мин 42 с
Количество снимков 24 12 6
Для исследования точности фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки с БАС была выбрана программа Аgisoft PhotoScan Professional Edition (версия 1.2.0, компания Agisoft LLC, г. Санкт-Петербург), далее -Аgisoft PhotoScan [29].
Программное обеспечение Аgisoft PhotoScan, по нашему мнению, в большей степени ориентировано на автоматизацию процесса обработки полученных данных, что имеет существенное значение для оперативного получения и оценки точности SD-моделей объектов недвижимости.
Создание трехмерной модели эталонного полигона в Agisoft PhotoScan выполнялось в четыре этапа (рис. 2-5).
1. Выравнивание снимков и построение разреженного облака точек (по терминологии документации программы).
2. Построение плотного облака точек.
3. Создание полигональной модели объекта.
4. Построение текстуры модели и ортофотоплана.
Рис. 2. Разреженное облако точек
Рис. 3. Плотное облако точек
Оценка точности фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки выполнялась по опорным и определяемым пунктам планово-высотного обоснования на этапе выравнивания снимков и построения разреженного облака точек. Схема расположения пунктов приведена на рис. 6.
Рис. 6. Схема расположения пунктов планово-высотного обоснования:
А - опорный пункт; [Т] - определяемый пункт; —===-:- базисное направление
Результаты
Исходя из требований нормативно-правовых документов [10], и предложений, озвученных в [15], средняя квадратическая ошибка (СКО) взаимного положения характерных точек, определяющих на местности границы недвижимого имущества в плоской прямоугольной системе координат (в проекции Гаусса - Крюгера), была установлена как
тх,у,Н = 0,10 м. (1)
Установленный допуск по осям плоской прямоугольной системы координат представлен обозначением (х, у, Н).
В результате получено следующее уравнение:
т, у, Н = т + т1 + тН. (2)
С применинием к (2) принципа «равного влияния» была определена СКО:
тх,у,Н 0,10 м
тх= ту= тн =-4Г = ^7Т
= 0,06 м.
(3)
Учитывая то, что точность исходной основы для построения 3Б-модели эталонного полигона должна быть на порядок выше, был установлен коэффициент перехода г = 2:
т
полигона
тх уН 0 10 м = х,у,Н 0,05 м.
г 2
(4)
Для определения координат планово-высотного обоснования эталонного полигона был использован лучевой метод (NSKW - постоянно действующая базовая станция, расположенная на минимальном удалении от эталонного полигона). Принципиальная схема метода приведена на рис. 7.
5 \ 4
и——--8
... и 10
а
ЛВО'-З
Рис. 7. Схема определения координат планово-высотного обоснования эталонного полигона лучевым методом
Точность определения координат пунктов планово-высотного обоснования зависит от технических характеристик прибора, количества и расположения спутников, погодных условий и прочих факторов. Во время проведения эксперимента, при ясной погоде, наблюдалось 17 спутников.
Точность определения координат при использовании ГНСС-приемника Topcon Hyper SR вычислялась по формуле
m - = a + b ■ L \= 2 мм + 1 мм • L \ = 3,2 мм. (5)
a (км) (км) ' v 7
Для вычисления реальной точности выполненных ГНСС-измерений были определены контрольные длины линий между пунктами планово-высотного обоснования с использованием электронной рулетки Leica Disto 530, точность измерения которой вычисляется по формуле
mL = a + b ■ ¿(км) = 2 мм + 1 мм ■ L^) = 2,7мм. (6)
Для расчета значений длин линий на основании данных ГНСС-определений использовалась следующая формула:
Их,у,н = V(X - х] )2 + (Я - У] )2 + (Н - н] )2. (7)
Вычисление расхождений между измеренными и рассчитанными по формуле (7) значениями выполнялось по следующей формуле:
Ы = Их,У,Н - 4зм|■ (8)
Результаты оценки точности эталонного полигона на основании сопоставления контрольных длин линий, полученных с помощью ГНСС-определений и измеренных с помощью электронной рулетки, приведены в табл. 2.
Оценкой математического ожидания является среднее арифметическое из выборки, которое в данном случае определяется числом контрольных длин линий.
Средняя квадратическая ошибка пунктов эталонного полигона была рассчитана как
Д =
n
s д;
¡=1 = 0,02 м. (9)
n
Таблица 2
Определение точности эталонного полигона
Номер пункта Координаты пунктов эталонного полигона Определение точности эталонного полигона
х, м У, м Н, м Их, У,Н, м 4зм, м Ы, м
1 483272,779 4194381,370 115,393
13,478 13,490 -0,012
2 483273,428 4194394,832 115,388
12,421 12,400 0,021
3 483272,927 4194407,243 115,394
16,232 16,240 -0,008
4 483256,711 4194407,952 115,430
11,711 11,710 0,001
5 483256,548 4194396,242 115,404
12,484 12,510 -0,026
6 483256,115 4194383,766 115,428
16,018 16,010 0,008
7 483240,149 4194385,056 115,426
12,394 12,400 -0,006
8 483240,320 4194397,449 115,367
11,048 11,040 0,008
9 483240,633 4194408,493 115,367
15,834 15,860 -0,026
10 483224,836 4194409,574 115,424
10,813 10,780 0,033
11 483224,614 4194398,763 115,396
12,852 12,890 -0,038
12 483224,504 4194385,911 115,387
Оценка математического ожидания -0,004 м
Средняя квадратическая ошибка координат пунктов эталонного полигона 0,02 м
Анализ данных, представленных в табл. 2, позволил сделать вывод о практически полном совпадении точности контрольных и ГНСС-измерений.
Следовательно, точность координат пунктов планово-высотного обоснования позволяет использовать их значения в качестве эталонных при определении СКО создания 3Б-модели эталонного полигона с применением БАС.
Выполнение следующего этапа экспериментальных исследований было направлено на изучение зависимости точности ЭБ-модели эталонного полигона от высоты аэрофотосъемки и определение величины такого значения в плане и по высоте. Полученные результаты приведены в табл. 3-5.
Таблица 3
Точность построения ЭБ-модели эталонного полигона
на высоте 30 м
Номер точки х, м У, м И, м х расчо м У расч., м Ирасч., м Дх, м Ду, м ДЯ, м
1 483272,779 4194381,37 115,39 483272,781 4194381,369 115,390 0,002 -0,001 0,000
2 483273,428 4194394,832 115,39 483273,412 4194394,893 115,414 -0,016 0,061 0,024
3 483272,927 4194407,243 115,39 483272,902 4194407,262 115,401 -0,025 0,019 0,011
4 483256,711 4194407,952 115,43 483256,708 4194407,951 115,430 -0,003 -0,001 0,000
5 483256,548 4194396,242 115,4 483256,542 4194396,266 115,443 -0,006 0,024 0,043
6 483256,115 4194383,766 115,43 483256,127 4194383,812 115,437 0,012 0,046 0,007
7 483240,149 4194385,056 115,43 483240,157 4194385,074 115,405 0,008 0,018 -0,025
8 483240,32 4194397,449 115,37 483240,323 4194397,441 115,411 0,003 -0,008 0,041
9 483240,633 4194408,493 115,37 483240,636 4194408,468 115,413 0,003 -0,025 0,043
10 483224,836 4194409,574 115,42 483224,818 4194409,522 115,388 -0,018 -0,052 -0,032
11 483224,614 4194398,763 115,4 483224,616 4194398,726 115,372 0,002 -0,037 -0,028
12 483224,504 4194385,911 115,39 483224,505 4194385,913 115,390 0,001 0,002 0,000
Средняя квадратическая ошибка определения координат пунктов по ЭБ-модели 0,025 0,021
Таблица 4
Точность построения 3Б-модели эталонного полигона
на высоте 60 м
Номер точки х, м У, м И, м xрасч., м Урасч., м Ирасч., м Дх, м Ду, м ДЯ, м
1 483272,779 4194381,37 115,39 483272,777 4194381,371 115,390 -0,002 0,001 0,000
2 483273,428 4194394,832 115,39 483273,401 4194394,900 115,440 -0,027 0,068 0,050
3 483272,927 4194407,243 115,39 483272,905 4194407,236 115,381 -0,022 -0,007 -0,009
4 483256,711 4194407,952 115,43 483256,713 4194407,953 115,430 0,002 0,001 0,000
5 483256,548 4194396,242 115,4 483256,536 4194396,252 115,549 -0,012 0,010 0,149
6 483256,115 4194383,766 115,43 483256,100 4194383,796 115,565 -0,015 0,030 0,135
7 483240,149 4194385,056 115,43 483240,127 4194385,078 115,556 -0,022 0,022 0,126
8 483240,32 4194397,449 115,37 483240,309 4194397,430 115,507 -0,011 -0,019 0,137
9 483240,633 4194408,493 115,37 483240,630 4194408,445 115,408 -0,003 -0,048 0,038
10 483224,836 4194409,574 115,42 483224,816 4194409,482 115,200 -0,020 -0,092 -0,220
11 483224,614 4194398,763 115,4 483224,612 4194398,698 115,323 -0,002 -0,065 -0,077
12 483224,504 4194385,911 115,39 483224,504 4194385,910 115,390 0,000 -0,001 0,000
Средняя квадратическая ошибка определения координат пунктов по ЭБ-модели 0,032 0,078
Анализ данных, представленных в табл. 3-5, позволил сделать вывод о соответствии СКО определения планового положения характерных точек границ объекта недвижимости (координат пунктов планово-высотного обоснования эталонного полигона) требованиям нормативных документов [10]. Вместе с тем, СКО определения высотных отметок по построенной модели соответствует точности топографической съемки с высотой сечения рельефа через 0,5 м. Таким образом, полученная модель полностью удовлетворяет требованиям кадастра, а представленная методика может быть использована для оценки пространственной точности ЭБ-моделей объектов недвижимости, расположенных на землях различных категорий.
Таблица 5
Точность построения 3Б-модели эталонного полигона
на высоте 100 м
№ точки х, м У, м И, м xрасч., м Урасч., м Ирасч., м Дх, м Ду, м ДЯ, м
1 483272,779 4194381,37 115,39 483272,777 4194381,369 115,390 -0,002 -0,001 0,000
2 483273,428 4194394,832 115,39 483273,405 4194394,908 115,428 -0,023 0,076 0,038
3 483272,927 4194407,243 115,39 483272,904 4194407,237 115,433 -0,023 -0,006 0,043
4 483256,711 4194407,952 115,43 483256,712 4194407,954 115,430 0,001 0,002 0,000
5 483256,548 4194396,242 115,4 483256,551 4194396,258 115,402 0,003 0,016 0,002
6 483256,115 4194383,766 115,43 483256,137 4194383,805 115,361 0,022 0,039 -0,069
7 483240,149 4194385,056 115,43 483240,159 4194385,081 115,378 0,010 0,025 -0,052
8 483240,32 4194397,449 115,37 483240,325 4194397,444 115,434 0,005 -0,005 0,064
9 483240,633 4194408,493 115,37 483240,624 4194408,465 115,429 -0,009 -0,028 0,059
10 483224,836 4194409,574 115,42 483224,788 4194409,517 115,418 -0,048 -0,057 -0,002
11 483224,614 4194398,763 115,4 483224,607 4194398,715 115,415 -0,007 -0,048 0,015
12 483224,504 4194385,911 115,39 483224,505 4194385,909 115,390 0,001 -0,002 0,000
Средняя квадратическая ошибка определения координат пунктов по ЭБ-модели 0,028 0,029
Заключение
В результате проведенного исследования были получены следующие результаты.
1. На основании эталонного полигона для целей ведения ЕГРН разработана методика определения точности построения ЭБ-моделей объектов недвижимости по материалам дистанционного зондирования Земли с использованием БАС.
2. Вычислена средняя квадратическая ошибка определения координат точек эталонного полигона, созданного с использованием ГНСС-технологий, которая в плане составила 2 см. На основании этого значения сделано заключение
о возможности использования данного полигона в качестве исходного для оценки точности построения 3Б-модели объектов недвижимости.
3. Оценка точности построения ЭБ-модели на основании пунктов эталонного полигона показала, что точность ее параметров составляет соответственно 2 см в плане и 4 см по высоте. При этом полученные СКО практически не зависят от высоты полета БАС.
4. На основании полученных результатов сделано заключение о целесообразности использования ЭБ-моделей для целей обеспечения градостроительной и кадастровой деятельности.
5. Для подтверждения полученных результатов требуется проведение дальнейших исследований для объектов большей площади, с различной степенью застроенности территории, в различных погодных условиях, с использованием разнообразных БАС и пр.
Благодарности
Авторы выражают признательность Д. В. Лисицкому, А. П. Гуку за оказанную помощь при написании данной научной работы, а также Сибирскому государственному университету геосистем и технологий за площадку и оборудование, предоставленное на время выполнения экспериментальной части работ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. О Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года [Электронный ресурс] : распоряжение правительства РФ от 17.11.2008 № 1662-р (ред. от 10.02.2017). - Доступ из справ.-правовой системы «Кон-сультантПлюс».
2. Бойков В. Н., Попов В. К., Калачева Н. И. Приоритетные направления развития государственного кадастра недвижимости [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1-1 - Режим доступа : https://elibrary.ru/item.asp?id=25323272.
3. Международный рейтинг стран Doing Business [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://russian.doingbusiness.org/rankings.
4. Создание модели трехмерного кадастра недвижимости в России : заключительный отчет [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://portal.rosreestr.ru.
5. Об утверждении плана мероприятий («дорожной карты») «Повышение качества государственных услуг в сфере государственного кадастрового учета недвижимого имущества и государственной регистрации прав на недвижимое имущество и сделок с ним» [Электронный ресурс] : распоряжение Правительства РФ от 01.12.2012 № 2236-р (ред. от 11.02.2017). - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
6. Об утверждении Концепции федеральной целевой программы «Развитие единой государственной системы регистрации прав и кадастрового учета недвижимости (2014-2019 годы)» [Электронный ресурс] : распоряжение Правительства РФ от 28.06.2013 № 1101-р. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
7. О государственной регистрации недвижимости [Электронный ресурс] : федеральный закон от 13.07.2015 № 218-ФЗ. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
8. О кадастровой деятельности [Электронный ресурс] : федеральный закон от 24.07.2007 № 221-ФЗ. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
9. Об утверждении формы технического плана и требований к его подготовке, состава содержащихся в нем сведений, а также формы декларации об объекте недвижимости, требований к ее подготовке, состава содержащихся в ней сведений [Электронный ресурс] : приказ Минэкономразвития России от 18.12.2015 № 953. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
10. Об утверждении требований к точности и методам определения координат характерных точек границ земельного участка, требований к точности и методам определения координат характерных точек контура здания, сооружения или объекта незавершенного строительства на земельном участке, а также требований к определению площади здания, сооружения и помещения [Электронный ресурс] : приказ Минэкономразвития России от 01.03.2016 № 90. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
11. О Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 годы [Электронный ресурс] : указ Президента РФ от 09.05.2017 № 203. -Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
12. Об утверждении программы «Цифровая экономика Российской Федерации» [Электронный ресурс] : распоряжение Правительства РФ от 28.07.2017 № 1632-р. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
13. Национальная технологическая инициатива [Электронный ресурс] : программа мер по формированию принципиально новых рынков и созданию условий для глобального технологического лидерства России к 2035 году. - Режим доступа : http://asi.ru/nti/.
14. Стратегия развития ФГБУ «ФКП Росреестра» на среднесрочную перспективу до 2021 года от 27.04.2018 г. № Р/0086 [Электронный ресурс]. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
15. Аврунев Е. И., Метелева М. В. О совершенствовании системы координатного обеспечения государственного кадастра недвижимости // Вестник СГГА. - 2014. - Вып. 1 (25). -С. 60-67.
16. Михайлов А. П., Чибуничев А. Г. Фотограмметрия / Под общ. ред. А. Г. Чибуниче-ва. - М. : Изд-во МИИГАИК, 2016. - 292 с.
17. Гук А. П., Шляхова М. М. Некоторые проблемы построения реалистических измерительных 3Б-моделей по данным дистанционного зондирования // Вестник СГУГиТ. -2015. - Вып. 4 (32). - С. 51-60.
18. Исследование возможностей применения квадрокоптера для съемки береговой линии обводненного карьера с целью государственного кадастрового учета / И. М. Ламков, А. Ю. Чермошенцев, С. А. Арбузов, А. П. Гук // Вестник СГУГиТ. - 2016. - Вып. 4 (36). -С.200-209.
19. Комиссаров А. В., Широкова Т. А. Математические основы априорной оценки точности внешнего ориентирования сканов, полученных триангуляционными сканерами // Геодезия и картография. - 2013. - № 6. - С. 7-12.
20. Кадничанский С. А. Обоснование требований к цифровой модели рельефа, используемой в современных технологиях аэрофототопографической съемки // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - № 2. - С. 58-62.
21. Кадничанский С. А. Обоснование допустимой высоты фотографирования при сте-реотопографической съемке рельефа // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. -№ 3. - С. 31-35.
22. Алябьев А. А., Литвинцев К. А., Кобзева Е. А. Фотограмметрический метод в кадастровых работах: цифровые стереомодели и ортофотопланы // Геопрофи. - 2018. - № 2. -С. 4-8.
23. Костюк А. С. Особенности аэрофотосъемки со сверхлегких беспилотных летательных аппаратов // Омский научный вестник. - 2011. - № 1 (104). - С. 236-240.
24. Костюк А. С. Расчет параметров и оценка качества аэрофотосъемки с БПЛА // ГЕО-Сибирь-2010. VI Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2010 г.). - Новосибирск : СГГА, 2010. Т. 4, ч. 1. - С. 83-87.
25. Никитин В. Н., Семенцов А. В. Опыт построения ортофотоплана по данным крупномасштабной аэрофотосъемки, выполненной с использованием неметрической цифровой камеры // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. 1Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск : СГГА, 2013. Т. 1. - С. 12-17.
26. Группа компаний Геоскан. Применение БЛА при решении картографических и кадастровых задач : отчет [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://geoscan.ru.
27. Снежко И. И. Методика расчета точности построения моделей объектов недвижимости в 3Б-кадастре : дис. .. .канд. техн. наук. - Москва, 2014. - 140 с.
28. Горобцов С. Р. Применение 3D технологий для корректного учета объектов недвижимости // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью» : сб. материалов в 4 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 3. -С. 127-133.
29. Agisoft PhotoScan Professional Edition - Руководство пользователя. Версия 1.2 [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.agisoft.com/pdf/photoscan-pro_1_2_ru.pdf.
Получено 05.07.2018
© Е. И. Аврунев, Х. К. Ямбаев, О. А. Опритова, А. В. Чернов, Д. В. Гоголев, 2018
ACCURACY EVALUATION OF 3D MODELS BY USING UNMANNED AERIAL SYSTEM
Evgeny I. Avrunev
Siberian State University of Geosistems and Technologies, 10, Plakhotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russia, Ph. D., Associate Professor, Department of Cadastre and Territorial Planning, phone: (913)901-38-23, e-mail: avrynev_ei@ngs.ru
Kharyes K. Yambaev
Moscow State University of Geodesy and Cartography, 4, Gorokhovsky per, Moskow, 105064, Russia, D. Sc., Professor, Department of Geodesy, phone: (499)261-46-19, e-mail: yambaev@miigaik.ru
Olga A. Opritova
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 10, Plakhotnogo St, Novosibirsk, 630108, Russia, Head of the Siberian Training Research and Production Cartographical Center, phone: (913)940-08-97, e-mail: ooolg@yandex.ru
Aleksandr V. Chernov
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 10, Plakhotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russia, Assistant, Department of Cadastre and Territorial Planning, phone: (913)743-09-79, e-mail: avch-1011@mail.ru
Dmitry V. Gogolev
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 10, Plakhotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russia, Master student, phone: (962)840-47-40, e-mail: gogolevdv96@mail.ru
Modern needs for cadastral work on urban territories provided active introduction of unmanned aerial systems, including for the creation of 3D models of real estate objects. The created 3D models should provide appropriate spatial accuracy for reference points' determination of object boundaries, which nowadays is regulated only with respect to the planned component.
The objective of the study is to develop a methodology for assessing the accuracy of 3D models of real estate objects based on aerial photography at various altitudes, using the example of a reference polygon.
The study is an experiment. And the 3D model of the reference polygon was created on the basis of this experiment, which meets modern requirements of Unified State Real Estate Register. The model accuracy does not essentially depend on aerial photo altitude and resolution. To determine the mean square error in the 3D model of the object, a method was developed based on the theoretical justification for the possible use of the plan-altitude control points as reference points, and further comparison of the coordinates and heights of the data points obtained from the 3D model with the reference values.
The developed methodology can form the basis for normative legal acts on the accuracy evaluation of real estate objects' 3D models in the cadastre, as well as be used by cadastral engineers for performing various types of cadastral work.
Key words: 3D model, unmanned aerial system, accuracy spatial, point cloud, real estate object, accuracy evaluation, mean square error.
REFERENCES
1. Order of the government of the Russian Federation of November 17, 2008 No. 1662-p (ed. February 10, 2017). On the Concept of Long-Term Social and Economic Development of the Russian Federation for the Period to 2020. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
2. Boykov, V. N., Popov, V. K., & Kalacheva, N. I. (2015). Priority directions of development of the state real estate cadastre. Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education], 1-1. Retrieved from at https://elibrary.ru/item.asp?id=25323272 [in Russian].
3. International rating of Doing Business countries. (2018). Retrieved from at http://russian.doingbusiness.org/rankings [in Russian].
4. Creation of a model of a three-dimensional real estate cadastre in Russia - Final Report. (2012). Retrieved from at http://portal.rosreestr.ru [in Russian].
5. Order of the government of the Russian Federation of December 01, 2012 No. 2236-p (ed. February 11, 2017). On approval of the action plan ("road map") "Improvement of the quality of public services in the sphere of state cadastral registration of immovable property and state registration of rights to real estate and transactions with it". Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
6. Order of the government of the Russian Federation of June 28, 2013 No. 1101-p. On the approval of the Concept of the federal target program "Development of a unified state system of registration of rights and cadastral registration of real estate (2014-2019)". Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
7. Federal Law of July 13, 2015 No. 218-FZ. On state registration of real estate. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
8. Federal Law of July 24, 2007 No. 221-FZ. On cadastral activities. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
9. Order of the Ministry of Economic Development RF of December 18, 2015 No. 953. On approval of the form of the technical plan and the requirements for its preparation, the contents of the information contained therein, as well as the form of the declaration on the real estate object, the requirements for its preparation, the composition of the information contained therein. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
10. Order of the Ministry of Economic Development RF of March 01, 2016 No. 90. Approval accuracy requirements and methods for determining the coordinates of characteristic points land boundaries, accuracy requirements and methods for determining the coordinates of characteristic points of the contour of the building, structure or object under construction on the land, and the requirements for defining the area of the building, construction and space. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
11. Presidential Decree of the Russian Federation of May 09, 2017 No. 203. On the Strategy for the Development of the Information Society in the Russian Federation for 2017-2030. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
12. Order of the government of the Russian Federation of July 28, 2017 № 1632-p. On the approval of the program "Digital Economy of the Russian Federation". Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
13. National Technology Initiative: a program of measures to create fundamentally new markets and create conditions for Russia's global technological leadership by 2035. (2018). Retrieved from at: http://asi.ru/nti/.
14. Strategy for the development of FKBU «FKP Rosreestra» for the medium term up to 2021 of April 27, 2018, No. P/0086. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
15. Avrunev, E. I., & Meteleva, M. V. (2014). Improvement of coordinates support of state property cadastre. Vestnik SGUGiT [Vestnik SSUGT], 1(25), 60-67 [in Russian].
16. Mikhaylov, A. P., & Chibunichev, A. G. (2016). Fotogrammetriya [Remote Sensing]. Moscow: MIIGAiK Publ. [in Russian].
17. Guk, A. P., & Shlyakhova, M. M. (2015). Several aspects of metric realistic 3D models creation remote sensing data. Vestnik SGUGiT [Vestnik SSUGT], 4(32), 51-60 [in Russian].
18. Lamkov, I. M., Chermoshentsev, A. Yu., Arbuzov, S. A., & Guk, A. P. (2016). The study of the possible application of quadrocopter for shooting the coastline of the flooded quarry with the purpose of state cadastral registration. Vestnik SGUGiT [Vestnik SSUGT], 4(36), 200-209 [in Russian].
19. Komissarov, A. V., & Shirokova, T. A. (2013). Mathematical bases of scans, received by triangulation scanners, external orientation aprioristic assessment accuracy. Geodezija i kartografija [Geodesy and Cartography], 6, 7-12 [In Russian].
20. Kadnichansky, S. (2013). Reasoning requirements to a digital terrain model for isohypsing in modern aerial topographic survey. Izvestiya vuzov. geodeziya i aerofotos"emka [Izvestiya Vuzov . Geodesy andAerophotography], 2, 58-62 [in Russian].
21. Kadnichansky, S. (2013). Substantiation of permissible photographing height for stereo topographic survey. Izvestiya vuzov. geodeziya i aerofotos"emka [Izvestiya Vuzov . Geodesy and Aerophotography], 3, 31-35 [in Russian].
22. Alyab'yev, A. A., Litvintsev, K. A., & Kobzeva, E. A. (2018). Photogrammetric method in cadastral works: digital stereomodels and orthophotomaps. Geoprofi [Geoprofi], 2, 4-8 [in Russian].
23. Kostyuk, A. S. (2011). Features aerial photographs by ultra-light unmanned aerial vehicles. Omskiy Nauchnyy Vestnik. Seriya Obshchestvo. Istoriya. Sovremennost' [The Journal Omsk Scientific Bulletin. Series Society. History. Modernity], 1(104), 236-240 [in Russian].
24. Kostyuk, A. S. (2010). Calculation of the parameters and evaluation of quality with uav aerial photography. In Sbornik materialov Geo-Sibir'-2010: T. 4. [Proceedings of GEO-Siberia 2010: Vol. 1.] (pp. 83-87). Novosibirsk: SSGA Publ. [in Russian].
25. Nikitin, V. N., & Sementsov, A. V. (2013). Experience of orthophoto construction by large-scale aerial photographs taken with nonmetric digital camera. In Sbornik materialov Interekspo Geo-Sibir'-2013: Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii: T. 1. Distantsionnyye metody zondirovaniya zemli i fotogrammetriya, monitoring okruzhayushchey sredy, geoekologiya [Proceedings of Interexpo GEO-Siberia 2013: Internetional Scientific Conference: Vol. 1. Earth Remote Sensing and Photogrammetry, Environmental Monitoring and Geoenvironmental Ecology] (pp. 12-17). Novosibirsk: SSGA Publ. [in Russian].
26. Geoscan. (2017). Application of UAV in solving cartographic and cadastral tasks. Retrieved from at: http://geoscan.ru. [in Russian].
27. Snezhko, I. I. (2014). Metodika rascheta tochnosti postroeniya modeley ob"ektov nedvizhimosti v 3D kadastre [Method for calculating the accuracy of building models of real estate in the 3D cadastre]. Candidate's thesis. Moscow, 140 p. [in Russian].
28. Gorobtsov, S. R. (2015). Application of 3D technologies for the correct registration of real property unit. In Sbornik materialov Interekspo GEO-Sibir'-2015: Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii: T. 3. Ekonomicheskoe razvitie Sibiri i Dal'nego Vostoka. Ekonomika prirodopol'zovaniia, zemleustroistvo, lesoustroistvo, upravlenii e nedvizhimost'iu [Proceedings of Interexpo GE0-Siberia-2015: International Scientific Conference: Vol. 3. Economic Development of Siberia and the Far East. Enviromental Economics, Land Management, Forestry Management and Property Management] (pp. 127-134). Novosibirsk: SSUGT Publ. [in Russian].
29. Agisoft PhotoScan Professional Edition. User Guide. (n. d.). Retrieved from at http://www.agisoft.com/pdf/photoscan-pro_1_2_ru.pdf [in Russian].
Received 05.07.2018
© E. I. Avrunev, Kh. K. Yambaev, O. A. Opritova, A. V. Chernov, D. V. Gogolev, 2018
