고고학을 위한 최고의 오픈 소스 드론 사진 측량 소프트웨어

고고학자, 토목 기술자 및 측량사는 항공 이미지를 측정 가능한 3D 모델, 정사모자이크 및 포인트 클라우드로 전환하기 위해 드론 사진 측량을 점점 더 많이 사용하고 있습니다. Agisoft Metashape 또는 DJI Terra와 같은 라이선스는 연간 수천 유로에 달할 수 있어 기존 프로젝트, 소규모 컨설팅 또는 사이트 모니터링 예산에 부담을 줄 수 있는 소프트웨어였습니다. 많은 사람들이 깨닫지 못하는 것은 오픈 소스 및 무료 사진 측량 도구의 성숙한 생태계가 이제 이러한 작업을 처리하여 독점 제품군에 필적하는 결과를 제공한다는 것입니다. 특히 솔리드 필드 워크플로우 및 신뢰할 수 있는 드론과 결합될 때 더욱 그렇습니다. Reboot Hub에서는 다중 지점 벤치 테스트, MOHRSS 레벨 3 칩 수준 수리 및 모든 리퍼브 DJI 장치에 대한 180일 보증을 통해 장비 위험을 낮추므로 매핑에 집중할 수 있습니다.

이 가이드는 고고학을 위한 최고의 무료 드론 사진 측량 소프트웨어, 데이터를 GIS와 동기화하는 방법, 부피 측정 및 잔해 평가에 적합한 옵션, 개조된 중국 공급망 드론이 1센티미터 미만의 정밀 작업 흐름에 적합한 위치를 안내합니다. 또한 오픈 소스 도구를 Agisoft Metashape 및 DJI Terra와 같은 유료 대안과 비교하는 방법을 보여주고, 프로젝트 요구 사항에 소프트웨어를 일치시킬 수 있는 실질적인 비교표를 제공합니다. 국가 또는 지역 규정이 적용되는 경우(특히 이탈리아)에는 하룻밤 사이에 변경될 수 있는 규칙을 인용하기보다는 관련 확인 사항을 안내합니다. 비행하기 전에 항상 관할 항공 당국이나 유산 기관에 확인하십시오.

고고학 사진 측량을 위해 오픈 소스를 사용하는 이유는 무엇입니까?

고고학 매핑에는 GIS 환경에 수집되고, 연구팀과 공유되고, 정확한 문서화에 사용될 수 있는 정사보정 이미지, 디지털 표고 모델(DEM), 3D 포인트 클라우드가 필요합니다. 오픈 소스 사진 측량 파이프라인은 다음과 같은 몇 가지 뚜렷한 이점을 제공합니다.

• 라이선스 비용 0이는 프로젝트 자금이 부족하고 모든 유로가 현장에 투입될 수 있는 경우 중요합니다.
• 완전한 투명성—알고리즘을 검사하고, 처리 매개변수를 조정하고, 파이프라인을 사용자 정의 스크립트에 통합할 수도 있습니다.
• 활발한 커뮤니티DJI Mavic 4 Pro 및 기타 인기 있는 카메라 플랫폼을 포함한 최신 드론 모델과의 호환성을 지속적으로 개선합니다.
• 벤더 종속 없음: 프로젝트 데이터는 공개 형식으로 유지되므로 10년 후에 다른 도구를 사용하여 다시 처리할 수 있습니다.

단점은 대부분의 오픈 소스 도구가 명령줄에 대해 좀 더 편안함을 요구하거나 최소한 설정에서 시행착오를 거쳐야 한다는 것입니다. 즉, WebODM과 같은 도구는 사용자 친화적인 웹 인터페이스를 제공하고 Meshroom은 상용 소프트웨어에 가까운 느낌을 주는 그래픽 노드 기반 워크플로우를 제공합니다.

처리 설정을 조정하는 데 몇 시간을 소비하지 않거나 드론이 결함 없이 임무를 완료할지 걱정하고 싶지 않다면 독립 운영자가 이미 신뢰하는 것, 즉 시장 도박이 아닌 엄격한 벤치 테스트 프로세스를 거친 리퍼브 드론에 의지할 수 있습니다. 이것이 바로 Reboot Hub의 표준이 적합한 곳입니다. 즉, 잘 알려진 항공기를 제공하므로 소프트웨어 변수만 조정해야 합니다.

무료 사진측량 소프트웨어 개요: 비교표

우리는 고고학 조사, 부피 측정 및 포인트 클라우드 생성에 탁월한 도구를 선택했습니다. 별도의 언급이 없는 한 모두 무료이며 오픈 소스입니다. 이 표는 포럼을 검색하지 않고도 사용 사례에 소프트웨어를 일치시키는 데 도움이 됩니다.

중복되는 시나리오에 대한 표를 읽는 방법:

• 필요한 경우드론 이미지에서 GIS 지원 정사사진 및 DEM까지의 단일 파이프라인과 동시에 비축량 계산, WebODM/ODM이 주력입니다.
• 재구성하는 경우작은 인공물이나 도랑 부분근거리 이미지가 많이 겹치는 경우 Meshroom 또는 COLMAP은 빈틈없는 메시를 제공합니다.
• [10] 대규모 고고학적 풍경에서 밀리미터에서 센티미터까지의 정밀도대규모 고고학적 풍경에서 밀리미터에서 센티미터까지의 정밀도, 변경 감지를 위해 MicMac의 엄격한 번들 조정과 CloudCompare를 결합합니다.
• 광산 비축량 측정을 위해 DJI Terra와 비교할 때 ODM 및 CloudCompare는 라이센스 비용 없이 볼륨 워크플로우를 복제합니다. Terra의 독점 처리를 오픈 체인으로 바꾸기만 하면 됩니다.

어떤 도구도 모든 차원에서 절대적으로 "최고"일 수는 없습니다. 올바른 선택은 이미지 획득 패턴(천저 그리드, 경사, 혼합), 필수 GIS 결과물, 오픈 소스 소프트웨어에 대한 팀의 편안함 사이에서 균형을 이룹니다.

단계별: 고고학 유적지 매핑을 위해 드론 데이터를 GIS와 동기화

이 워크플로는 지역 좌표계 및 문화유산 보고 요구 사항에 레이어가 추가되는 이탈리아의 매핑 사이트 독자들이 제기한 요구 사항을 반영합니다. 계단은 일반적이지만 일반적인 고고학 조사를 염두에 두고 만들어졌습니다. 항상 Soprintendenza 또는 관련 국가 기관을 통해 현지 데이터 제출 표준을 확인하십시오.

1. 임무 계획 및 이미지 캡처
   비행 앱(예: DJI Pilot, Pix4Dcapture 또는 드론의 기본 플래너)을 사용하여 전면과 측면이 70~80% 겹치도록 잔디 깎는 기계 그리드를 설정합니다. 고고학의 경우, 서있는 구조물이나 발굴 블록의 정면 세부 사항을 캡처해야 하는 경우 경사 패스를 포함합니다. 카메라 프로필을 주의 깊게 기록하세요. EXIF 데이터는 사진 측량 소프트웨어에서 사용됩니다.
   하드웨어 노트: 다중 지점 벤치 테스트를 통해 촬영된 리퍼브 DJI Mavic 4 Pro 또는 Phantom 4 RTK는 NTRIP 서비스 또는 로컬 기지국과 함께 사용할 때 일관된 이미지 선명도와 안정적인 RTK 잠금을 제공합니다. 이러한 신뢰성은 소프트 포커스 또는 포지셔닝 점프로 인해 전체 비행 세트가 거부될 가능성을 줄여줍니다.

2. 지상 제어 지점(GCP)
   토탈 스테이션 또는 GNSS 수신기(RTK 또는 PPK)를 사용하여 GCP를 배치하고 측량합니다. 이탈리아에서는 많은 실무자가 RDN(Rete Dinamica Nazionale) 또는 지역 GNSS 네트워크를 사용합니다. 오픈 소스 워크플로우의 경우, 모델의 크기를 조정하고 지리적 참조를 수행하려면 소프트웨어에 이미지에 GCP가 표시되어 있어야 합니다. 드론에 RTK 모듈이 내장되어 있더라도 GCP는 롤 및 틸트 오류를 ​​포착할 수 있는 교차 검사를 제공합니다.

3. Motion의 구조와 조밀한 재구성
   WebODM에서 이미지를 처리합니다(가장 실행하기 쉽습니다). 사진을 가져오고, 수동으로 또는 CSV 파일을 통해 GCP 좌표를 정의하고, 고해상도 정사사진 및 DEM에 대한 매개변수를 선택하세요. MicMac을 사용하는 경우Miche또는Tapioca+Tapas체인은 일부 고고학자들이 센티미터 수준의 문서화에 대해 신뢰하는 엄격한 자체 교정을 달성합니다.
   출력에는 GeoTIFF 정사모자이크 및 지리참조 포인트 클라우드(일반적으로 LAS 또는 LAZ 형식)가 포함됩니다.

4. GIS 통합
   QGIS(무료) 또는 ArcGIS를 엽니다. GeoTIFF 및 DEM을 끌어서 놓습니다. 파일에 포함된 지리 참조는 선택한 EPSG 코드(이탈리아의 ETRF2000 기반 UTM 영역(일반적으로 EPSG 32632, 32633 등) 또는 필요한 경우 Gauss-Boaga)와 일치해야 합니다. 이탈리아 고고학 당국의 경우 국가 참조 프레임으로 데이터를 전달해야 할 수도 있습니다. 수령 사무소에 데이텀 변환 매개변수를 다시 확인하십시오.
   고고학적 특징의 벡터 매핑이 필요한 경우 새로운 쉐이프파일이나 지오패키지를 설정하고 정사사진에서 직접 특징을 추적하세요.

5. 포인트 클라우드와 토탈 스테이션 융합
   일부 이탈리아 측량사는 드론 포인트 클라우드를 건물 모서리나 굴착 벽에 대한 토털 스테이션 측량과 융합하는 것을 선호합니다. CloudCompare와 같은 오픈 소스 도구를 사용하면 선택점 일치 또는 ICP를 사용하여 두 개의 포인트 클라우드를 정렬할 수 있습니다. 이러한 하이브리드 접근 방식은 현장에 개방형 지형(드론)과 좁은 내부 공간(토탈 스테이션)이 모두 있는 경우 일반적입니다. 이 조합을 통해 추가 분석을 위한 단일 통합 포인트 클라우드가 제공됩니다.
   주의 사항: 좌표계 불일치는 정렬 불량의 가장 빈번한 원인입니다. 병합하기 전에 드론 데이터와 토탈 스테이션 데이터가 동일한 에포크와 데이텀을 공유하는지 항상 확인하세요.

DJI Terra 및 Agisoft Metashape에 대한 오픈 소스 대안: 보유하는 것과 거래하는 것

채굴 및 비축량 측정을 위한 DJI Terra 대안

DJI Terra는 DJI 드론과 잘 어울리는 상업용 엔드투엔드 솔루션입니다. 비축량 계산을 위한 워크플로가 간소화되었지만 유료 라이선스와 호환되는 카메라-드론 생태계에 묶여 있습니다. OpenDroneMap과 같은 무료 대안은 비슷한 DSM 기반 볼륨 계산을 제공합니다. 동일한 최저 그리드를 비행하고 이미지를 조밀한 포인트 클라우드 및 디지털 표면 모델로 처리한 다음 ODM에서 직접 볼륨을 계산합니다(경유).–dem-euclidean-shape그리고–volume매개변수) 또는 CloudCompare에서 파일 베이스를 클리핑하고 2.5D 볼륨 도구를 실행합니다. 출력량 수치는 지상 LiDAR 측량을 통해 검증될 수 있습니다. 모든 현장 조건에서 고정된 오류 마진을 보장할 수 있는 소프트웨어는 없지만 많은 운영자는 깨끗하고 질감이 좋은 파일에 대해 1~3% 이내의 합의를 찾습니다. "kostenlose Alternativen zu DJI Terra"를 찾는 독일 및 기타 지역의 채굴 작업을 위해 CloudCompare와 결합된 ODM은 성숙한 무료 체인입니다.

Agisoft Metashape와 이탈리아 고고학용 오픈 소스 비교

Metashape는 이탈리아 고고학 프로젝트에서 널리 사용되는 강력한 상용 도구입니다. 세련된 GUI, 다중 카메라 지원 및 정확한 마커 감지 기능을 제공합니다. 오픈 소스 스택과의 주요 차이점은 학습 및 미세 조정에 투자하는 시간입니다. 정사사진, DEM, 밀집 포인트 클라우드 등 대부분의 고고학 결과물에 대해 WebODM 또는 MicMac은 과학적으로 적절한 결과를 생성할 수 있습니다. 비용 절감은 명백합니다. Metashape는 Professional Edition에 대해 수천 유로의 일회성 비용을 청구합니다. 오픈 소스 도구에는 비용이 들지 않습니다. 소규모 유산 컨설팅 회사나 대학 현장 학교의 경우 이러한 비용 절감으로 전문가를 고용하거나 더 나은 GCP를 획득하는 데 자금을 사용할 수 있습니다.

센티미터 수준의 정밀 지형학을 위해 개조된 중국 드론에 Agisoft Metashape를 사용할 수 있는지 묻는 질문에 대답은 '예'입니다. MOHRSS 레벨 3 검사 및 보정된 센서를 갖춘 Reboot Hub의 개조된 DJI 드론은 새 장치와 정확히 동일한 이미지 형상을 제공합니다. Metashape는 카메라 구매 내역을 기준으로 차별하지 않습니다. 달성할 수 있는 정밀도는 드론이 새 제품으로 판매되었는지 또는 180일 보증이 제공되는 깨끗한 중고 장치로 판매되었는지 여부가 아니라 비행 매개변수, GCP 네트워크 강도 및 처리 설정에 따라 달라집니다. 많은 운영자는 등급이 매겨진 리퍼브 플랫폼을 선택하여 하드웨어 비용을 절감한 다음 좋은 지리 참조 장비에 그 차이를 투자합니다.

특정 현장 시나리오를 위한 무료 도구

건물 붕괴 잔해 평가

구조적 붕괴 후 잔해의 신속한 체적 평가는 수색 및 구조 팀과 엔지니어링 팀에게 매우 중요합니다. 드론은 파일을 방해하지 않고 안전하게 이미지를 캡처할 수 있습니다. 그러면 사진측량 소프트웨어가 잔해의 3D 모델을 생성합니다. 2단계 무료 파이프라인은 다음과 같습니다.

• OpenDroneMap으로 이미지를 처리하여 조밀한 포인트 클라우드를 얻습니다.
• 포인트 클라우드를 CloudCompare에 로드하고 가위 도구를 사용하여 주변 지면에서 잔해를 분할한 다음 메쉬 아래 또는 2.5D 볼륨 기능을 통해 볼륨을 계산합니다.
  이는 제거된 재료 또는 붕괴 힙 크기에 대한 정량적 추정치를 제공하며 보험사와 법의학 엔지니어에게 유용합니다. 이러한 고위험 평가에서는 자격을 갖춘 조사관이 조사 결과를 검토하도록 권장합니다. 무료 소프트웨어는 데이터를 제공하지만 전문적인 해석은 여전히 ​​중요합니다.

채굴 재고량 계산

오픈 소스 사진 측량은 독점 채굴 모듈을 대체할 수 있습니다. 비축장 위로 천저 그리드를 비행하여 기본 윤곽이 보이도록 하거나 이전 조사에서 얻은 신뢰할 수 있는 맨땅 참조 DEM이 있는지 확인합니다. ODM에서 처리하고 DSM을 생성한 다음 ODM의 볼륨 명령을 사용하거나 DSM을 QGIS로 가져와 기본 평면을 뺍니다. 결과 절토/성토 체적은 보고서로 내보낼 수 있습니다. 대규모 광산 현장의 경우 일괄 처리 및 타일링이 필요할 수 있으며 CloudCompare의 명령줄 모드는 여러 더미에서 볼륨 추출을 자동화할 수 있습니다. 항상 그렇듯이 GNSS 로버를 사용한 가끔 점검 측량은 작업 흐름을 보정하는 데 도움이 됩니다.

오픈 소스 이탈리아어 도구를 사용한 고고학 3D 모델링

이탈리아 연구 커뮤니티는 특히 IGN의 유산과 드론 천저, 측면 경사 및 휴대용 지상 사진 등 혼합 이미지 세트에서의 강력한 성능 때문에 MicMac을 채택했습니다. 전체 이탈리아어 번역이 포함된 오픈 소스 GIS QGIS와 MicMac을 결합하면 이탈리아어로 완전한 오픈 소스 환경이 무료로 제공됩니다. MicMac 명령 구조는 GUI 기반이 아니지만 이탈리아 대학과 MicMac 포럼의 튜토리얼은 진입 장벽을 낮춥니다. 결과 포인트 클라우드(nuvole di punti)는 고고학 해석에 사용하기 위해 분류, 필터링 및 내보낼 수 있으며, 정사사진은 다양한 프로젝트 유형에 대한 이탈리아 문화부의 문서화 표준을 충족합니다.

규정 준수 및 사이트 액세스에 대한 합리적인 접근 방식

사진 측량 소프트웨어는 비행 규칙을 시행하지 않습니다. 이탈리아, EU 또는 기타 지역에서 고고학 드론 매핑을 수행하려면 EASA 규정 및 추가 국가 법령을 준수해야 합니다. 이탈리아에서는 ENAC가 공개, 특정 및 인증 시나리오에 대한 별도의 범주로 드론 운영을 관리합니다. 사람 근처나 시야를 벗어난 비행이 포함된 고고학 조사는 종종 특정 범주에 속합니다.

이것이 소프트웨어 워크플로에 의미하는 바는 다음과 같습니다.

• 드론이 승인된 고도 및 거리 제한 내에 머물도록 임무를 계획합니다. 지면 위 높이는 지면 샘플링 거리(GSD)에 직접적인 영향을 미치므로 2cm/픽셀 측량을 설계하기 전에 국지적 천장을 이해하십시오.
• 문화유산 지역 근처에서 비행해야 하는 경우 일부 지역에서는 현지 Soprintendenza의 사전 승인이 필요하거나 ENAC의 비행 금지 제한이 필요할 수도 있습니다. 항상 현장 조사에 앞서 잘 확인하십시오.
• 지리참조 요구사항은 감독 기관에 의해 정의될 수 있습니다. 공식 측지 네트워크에서 조사한 GCP를 사용하여 검토 중에 결과물이 유지되도록 하세요.

우리의 지침은 의도적으로 일반적입니다. 규정이 바뀌고 현지 조건이 다양합니다. 우리는 운영자가 비행 전에 관할 항공 당국 및 고고학 기관인 ENAC와 함께 최신 규칙을 확인하도록 조언합니다. 이것은 두려움에 대한 양보가 아닙니다. 숙련된 파일럿이 자신의 입지와 프로젝트의 데이터 무결성을 보호하는 방법입니다.