Comparing the Spatial Accuracy of Digital Surface Models from Four Unoccupied Aerial Systems: Photogrammetry Versus LiDAR
Notice bibliographique
Résumé
The technological growth and accessibility of Unoccupied Aerial Systems (UAS) have revolutionized the way geographic data are collected. Digital Surface Models (DSMs) are an integral component of geospatial analyses and are now easily produced at a high resolution from UAS images and photogrammetric software. Systematic testing is required to understand the strengths and weaknesses of DSMs produced from various UAS. Thus, in this study, we used photogrammetry to create DSMs using four UAS (DJI Inspire 1, DJI Phantom 4 Pro, DJI Mavic Pro, and DJI Matrice 210) to test the overall accuracy of DSM outputs across a mixed land cover study area. The accuracy and spatial variability of these DSMs were determined by comparing them to (1) 12 high-precision GPS targets (checkpoints) in the field, and (2) a DSM created from Light Detection and Ranging (LiDAR) (Velodyne VLP-16 Puck Lite) on a fifth UAS, a DJI Matrice 600 Pro. Data were collected on July 20, 2018 over a site with mixed land cover near Middleton, NS, Canada. The study site comprised an area of eight hectares (~20 acres) with land cover types including forest, vines, dirt road, bare soil, long grass, and mowed grass. The LiDAR point cloud was used to create a 0.10 m DSM which had an overall Root Mean Square Error (RMSE) accuracy of ±0.04 m compared to 12 checkpoints spread throughout the study area. UAS were flown three times each and DSMs were created with the use of Ground Control Points (GCPs), also at 0.10 m resolution. The overall RMSE values of UAS DSMs ranged from ±0.03 to ±0.06 m compared to 12 checkpoints. Next, DSMs of Difference (DoDs) compared UAS DSMs to the LiDAR DSM, with results ranging from ±1.97 m to ±2.09 m overall. Upon further investigation over respective land covers, high discrepancies occurred over vegetated terrain and in areas outside the extent of GCPs. This indicated LiDAR’s superiority in mapping complex vegetation surfaces and stressed the importance of a complete GCP network spanning the entirety of the study area. While UAS DSMs and LiDAR DSM were of comparable high quality when evaluated based on checkpoints, further examination of the DoDs exposed critical discrepancies across the study site, namely in vegetated areas. Each of the four test UAS performed consistently well, with P4P as the clear front runner in overall ranking.
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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 | 0,000 | 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 ».