Resolving Fine-Scale Surface Features on Polar Sea Ice: A First Assessment of UAS Photogrammetry Without Ground Control
Notice bibliographique
Résumé
Mapping landfast sea ice at a fine spatial scale is not only meaningful for geophysical study, but is also of benefit for providing information about human activities upon it. The combination of unmanned aerial systems (UAS) with structure from motion (SfM) methods have already revolutionized the current close-range Earth observation paradigm. To test their feasibility in characterizing the properties and dynamics of fast ice, three flights were carried out in the 2016–2017 austral summer during the 33rd Chinese National Antarctic Expedition (CHINARE), focusing on the area of the Prydz Bay in East Antarctica. Three-dimensional models and orthomosaics from three sorties were constructed from a total of 205 photos using Agisoft PhotoScan software. Logistical challenges presented by the terrain precluded the deployment of a dedicated ground control network; however, it was still possible to indirectly assess the performance of the photogrammetric products through an analysis of the statistics of the matching network, bundle adjustment, and Monte-Carlo simulation. Our results show that the matching networks are quite strong, given a sufficient number of feature points (mostly > 20,000) or valid matches (mostly > 1000). The largest contribution to the total error using our direct georeferencing approach is attributed to inaccuracies in the onboard position and orientation system (POS) records, especially in the vehicle height and yaw angle. On one hand, the 3D precision map reveals that planimetric precision is usually about one-third of the vertical estimate (typically 20 cm in the network centre). On the other hand, shape-only errors account for less than 5% for the X and Y dimensions and 20% for the Z dimension. To further illustrate the UAS’s capability, six representative surface features are selected and interpreted by sea ice experts. Finally, we offer pragmatic suggestions and guidelines for planning future UAS-SfM surveys without the use of ground control. The work represents a pioneering attempt to comprehensively assess UAS-SfM survey capability in fast ice environments, and could serve as a reference for future improvements.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».