3D Modelling Performance and Usage Area Analysis of Popular UAVs in the Surveying and Mapping Industry

3D realistic models are used in many fields such as engineering, archaeology, and city planning. The most effective technique used to create these models is the photogrammetry technique. The hardware and software features of the unmanned aerial vehicles to be used to implement this technique are of great importance. Many different unmanned aerial vehicles can be used for photogrammetric studies in the surveying and mapping industry, and therefore users have difficulties choosing needed unmanned aerial vehicles for their studies. In this study, 3D modelling performance and usage areas of popular unmanned aerial vehicles used in the surveying and mapping industry were examined. For this, a business center building located in an area of approximately 10,771 𝑚2 in Dresden was chosen as the study area. To create the 3D model of the building, 5 ground control points and 1 check point were placed in the study area, and oblique rgb and thermal aerial photographs were taken with 7 different unmanned aerial vehicles. Using photogrammetry software, 3D textured rgb and thermal models were created with each unmanned aerial vehicle data. As a result of the analyses made by considering criteria such as positional accuracy, model quality, and cost, it has been recommended that the DJI Mavic 3E model unmanned aerial vehicle with 1.72 cm horizontal and 2.43 cm vertical root-mean-square error is the optimum model that can be used for 3D modelling purposes. In addition, DJI Matrice 30T is recommended for thermal applications, and the WingtraOne Gen II model is recommended for large-scale 3D city modelling projects.

3D gerçekçi modeller mühendislik, arkeoloji, şehir planlama gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Bu modelleri oluşturmak için kullanılan en etkili teknik fotogrametri tekniğidir. Bu tekniğin uygulanabilmesi için kullanılacak insansız hava araçlarının donanım ve yazılım özellikleri büyük önem taşımaktadır. Ölçme ve haritacılık endüstrisinde fotogrametrik çalışmalar için pek çok farklı insansız hava aracı kullanılabilmekte ve bu nedenle kullanıcılar, çalışmaları için ihtiyaç duydukları insansız hava araçlarını seçmekte zorluk çekmektedir. Bu çalışmada, ölçme ve haritacılık sektöründe kullanılan popüler insansız hava araçlarının 3 boyutlu modelleme performansları ve kullanım alanları incelenmiştir. Bunun için Dresden`de yaklaşık 10.771 𝑚2'lik bir alanda bulunan bir iş merkezi binası çalışma alanı olarak seçilmiştir. Bina modelini oluşturmak için çalışma alanına 5 adet yer kontrol noktası ve 1 adet kontrol noktası yerleştirilmiş ve 7 farklı insansız hava aracı ile eğik rgb ve termal hava fotoğrafları çekilmiştir. Fotogrametri yazılımı kullanılarak her bir insansız hava aracı verisi ile 3 boyutlu dokulu rgb ve termal modeller oluşturulmuştur. Konum doğruluğu, model kalitesi, maliyet gibi kriterler dikkate alınarak yapılan analizler sonucunda yatayda 1.72 cm ve düşeyde 2.43 cm karesel ortalama hata değerine sahip DJI Mavic 3E model insansız hava aracının 3D modelleme amaçları için kullanılabilecek optimum model olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca termal uygulamalar için DJI Matrice 30T, büyük ölçekli 3 boyutlu şehir modelleme projeleri için ise WingtraOne Gen II modeli önerilmiştir.