Насколько велика такая карта для дронов? Одна команда осуществила съемку 260 квадратных километров и создала карту из более чем 140 000 изображений.
Энергетическая компания рассматривала проект, согласно которому на площади 260 квадратных километров в гористой западной части Соединенных Штатов выбрано идеальное место для новой геотермальной электростанции.
Район хорошо известен своими термальными гейзерами — местные жители даже гидромассажную ванну на берегу реки, вытекающей из термального источника и впадающей в озеро.
Но пока в планах была лишь разведка подходящего места для геотермальной станции, компании было необходимо доказать наличие источников до начала работ.
Вот где нашлось применение MWH Geo-Surveys. Благодаря летательным аппаратам вертикального взлета и посадки и беспилотным летательным аппаратам с неподвижным крылом команда совершила более 300 полетов с целью картографирования 262 квадратных километров тепловизионными и RGB-камерами.
Расширяя границы: картографирование больших территорий с помощью дронов
MWH Geo-Surveys нанесли на карту более 260 квадратных километров гористой западной части Соединенных Штатов. Это одна из крупнейших исследовательских работ, которые мы видели, но, скорее всего, могут быть и крупнее. Насколько велика такая карта для дронов?
Как обсуждалось на вебинаре, существует множество различных сфер применения и отраслей, где крупномасштабное картографирование имеет большое значение. К ним относятся:
- Нефтегазовая сфера: например, поддержка сейсмического картирования и планирование инфраструктуры.
- Добыча полезных ископаемых: включая крупномасштабное отслеживание запасов и их оперативную оценку.
- Окружающая среда: отслеживание состояния водно-болотных угодий и охрана дикой природы, что требует картирования больших площадей.
Но что означает «большой проект?» 48 % участников нашего вебинара считают, что большой проект тот, который содержит более 10 000 изображений.
Насколько велик «большой» проект?
Большинство людей считают, что большой проект тот, который содержит более 10 000 изображений
МакНабб считает «большим» проект, который не может обрабатываться в одном проекте Pix4Dmapper, но требует слияния в «мегапроект». В этом блоге будет обсуждаться один из таких мегапроектов
Информация о проекте
| Компания | MWH Geo-Surveys |
| Местоположение | Западная часть Соединенных Штатов |
| Дроны | Wingtra One (Sony RX1R II), senseFly eBee (S. O. D. A и thermoMAP) |
| Программное обеспечение | Инструмент управления фотографиями Pix4Dmapper |
| Оборудование для обработки | Специализированные настольные компьютеры |
| Обследованная территория | 262 квадратных километров (101 кв. миль) |
| Всего изображений | 141 544 изображений с геометкой |
| Облачные платформы GCP | 328 |
| Размер (объем) проекта | 1,74 ТБ |
| Разрешение снимка | 5 см |
Аэрофотосъемка большой территории с помощью дронов
Картографирование более 260 квадратных километров заняло у команды георазведки MWH около 6 недель.
Ту же самую территорию можно было бы быстрее облететь на легкомоторном самолете, но такая деятельность попадает под запрет на полеты над такими областями.
Для того, чтобы летать весь день, экипаж оснастил беспилотник генератором и солнечными батареями для подзарядки дронов. Также было взято множество SD-карт: теперь есть возможность поменять карту и перезапустить дрон без паузы и перезагрузки данных. К концу дня все данные будут загружены и распределены.
3D-модель дает представление о масштабе проекта
Большие данные, большие проблемы
«Обычно вы просто импортируете прямо в Pix4Dmapper», — говорит МакНабб. «Но здесь наш рабочий процесс идет немного по-другому, поскольку я самостоятельно создал программу специально для управления фотографиями, просмотра выполненных и предстоящих работ».
К завершению проекта МакНабб снял свыше 141 000 фотографий. Любой набор данных такого размера требовал специальной обработки, иначе можно было потерять необходимую информацию в потоке данных — или необходимо было дублировать данные, дополнительно нагружая серверы.
«Одна из проблем, которую было трудно решить, — это управление данными. В наличии много фотографий на терабайты данных, поэтому при таких объемах необработанного и обработанного материала, потребуется еще много терабайт».
Программа МакНабба сгруппировала данные из нескольких полетов в «зоны», файлы внутри строго соответствовали соглашению о точном именовании, название файла включало дату, временя и местность. Каждая «зона» содержала приблизительно 8000 фотографий и обрабатывалась отдельно для последующего объединения.
Он поясняет: «Если вы ведете проект Pix4D и качественно сопоставляете его с работами на земле, а еще это делается в соответствии со строгими стандартами качества — вполне можно полагаться на файл DSM во избежание ошибок, то есть, не существует никаких ограничений в объединении двух проектов Pix4D, нет четкой границы между ними... Можно и в дальнейшем объединять эти снимки, создавая все большие области».
Правильный инструмент для работы
Если бы мы работали на местном уровне, мы бы рассмотрели Pix4Dengine», — делится МакНабб. «Это позволит сразу же загрузить данные в AWS и выполнить нужную обработку. Вместо этого мы попали в несколько замысловатую ситуацию: данные собираются в отдаленных районах мира, где нет широкого доступа в интернет — в некоторых таких проектах мы рассылали жесткие диски по всему миру, потому что даже так быстрее, чем пытаться переслать данные с Полярного круга! В этом гораздо больше смысла — проводить всю обработку данных в офисе, без проблем подключив жесткий диск с месячным объемом данных, собранных вместе и переданных на наш компьютер».
В то время как некоторые файлы могут обрабатываться в полевых условиях, большинство из них было обработано в офисе на двух компьютерах, сделанных по нашему заказу.
«Компьютеры можно назвать игровыми, но это не совсем так. В основном, в компьютерах используются только первоклассные составляющие, которые вообще есть на рынке». Компьютеры с водяным охлаждением поддерживают максимальным объем оперативной памяти от 64 до 128 ГБ. Для запуска операционной системы и работы программ применяется твердотельный накопитель M.2.
Сведения о специально изготовленном компьютере
«Память — это ключевой компонент, — считает Макнабб, — при запуске таких больших проектов придется использовать до 80% из 128 гигабайт, и если вы пытаетесь обработать такие большие блоки, но мало оперативной памяти, вам ее просто не хватит, а это становится главным ограничивающим фактором». МакНабб добавляет: «С тех пор как я поставил эти компьютеры, не было ни дня простоя. Они непрерывно обрабатывали данные в Pix4Dmapper в течение восьми и двенадцати месяцев подряд, соответственно».
Хотя сбор и управление изображениями заняли некоторое время, их обработка была относительно простой. МакНабб и его команда обнаружили, что возможно получать качественный результат при стандартных настройках.
«Если вы увеличите изображение, то увидите отдельные кустики полыни», — улыбается МакНабб, — «мы можем отправить набор данных эксперту, которому не надо подниматься в горы, чтобы найти разлом, или снимать вид с высоты птичьего полета, но который может добраться до нюансов».
Следующие шаги
Изоляция, позволяющая сохранить красоту гор и пустынь западной части Соединенных Штатов, также весьма усложняет работу.
«Выполнить геоисследование с компьютера, находясь за сотни миль — реальное преимущество применения дронов и Pix4Dmapper», — сообщает МакНабб, — вместо того, чтобы посылать эксперта на мороз искать линии разлома, мы можем не только увидеть местность с высоты птичьего полета, но и мельчайшие подробности, не вставая из-за компьютера».
Следующие шаги для МакНабба и команды - построение общей картинки из RGB-изображений и термический анализ области. Тепловая карта, составленная с помощью близкого облета, помогает находить горячие источники вблизи поверхности.
Помимо RGB-изображений команда сделала тепловизионные снимки. Отчетливо видно выход горячего источника на поверхность
Замечательные результаты при стандартных настройках
В среднем проекты картирования дронов используют менее тысячи фотографий. В данном проекте использовалось в сто раз больше.
Однако МакНабб отмечает, что данные собирались с помощью серийных дронов и обрабатывались в Pix4Dmapper «без особых изменений стандартных настроек».
Поскольку опыт MWH Geo-Surveys в ГИС составляет 35 лет, логично, что команда накопила множество полезных знаний. МакНабб не видит необходимости в специально созданной программе управления данными.
«Думаю, что нет значимых причин, по которым невозможно провести работу, используя стандартное программное обеспечение Pix4Dmapper и стандартный дрон».
