This dissertation deals with unmaned aerial vehicles and their use in an accurate photogrammetric mapping. The very first part of my thesis describes a history of UAV (unmaned aerial vehicles) and a theoretical introduction of the issue. In the second part of this thesis a specific example of mapping agricultural area with a missing building in cadastral map is solved. The disertation is focused on an aerial photo-shooting and then on matching the pictures in the software Agisoft Photo Scan. The result of the work is a detailed ortophoto map of the agricultural area where the missing building is exactly positionally determined.

The need for energy is constantly increasing, and fossil fuels are both harmful and neither everlasting. This puts higher demand on the production of renewable energy. In Sweden the production of renewable energy is relatively good, however the solar power is not utilized enough. The planning phase for the purpose of solar installation is a lengthy process, and will over the coming years need to be more efficient. Several different methods are used for planning today, with the help of geographic data in the form of ortophotos. Multiple studies today have successfully achieved the segmentation of roofs, which then is used in this process. The studies that have achieved this, has used software that is not widely available to private individuals and thus the information regarding precise solar potential assesments are unavailable to them. This study has not found a similar implementation which operates in a semi-automatic manner as a webservice, on the Internet which is the most used platform. Therefore this study will investigate how roofs can be segmented and drawn on a map in a web application, in an automated manner with image processing. This is accomplished using the region growing algorithm. The result is produced by a number of tests on a variation of roof designs and colors. Validation of the results are done visually, when the segmentation is drawn onto the map. In most cases the algorithm has not been able to correctly identify and segment parts of the roof, and in no case has been successful to segment an entire roof. This was largely because of lack of data, and shadow disturbance in the images used. The result shows the method could work in a better way, using more data and developing the image processing further. It also shows how easily this type of method can be integrated with a webmap. / Behovet av energi ökar konstant, och de fossila bränslena är både skadliga för miljön och inte heller föreviga. Detta ställer större krav på produktionen av förnybar energi. I Sverige produceras förnybar energi relativt bra, men solkraften är inte utnyttjad tillräckligt. Planeringsfasen i detta är väldigt stor, och kommer med stor sannolikhet behöva effektiviseras de närmaste åren. Flera olika metoder används idag, man utgår oftast från geografiska data i form av ortofoton. Flertalet arbeten har tidigare lyckats att korrekt segmentera takytor, för att sedan användas som underlag. De arbeten som lyckats med detta, har ofta gjort det i sådana program att det blir svårt för privatpersoner att ta del av informationen. Informationen innefattar en utförlig utvärdering av ett taks potential för solkraft. Detta arbete har inte hittat någon liknande implementation i form av webbtjänst där denna process är semi-automatisk, det vill saga på Internet, vilket är den mest använda plattformen. I detta arbete undersöks därför hur takytor kan segmenteras och ritas ut i en webbapplikation med tillhörande karta, på ett nästan helt automatiserat sätt med bildbehandling. Detta med hjälp av algoritmen region growing på ortofoton. Resultatet produceras av flertalet tester på varierande konstruktioner och färger på tak. Validering av testresultaten sker helt visuellt, efter utritning i karta. I de flesta testfallen har algoritmen på ett korrekt sätt lyckats identifiera och segmentera delar av taket, men inte i något fall ansetts ha lyckats segmentera ett helt tak på ett korrekt vis. Detta berodde till stor del på att inte fler typer av data än ortofoton var tillgängliga, samt störningar i de bilder som användes i form av skuggning. Resultatet visar att metoden kan fungera på ett bättre sätt, med tillgång till mer data och vidare utveckling av bildbehandlingen. Samt visar hur denna typ av operation enkelt kan integreras i en webbkarta.

Unmanned Aerial Vehicle (UAV) är en benämning på en obemannad flygande farkost. UAV är en benämning för själva farkosten och därför har Unmanned Aircraft System (UAS) tagit över eftersom det är ett begrepp som rör hela systemet som förutom flygfarkost innefattar start, landning, markstation och kommunikationslänk. Inom mätningsteknik är UAS ett relativt nytt begrepp och tekniken har sin historia mestadels inom det militära området. Syftet med denna studie är att analysera samt utvärdera två programvaror och en molntjänst för bearbetning och framtagning av ortofoto från UAS-data. De frågor som ställts inför arbetet är: kan en molntjänst ersätta ett avancerat datorprogram vid generering av ortofoton? Kan dessa datorprogram ge ett bra resultat utan hjälp av andra GIS-program? Vilket program är enklast att förstå och använda samt vilka är skillnaderna mellan programmen? Dessa frågor har besvarats genom användning av insamlat data och för att få utvärderingen rättvis har därför tre olika dataset skapats. Programtjänsterna som har utvärderats är Agisoft PhotoScan 0.9.0 och Pix4UAV Desktop/Cloud 2.1.2. Insamling av data har skett genom en flygning med en oktokopter över Fågelmyratippen i Dalarna. Resultaten visar att priset snabbt blir högt om endast Pix4UAV Cloud används och att överlag är PhotoScan billigare än Pix4UAV Desktop. Kvalitetsrapporten som följer med varje projekt är överskådlig i PhotoScan och mer ingående i Pix4UAV Desktop/Cloud. Trots samma indata blir utdatat olika vid bearbetning av de olika programmen, till exempel skiljer sig markupplösningen åt mellan programmen. Generellt är PhotoScan tydligare på att visa hur arbetsprocessen går till. Supporten hos båda företagen är bra, tips och tricks finns på respektive hemsida. Till PhotoScan finns även en manual för nedladdning samt en YouTube-kanal med instruktionsvideor. De enda slutsatserna vi drar är att Pix4UAV Cloud inte klarar av att ersätta ett avancerat bildbehandlingsprogram och att för tillfället bör ytterligare ett GIS-program användas som komplement för att få bästa resultat. I övrigt har vi endast skrapat på ytan av programmen och rekommenderar att läsaren tar till sig det vi skrivit under resultat och diskussion för att sedan bilda sig en egen uppfattning med hjälp av respektive programs prövotid. Till sist presenteras förslag på vidare studier inom ämnet. / Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is a term for a remote controlled airbornevehicle. Since UAV is an acronym for the vehicle itself, Unmanned Aircraft Systems(UAS) has therefore replaced UAV, as it is a concept related to the wholesystem, beside the vehicle it also includes landing, ground station andcommunications link. Within land surveying UAS is a relatively new concept asthe technology has its history mainly associated to the military. The purposeof this study is to analyze and evaluate two software and a cloud service for processingand preparation of orthophotos from data collected with a UAS. The questions tobe answered in this thesis are: Can a cloud service replace an advancedcomputer software for generating orthophotos? Can these produce good resultswithout the help of other GIS software? Which software is the easiest tounderstand and to use and what are the main differences. These questions wereanswered by using collected data, and to get the evaluation fair three datasetshave been created. The software being evaluated are Agisoft PhotoScan andPix4UAV desktop/cloud. The data collection was done by a flight with an octokopterover Fågelmyratippen in Dalarna. The results show that the price quicklybecomes high if only Pix4UAV Cloud is used and that generally PhotoScan ischeaper than Pix4UAV Desktop. The quality report that comes with each projectis easy to understand in PhotoScan but more detailed in Pix4UAV Desktop/Cloud. Despitethe use of same data the results vary when processed, for example the groundresolution. Generally PhotoScan is better at showing the work process. Eachcompany’s support is good and they both have tips and tricks at their websites.On the Agisoft webpage there is a manual available for download and they alsohave a YouTube-channel with instruction videos. The conclusion is that thecloud service is not capable of replacing an advance image processing software.Another conclusion is that for the moment another GIS-program should be used toget the best results. We like to point out that we only scratched the surfaceof the software and we recommend that the reader embrace what we write inresults and discussion to then form their own opinion by using the softwareevaluation period. I the last part we present subjects of further study.

Det finns ett fåtal studier som berör objekthöjders betydelse för bildövertäckning vid UAV-fotografering. Därför är det intressant att undersöka hur objekthöjder, bildövertäckningar, och flyghöjder påverkar varandra samt hur de gemensamt påverkar kvaliteten på data. Syfte är att undersöka hur bildövertäckningen, och flyghöjder påverkar kvaliteten på ortofoton och digitala ytmodeller. Samt undersöka hur objekthöjder påverkar bildövertäckningen. Kriteriet för studieområdet var att det skulle finnas ett högt objekt. Studien utfördes därför i Inre hamn i Karlstad som omfattar Löfbergsskrapan på ca 42 m. Studien avser UAVs som begränsas enligt Transportstyrelsens regler (TSFS 2017:110). Målet var att presentera referenstabeller till företag eller privatpersoner som samlar in mätdata med UAV. Data samlades in på flyghöjderna; 120 m och 90 m, med bildövertäckningarna; 60/60 %, 80/80 %, och 90/90 %. Höjddata för Löfbergsskrapan mättes in med Satlab GNSS. Resultatet visade att bildövertäckningen 60/60 % inte var användbart inom ett område med maximal objekthöjd 42 m. Det behövdes ≥80/80 % bildövertäckning för att få en bra markupplösning. I studien undersöktes även hur mycket bildövertäckningen kan förändras när objekt ligger under markytans plan. Resultatet visar att bildövertäckningen ökar när objektet eller ytan avviker tillräckligt mycket ifrån markytans plan och minskar om det går tillräckligt högt ovanför markytan. Slutsatsen föreslår att bildövertäckningen ska vara minst 80/80 % för flyghöjderna 120 m och 90 m. De inställningarna innebär att byggnader på ca 42 m höjd ska representeras med 2-3 cm markupplösning i ortofoton och digitala ytmodeller samt omfatta en resursvänlig metod. Slutsatsen menar att förändringen av bildövertäckningen varierar mellan 10-50 % när markytan ligger ca 42 m lägre än starthöjden för en UAV. / There are a few available studies purely focusing on the object heights significance on image overlap in UAV-photogrammetry. Therefore, it is interesting to examine how object heights, image overlaps, and altitudes affect each other and how they jointly affect data quality. The purpose is to examine how image overlap, and altitude affect the quality of orthophotos and digital elevation models. And also examine how object heights affect image overlap. The study area was selected with the criterion of including a high rise building. Therefore, the study area was Inre hamn in Karlstad City covering Löfbergsskrapan, a 42 m high coffee roasting house. The study refers to UAVs restricted according to rules set by Transportstyrelsen (TSFS 2017:110). The objective was to present useful reference tables for companies and individuals working with UAV-data. Data was collected on the altitudes; 120 m and 90 m with an image overlap of; 60/60 %, 80/80 %, and 90/90 %. Elevation values was collected with Satlab GNSS. Results showed that using an image overlap of 60/60 % for both altitudes was not viable in an area covering an object of 42 m high. The image overlap should be at least ≥80/80 % to cover objects of 42 m high. The objective was also to examine how image overlap differ when an object is below ground level. Results showed that image overlap increases when an object or surface differ 42 m from ground level and decreases if the object is above ground level. The conclusion suggests that in order to include objects of 42 m high in an area the image overlap should be at least 80/80 % for both altitudes (120 m and 90 m). With those settings the ground resolution in orthophotos and digital elevations models should be 2-3 cm. It was also estimated that the image overlap may alter from settings anywhere between 10-50 % when ground level is 42 m below the point of departure of the UAV.

En karta är en färskvara som är i ständigt behov av ajourhållning. Ajourhållning görs normalt med traditionella metoder: fotogrammetriska och/eller geodetiska. Men i och med att utvecklingen går framåt har intresset för en ny metod, UAS (Unmanned Aerial Systems), ökat. UAS är en relativt ny fotogrammetrisk metod där obemannade flygfarkoster används. Detta examensarbete har utvärderat vilken osäkerhet vanligt förekommande detaljer i en karta kan få i framställda "produkter" som genererats med hjälp av UAS-bilder som georefererats med naturliga stödpunkter. Produkterna som framställdes var en digital ytmodell och ett ortofoto och togs fram i datorprogrammet Agisoft Photoscan. Bilderna som bearbetades i denna studie erhölls från Swecos UAS-flygning och var tagna över deponiområdet Fågelmyra i Ornäs, Dalarnas län. I den digitala ytmodellen och i ortofotot mättes detaljer in för att sedan kontrolleras mot kontrollpunkter inmätta med nätverks-RTK (Real-Time Kinematic). Studien visade att detaljer inmätta i den digitala ytmodellen och ortofotot resulterade i en osäkerhet på 0,28 m respektive 0,08 m i plan. Varför osäkerheterna skiljer sig mellan den digitala ytmodellen och ortofotot kan ha att göra med att det är svårt att identifiera objekt i den digitala ytmodellen. Utifrån denna studie kan det konstateras att UAS och georeferering med naturliga stödpunkter lämpar sig för kartering av mindre områden. Dessutom kan det konstateras att UAS är effektiv och relativt enkel teknik. / A map is in constant need of being updated. Map updating is normally performed with traditional methods such as photogrammetric and/or geodetic. But by technical development the interest in new methods has increased, like in UAS (Unmanned Aerial Systems). UAS is a relatively new photogrammetric method using unmanned aerial vehicles (UAV). The purpose of this study is to evaluate what uncertainty common details in a map can get in "products" generated from UAS images georeferenced with natural ground control points. The products that were generated was a digital surface model and an orthophoto and was produced in the software Agisoft Photoscan. The images that were processed in this study were obtained from Sweco’s UAS flight and taken over landfill area Fågelmyra in Ornäs, Dalarna county. In the digital surface model and the orthophoto details were measured and controlled against check points surveyed with Network RTK (Real-Time Kinematic). The study has shown that the surveyed details in the digital surface model and ortohophoto resulted in a planimetric uncertainty of 0.28 m and 0.08 m, respectively. The reason for why the uncertainties for the digital surface model and orthophoto are different may be that it is difficult to identify objects in the digital surface model. Based on this study it can be concluded that UAS and georeferencing with natural ground control points is suitable for mapping of smaller areas. In addition, it can be concluded that UAS is efficient and relatively easy technique.

This diploma thesis deals with the processing and evaluation of the pictures taken by unmanned aerial vehicles - UAV. The introductory part is devoted to the definition, use, applications and types of UAV especially for photogrammetric purposes. Also the software equipment is described, including a description and examples of several types of possible outcomes. Further the measurements, computational works and process of elaboration in used software programs are described. Achieved outcomes of elaboration are also presented. In conclusion, the overall evaluation and assessment of the results of measurement is done of set of points.

The aim of the master's thesis is to describe the map products of the State Administration of Land Surveying and Cadastre and their applicability in planning the Land consolidation. This master's thesis consists of two parts. In literary research are explained basic terms and describe all the map series, administered by the State Administration of Land Surveying and Cadastre. There are described contents and possibilities of using individual maps, including their availability. In practical part of master's thesis are describes the maps used in the Land consolidation from different viewpoints.

Flygfotografering med Unmanned Aircraft System (UAS) är i jämförelse med traditionell fotogrammetri effektivare, billigare och säkrare vilket har medfört att denna teknik föredras av många aktörer. Ett tidskrävande arbete som varit svårt att kringgå är att etablera flygsignaler på marken som används för att georeferera och kontrollera flygbilderna med. Under 2018 presenterade UAS-tillverkaren DJI sin nya quadcopter med integrerad Real-Time Kinematic (RTK)-modul. I samband med detta kan kontinuerliga och noggranna positioner levereras via Nätverks-RTK (NRTK) och behovet av markstödpunkter reduceras. I denna studie undersöktes lägesosäkerheterna i plan för ortofoton som framställdes med hjälp av en DJI Phantom 4 RTK där flygbilderna georefererades med begränsat antal eller utan markstödpunkter. Lägesosäkerheterna beräknades och kontrollerades enligt Handbok i mät- och kartfrågor (HMK) – Ortofoto, vilket är ett stöddokument inom ämnet. Vid framställning av ett ortofoto krävs även en digital terrängmodell (DTM) eller en digital ytmodell (Digital Surface Model, DSM) och kvaliteten av denna har stor inverkan på ortofotots kvalitet. I denna studie kontrollerades och utvärderades därför en del av den DSM som användes vid ortofotoframställning för respektive uppsättning enligt den tekniska specifikationen SIS-TS 21144:2016. Resultatet från studien visar att ett ortofoto går att framställas utan markstödpunkter och samtidigt klara kraven på specificerad lägesosäkerhet enligt HMK-standardnivå 3. Den sammanlagda lägesosäkerheten beräknades till 0,029 m vilket är 5 mm högre i jämförelse med ett ortofoto som baserats på traditionell georefereringsmetod, dvs. med markstödpunkter. Kravet på kvalitet i höjddata uppfylldes också för ortofotoframställning trots att en systematisk effekt i höjd uppkom. Denna effekt påverkade inte ortofotots koordinater i plan då standardosäkerheterna i höjd var låga. Resultatet visade att om två markstödpunkter adderades i vardera änden av området, kunde de systematiska effekterna i höjd minimeras och det var då möjligt att skapa en DSM som uppfyller kraven för detaljprojektering (noggrannhetsklass 1–3) enligt SIS-TS 21144:2016. / Aerial photography with UAS is in comparison with traditional photogrammetry more efficient, cheaper and safer which has led to this technology being preferred by many performers. A time-consuming job that has been difficult to avoid is to establish signals at the ground that are used for georeferencing and evaluate the results. In 2018, the UAS manufacturer DJI presented its new quadcopter with integrated Real-Time Kinematic (RTK) module. This allows continuous and accurate positions delivered via Network RTK (NRTK) and the need of ground control points can be reduced. In this study, investigations of the position uncertainties in orthophotos produced using a DJI Phantom 4 RTK carried out where the aerial images were georeferenced with limited numbers or without ground control points. The position uncertainties were calculated and controlled according to the Swedish HMK – Ortofoto (Orthophoto) which is a document within the subject. When producing an orthophoto, a digital terrain model (DTM) or a digital surface model (DSM) is also required and the quality of this has a great impact on the result. Therefore, a part of the DSM used for orthophoto production for each set was checked and evaluated according to the Swedish technical specification, SIS-TS 21144:2016. The result of the study shows that an orthophoto can be produced without ground control points and at the same time meet the requirements for specified position uncertainty according to HMK standard level 3. The total position uncertainty was calculated to be 0,029 m, which is 5 mm higher compared to the orthophoto based on the traditional georeferencing method, i.e. with ground control points. The requirement for quality in height data was also met for orthophoto production even though a systematic effect in height occurred. This effect did not affect the plane coordinates in the orthophoto because of the low standard uncertainties in height. The result showed that if two ground control points were added at each end of the area, the systematic effects were minimized, and it was possible to produce a DSM that fulfils the requirements for accuracy class 1-3 according to SIS-TS 21144:2016.

The master´s thesis deals with the application of unmanned aerial vehicle (UAV) in photogrammetry and mapping. The first part describes the UAV that was used for imaging, legislative restrictions resulting from its operations, planning and realization of the flight. The second part of this thesis is focused on processing results, especially on evaluation the accuracy of the results gained by UAV with and without a GNSS module. The data are evaluated in the 3rd accuracy rating class (ČSN 01 3410). The theoretical principles are explained as well. The main aim of the thesis is to demonstrate the effective use of the GNSS module Emlid Reach and the unmanned aerial vehicle in geodesy.