Airborne photogrammetry is undergoi

Airborne photogrammetry is undergoing a renaissance: lower-cost equipment, more powerful software, and simplified methods have significantly lowered the barriers to entry and now allow repeat mapping of cryospheric dynamics at spatial resolutions and temporal frequencies that were previously too expensive to consider. Here we apply these advancements to the measurement of snow depth from manned aircraft. Our main airborne hardware consists of a consumer-grade digital camera directly coupled to a dual-frequency GPS; no inertial motion unit (IMU) or on-board computer is required, such that system hardware and software costs less than USD30 000, exclusive of aircraft. The photogrammetric processing is done using a commercially available implementation of the structure from motion (SfM) algorithm. The system is simple enough that it can be operated by the pilot without additional assistance and the technique creates directly georeferenced maps without ground control, further reducing overall costs. To map snow depth, we made digital elevation models (DEMs) during snow-free and snow-covered conditions, then subtracted these to create difference DEMs (dDEMs). We assessed the accuracy (real-world geolocation) and precision (repeatability) of our DEMs through comparisons to ground control points and to time series of our own DEMs. We validated these assessments through comparisons to DEMs made by airborne lidar and by a similar photogrammetric system. We empirically determined that our DEMs have a geolocation accuracy of ±30 cm and a repeatability of ±8 cm (both 95%confidence). We then validated our dDEMs against more than 6000 handprobed snow depth measurements at 3 separate test areas in Alaska covering a wide-variety of terrain and snow types. These areas ranged from 5 to 40 km2 and had ground sample distances of 6 to 20 cm. We found that depths produced from the dDEMs matched probe depths with a 10 cm standard deviation, and were statistically identical at 95% confidence. Due to the precision of this technique, other real changes on the ground such as frost heave, vegetative compaction by snow, and even footprints become sources of error in the measurement of thin snow packs (< 20 cm). The ability to directly measure such small changes over entire landscapes eliminates the need to extrapolate limited field measurements. The fact that this mapping can be done at substantially lower costs than current methods may transform the way we approach studying change in the cryosphere. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Copyright of Cryosphere is the property of Copernicus Gesellschaft mbH and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Photogrammetry อากาศอยู่ในระหว่างเรอเนสซองซ์: ต้นทุนต่ำกว่าอุปกรณ์ ซอฟต์แวร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และวิธีที่ง่ายได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญอุปสรรครายการ และขณะนี้ อนุญาตให้แม็ป cryospheric dynamics ที่มติปริภูมิและถี่ขมับที่เคยแพงเกินไปไปพิจารณาซ้ำ ที่นี่เราใช้ก้าวหน้าเหล่านี้เพื่อวัดความลึกหิมะจาก manned อากาศยาน ฮาร์ดแวร์ของเราสู่หลักประกอบด้วยกล้องดิจิทัลระดับผู้บริโภคโดยตรงควบคู่กับ GPS ความถี่ หน่วยเคลื่อนไหว inertial (IMU) หรือคอมพิวเตอร์ที่เหลือเฟือไม่จำเป็น ให้ระบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ค่าใช้จ่ายน้อยกว่า USD30 000 โดยเครื่องบิน ทำการประมวลผลสมกับใช้งานใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ของโครงสร้างจากการเคลื่อนไหว (SfM) อัลกอริทึมการ ระบบอย่างเพียงพอที่จะสามารถดำเนินการ โดยผู้นำร่องโดยความช่วยเหลือเพิ่มเติม และเทคนิคการสร้างแผนที่ georeferenced โดยควบคุมภาคพื้นดิน ลดต้นทุนโดยรวมเพิ่มเติม โดยตรงได้ การแม็ปหิมะลึก เราทำแบบจำลองความสูงดิจิตอล (DEMs) ในสภาพ ปราศจากหิมะ และหิมะปกคลุม นั้นลบเหล่านี้เพื่อสร้างความแตกต่าง DEMs (dDEMs) เราประเมินความถูกต้อง (จริงสำเนียง) และความแม่นยำ (ทำซ้ำใน) ของ DEMs ของเรา โดยเปรียบเทียบกับจุดควบคุมภาคพื้นดิน และชุดเวลา DEMs ของเราเอง เราตรวจสอบเหล่านี้ประเมิน โดยเปรียบเทียบกับ DEMs ทำ โดย lidar อากาศ และคล้ายสมกับระบบ เรา empirically กำหนด DEMs เราได้สำเนียงถูกต้องของ ±30 ซม.และทำซ้ำในของ ±8 ซม. (ทั้งการเชื่อมั่น 95%) เราจากนั้นตรวจสอบของเรา dDEMs กับ 6000 กว่าวัดลึกหิมะ handprobed ที่ 3 ทดสอบแยกพื้นที่ในอลาสก้าครอบคลุมกว้างหลากหลายชนิดภูมิประเทศและหิมะ พื้นที่เหล่านี้อยู่ในช่วงจาก 5 ถึง 40 km2 และมีพื้นดินระยะทางตัวอย่างของ 6-20 ซม. เราพบว่า ลึกผลิตจาก dDEMs ตรงกับความลึกของโพรบ มีค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน 10 ซม และถูกเหมือนทางสถิติที่ความเชื่อมั่น 95% เนื่องจากความแม่นยำของเทคนิคนี้ แปลงจริงบนพื้นดินเช่นน้ำแข็ง heave กระชับข้อมูลผักเรื้อรัง โดยหิมะ รอยเท้าแม้กระทั่งกลายเป็น แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดในการประเมินชุดหิมะบาง ๆ (< 20 ซม.) ความสามารถในการวัดเปลี่ยนแปลงขนาดเล็กโดยตรงผ่านภูมิประเทศทั้งกำจัดต้อง extrapolate วัดฟิลด์จำกัด ข้อเท็จจริงที่สามารถทำได้ที่ต้นทุนต่ำกว่ามากมากกว่าวิธีปัจจุบันอาจเปลี่ยนวิธีการแมปนี้ เราเข้าเรียน cryosphere เปลี่ยนแปลง [บทคัดย่อจากผู้เขียน] Copyright of Cryosphere is the property of Copernicus Gesellschaft mbH and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อากาศสบายกำหนดอยู่ระหว่างยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา : ลดต้นทุนอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพซอฟต์แวร์และง่ายวิธีการอย่างมีนัยสำคัญลดอุปสรรคที่รายการ และ ตอนนี้ ให้ย้ำทำแผนที่เชิงพลวัต cryospheric มติและความถี่ชั่วคราวที่ก่อนหน้านี้มีราคาแพงมากเกินไปที่จะต้องพิจารณาที่นี่เราใช้ความก้าวหน้าเหล่านี้ในการวัดความลึกของหิมะจากประจำอากาศยาน ฮาร์ดแวร์อากาศหลักของเราประกอบด้วยเกรดผู้บริโภคโดยตรงจะมาพร้อมกับกล้องดิจิตอล 2 ความถี่ GPS ; ไม่เฉื่อยเคลื่อนไหวหน่วย ( imu ) หรือบนคอมพิวเตอร์เป็นสิ่งจำเป็น เช่น ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และระบบค่าใช้จ่ายน้อยกว่า USD30 , 000 , พิเศษของอากาศยานการประมวลผล photogrammetric เสร็จใช้งานในเชิงพาณิชย์ของโครงสร้างจากการเคลื่อนไหว ( sfm ) ขั้นตอนวิธี ระบบจะง่ายพอที่จะสามารถดำเนินการโดยนักบินโดยไม่ต้องเพิ่มเติมความช่วยเหลือและเทคนิคสร้างแผนที่โดยการควบคุมโดยตรงทางพื้นดิน เพิ่มเติม การลดต้นทุนโดยรวม แผนที่ความลึกของหิมะเราทำแบบจำลองระดับความสูงดิจิตอล ( dems ) ระหว่างหิมะและหิมะปกคลุมเงื่อนไข แล้วหักออกเหล่านี้เพื่อสร้างความแตกต่าง dems ( ddems ) เราประเมินความถูกต้อง ( โลกแห่งความจริง Geolocation ) และความแม่นยำ ( กาล ) dems ของเราผ่านการเปรียบเทียบกับพื้นดินและจุดควบคุมเวลา ชุด dems ของเราเองเราตรวจสอบการประเมินเหล่านี้ผ่านการเปรียบเทียบกับ dems โดยทางอากาศ LIDAR และระบบ photogrammetric คล้ายกัน เราสังเกตุแล้วว่า dems ของเรามีความถูกต้องของ± Geolocation 30 ซม. และเติบโตของ± 8 ซม. ( ทั้งความเชื่อมั่น 95% )จากนั้นเราจะตรวจสอบ ddems ของเราต่อมากกว่า 6000 handprobed หิมะลึก วัดที่ 3 แยกทดสอบพื้นที่ในอลาสกาครอบคลุมหลากหลายของภูมิประเทศ และชนิดของหิมะ พื้นที่เหล่านี้อยู่ในช่วง 5 ถึง 40 ตารางกิโลเมตรและมีพื้นตัวอย่างระยะทาง 6 ถึง 20 เซนติเมตร เราพบที่ระดับความลึกที่ผลิตจาก ddems ตรงกับความลึกสอบสวนกับ 10 เซนติเมตรส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานและมีสถิติที่เหมือนกันที่ความเชื่อมั่น 95% . เนื่องจากความแม่นยำของเทคนิคนี้ การเปลี่ยนแปลงอื่น ๆบนพื้นดิน เช่น ถนนคู่ขนานและการบดอัด , หิมะ , และแม้กระทั่งรอยเท้ากลายเป็นแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดในการวัดชุดหิมะบาง ๆ ( < 20 ซม. )ความสามารถในการโดยตรงการวัดการเปลี่ยนแปลงขนาดเล็กเช่นเหนือภูมิประเทศทั้งหมดไม่ต้องคาดการณ์การวัดจำกัดเขต ความจริงที่ว่า แผนที่นี้สามารถทำที่ค่าใช้จ่ายมากกว่าวิธีการในปัจจุบันอาจจะเปลี่ยนวิธีที่เราวิธีการศึกษาการเปลี่ยนแปลงในน้ำแข็ง . จากผู้เขียน

[ บทคัดย่อ ]ลิขสิทธิ์ของน้ำแข็ง เป็นสมบัติของโคเปอร์นิคัสผู้ให้บริการ mbh และเนื้อหาอาจจะไม่คัดลอกหรือส่งไปยังเว็บไซต์หลายเว็บไซต์หรือโพสต์ไปยังเจ้าของลิขสิทธิ์ Listserv โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษรด่วน . อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้อาจจะพิมพ์ ดาวน์โหลด หรือ อีเมล์ของใช้บุคคล นี้เป็นนามธรรมอาจจะย่อ . ไม่มีการรับประกันจะได้รับเกี่ยวกับความถูกต้องของสำเนาผู้ใช้ควรดูต้นฉบับตีพิมพ์รุ่นของวัสดุสำหรับเต็มรูปแบบนามธรรม ( ลิขสิทธิ์ใช้ได้กับทุกบทคัดย่อ )