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부피 계산 오류 추정 - PIX4Dmapper

이 글에서는 PIX4Dmapper 부피 계산 오차를 추정하는 방법을 설명합니다.

중요: 이 문서에 나오는 아래 개념들을 이해하려면 먼저 PIX4Dmapper 볼륨을 계산하는 방법에 대한 다음 문서를 읽어보세요: 방법 PIX4Dmapper 볼륨 계산.

PIX4Dmapper 부피 계산의 오차를 추정합니다. 부피의 오차를 계산하려면 먼저 부피를 구성하는 각 셀의 오차를 계산해야 합니다.

PIX4Dmapper 이용한 세포 부피 계산
그림 1. 세포 하나의 부피

3D 점의 고도(Z)는 지면 샘플링 거리(GSD)의 1~3배의 정확도로 계산됩니다. 각 3D 점의 높이에 대한 평균 오차는 GSD의 1.5배입니다. 체적 바닥면의 각 셀은 너비와 길이가 GSD와 같으므로 X 및 Y 방향의 오차는 0으로 추정됩니다.

부피의 한 셀에 대한 오차는 다음과 같습니다

X축 방향(길이) 오차 = 0cm.
Y축 방향(너비) 오차 = 0cm.
Z축 방향(높이) 오차 = 1.5*GSD.

각 셀의 부피 오차는 다음과 같습니다

Ei = Li * Wi* Zei = GSD * GSD * 1.5*GSD = 1.5 * GSD3

어디:

Ei = 세포 하나의 부피 오차.
Li = 세포의 길이.
Wi = 세포의 너비.
Zei = 세포의 Z 방향 오차.

PIX4Dmapper 이용한 셀 부피 오차 계산
그림 2. 세포의 부피 오차.

각 셀의 부피 오차가 계산되면, 각 셀의 오차를 합산하여 절토량, 채움량 및 총 부피의 오차를 계산합니다.

절단 부피 오차 = EC1 + EC2 +...ECN

어디:

EC1...N = 셀 i..N에 대한 절단 볼륨 오차입니다. 셀에 채우기 볼륨이 있는 경우 절단 볼륨 오차 EC 는 0입니다.

충전량 오차 = EF1 + EF2 +...EFN

어디:

EF1...N = 셀 i...N에 대한 채우기 볼륨 오류입니다. 셀에 자르기 볼륨이 있는 경우 채우기 볼륨 EF 오류는 0입니다.

총 부피 오차 = 절단 부피 오차 + 충전 부피 오차

부피 계산 내 오차의 정도는 GSD의 공간 해상도에 따라 달라집니다

  • 이는 각 지점의 좌표가 얼마나 정확하게 계산되었는지를 판단하고, 따라서 부피 오차를 결정합니다.
  • GSD 값이 높으면(큰 값일 경우) 부피 계산을 적용해서는 안 됩니다.
예: GSD가 50cm인 프로젝트에서 높이가 50cm인 물체의 부피를 계산하면 매우 큰 오차가 발생합니다.

세포 하나의 부피:

Vi = Li * Wi* Hi = 503 = 125,000 cm3

그리고 이 셀의 부피 오차는 다음과 같습니다

Ei = Li * Wi* Zei = 187500 cm3

중요: 계산할 부피의 높이에 따라 적절한 GSD 값을 선택하십시오. 짧은 물체의 경우, 작은 GSD 값(높은 공간 해상도)을 권장합니다. 이는 저고도 비행 또는 좁은 초점 거리를 사용하여 얻을 수 있습니다.
  • 3D 포인트 수가 적은 객체의 경우 부피 정확도가 낮아질 것으로 예상됩니다. PIX4Dmapper 의 오류 추정은 이러한 점을 고려하지 않습니다. 객체 부피의 정확도를 높이는 한 가지 방법은 중첩 영역을 늘리는 것입니다.
  • 부피 오차가 1.5*GSD보다 크거나 작으면 각 셀의 부피 오차를 계산하는 공식을 조정해야 합니다.
예시: GSD = 5cm인 프로젝트의 경우 PIX4Dmapper 부피 오차 Ei = 1.5 * GSD3 = 187.5 cm3 를 추정합니다. 그러나 Z ei (셀의 Z 방향 오차)를 10cm 로 고려하면 각 셀의 부피 오차는 다음과 같습니다.
Ei = Li * Wi* Zei = GSD * GSD * 10 cm = 250 cm3.