Картографирование с использованием БПЛА

Фотограмметрия — это наука, занимающаяся получением физической информации с двухмерных цифровых фотографий. Фотограмметрия служит, как правило, для получения карт местности или трёхмерного изображения объектов. Объединяя перекрывающиеся изображения одних и тех же объектов под разными углами, программное обеспечение для фотограмметрии реализует реалистичные 3D-модели топографических поверхностей. Аэрофотограмметрия включает в себя использование управляемой авиации или беспилотных воздушных систем, обозначается этот как процесс, как получение данных с местности для создания 3D-карт с GPS-координатами и точными измерениями. Примечательно, что создать точные снимки поверхности или объекта с перекрытием до 80-90% при пилотируемом полёте практически невозможно, в то время как БПЛА позволяет облетать объект по заданным точкам маршрута со всех сторон.

Как работает картографирование с помощью дронов?

Картография с использованием БПЛА означает создание своего рода цифрового двойника (компьютерная геометрия), позволяя специалистам сравнивать данные с базовыми и отслеживать прогресс. Получаемые данные с воздуха преобразуются в интерактивную карту или модель объекта. И если традиционные методы подразумевают создание плоских двухмерных изображений, то беспилотная авиация позволяет фиксировать высоту, глубину и контуры ландшафта или изучаемого объекта, в том числе в труднодоступных местах. Для более точного выполнения картографических работ современные модели беспилотных устройств оснащают высокоточными датчиками съёмки, модулями и пространственными сканерами. Аппаратное и программное обеспечение позволяет максимально эффективно проводить геодезические изыскания и аэросъёмку местности. Где применимы дроны в области картографии?

• Измерение объемов запасов: Для специалистов по добыче полезных ископаемых управление запасами является одним из ведущих для точного определения остатков и расчётов дальнейших работ. Используя беспилотники, геодезисты могут своевременно оценивать объёмы материала и распределять остатки по заявленным критериям;
• Этапы проектирования: Трёхмерная модель территории, созданная с помощью БПЛА, является необходимым инструментом в руках проектировщиков. Охват всей территории земляных работ позволяет оценивать площадь застройки, остатки материала, организовывать логистику на площадке и рассчитывать инженерные коммуникации;
• Контроль за фуражом: В сельском хозяйстве картографирование необходимо не только для измерения и мониторинга угодий, но и для своевременного определения заготовок зерна, комбикорма и сена.
• Отслеживание прогресса: Картографирование с помощью дронов позволяет визуализировать проект на каждом этапе, начиная с запуска проекта и до полного завершения работ. Иными словами, аэромониторинг, — это технология, уже широко применяемая в строительных работах по всему миру.

Как происходит съемка?

Прежде чем приступить к аэросъёмке, необходимо определиться с выбором техники, или какой тип дрона вам подойдёт под определённые задачи. Это могут быть СВВП (самолёты вертикального взлёта и посадки), которые отличаются длительным временем полёта и высокой скоростью. Или беспилотники роторного типа. На сегодняшний день таковыми лидерами являются DJI. Играет роль портативность устройств, интуитивная простота использования и доступность. Дроны, такие как DJI Phantom 4 RTK и Mavic 3 Enterprise, оснащены высококачественным подвесным оборудованием, подходящим для картографирования рабочих пространств.

В процессе съёмки оператор задаёт ключевые параметры: площадь исследуемой местности или объекта, формат съёмки, точки облёта, высоту. Например, указанные выше модели оснащены возможностью выстраивать путевые точки маршрута для автономного мониторинга местности и сбора данных. Процессом съёмки управляет бортовая электроника на основании показателей GPS. Сперва беспилотник пролетает над местом проведения работ и делает перекрывающие фотографии местности. Комбинируя достаточное количество изображений, происходит предварительная обработка данных штатным программным обеспечением. Данные во время аэросъёмки можно получать как в режиме реального времени, так и после выполнения миссии. Сам маршрут можно корректировать и задавать новые параметры облёта территории.

После посадки оператор может проанализировать полученные данные, имея такие параметры, как площадь, объём, наклоны и другие измерения. Данные, получаемые с устройств DJI, точны до 1 сантиметра. Это в свою очередь обеспечивает система-модуль RTK, встроенный в промышленные устройства, для позиционирования в пространстве.

Беспилотный летательный аппарат DJI Phantom 4 RTK SDK разработан специально для работ в области геодезии и картографии. Устройство оснащено всенаправленными датчиками обнаружения и обхода препятствий, имеет двойную навигационную систему и комплекс программного обеспечения SDK. За получение качественных изображений отвечает цифровой сенсор 20 Мп, а также камера с разрешением 4К. К слову, именно эта модель используется для картографирования высокогорных территорий в Китае.

При сканировании пространств и картографировании часто применима технология LiDAR. Таковой обладает дрон с тепловизионным датчиком DJI Matrice 30T. Лазерный дальномер обеспечивает определение точного расстояния (расстояния и высоты над уровнем моря) и координат объектов на местности до 1200 метров. M30T оснащён тепловизионным радиометрическим модулем 640×512 пикселей для выполнения миссий в условиях плохой видимости и ночью. Другие параметры, которые включает в себя беспилотник, включают в себя: