В городе Новой Зеландии произошло землетрясение. Знаменитый кафедральный собой Крайстчерча был разрушен.
Прежде чем собор будет восстановлен, а окружающая его «красная зона» реконструирована, необходимо провести полный осмотр местности. Геодезист и лицензированный кадастровый оценщик Крайстчерчского городского совета Джед Клемент приступил к выполнению этой задачи с помощью беспилотников и программного обеспечения Pix4Dmapper.
| Местоположение | Крайстчерч, Новая Зеландия |
| Бригада | Jed Clement |
| Оборудование | DJI P4 Pro v2 |
| Программное обеспечение | ПО Pix4Dmapper для фотограмметрии |
| Площадь | 0,062 км2 |
| Количество фотографий | 584 |
| Время обработки | 2 часа |
| GSD | 1,38 см |
| Результаты | 3D модель, ортофотомозаика на основе данных беспилотника |
| Время доставки | 2 дня |
Новая Зеландия
Местные жители называют Соборную площадь «сердцем города» и «ключом к Крайстчерчу». Она расположена в центре Крайстчерча (Новая Зеландия) и метафорически, и буквально. Город-сад с большими городскими парками, разделёнными сонной рекой Эйвон, известен своим сельским хозяйством; он является хранителем врат, ведущих в Антарктиду, а в последнее время прославился своими землетрясениями.
На фотографиях, сделанных с помощью GeoNet, изображены места основного и последующих толчков магнитудой 3 балла и разрывы разлома в Кентербери (слева), а также линия разлома в Элпайне (справа: авторское фото Майкнортона (Майка Нортона?), CC BY-SA 3.0).
Новая Зеландия расположена вдоль линии тектонического разлома, поэтому землетрясения здесь стали обычным явлением.
Очевидно, что жёсткие строительные стандарты спасли много жизней. Учёные считают, что толчок, который разрушил собор, «мог бы сравнять с землёй» большинство городов мира. Дома с деревянным каркасом, которые предпочитают в Новой Зеландии, относительно устойчивы к землетрясениям, и большая часть ущерба была получена из-за плохо спроектированных зданий или каменных сооружений, включая собор Крайстчерч.
Три вида на Крайстчерчский собор (по часовой стрелке сверху слева) 1888, 1901 и 2012 гг. (фото Джона Кирка-Андерсона / Фэрфакс, Новая Зеландия).
Первый толчок разрушил шпиль и часть башни, а остальная часть здания была серьёзно повреждена. Подземные толчки разрушили западную стену собора.
Реконструкция после землетрясения
Поскольку город и весь народ долго спорили о том, следует ли вообще восстанавливать этот собор, прихожане собирались во временном «картонном соборе», сооружённом из сейсмостойких материалов, включая картон.
Но сейчас собор находится в стадии реконструкции, поэтому коммерческая застройка на Соборной площади и в её окрестностях всячески поощряется. Доступ в этот район был ограничен в связи с разрушениями, возникшими из-за землетрясения, но есть надежда на то, что текущее строительство снова оживит этот район.
Чтобы облегчить процесс реконструкции, члены городского совета Крайстчерча запустили беспилотник, который должен был сфотографировать уровни поверхности земли и составить актуальную ортомозаику Кафедральной площади для максимальной точности при ландшафтном планировании.
2D ортомозаика собора Крайстчерч в Pix4Dmapper
Преимущества использования дронов в опасных условиях
Большая часть Соборной площади открыта, однако некоторые участки были недоступны из-за рисков, связанных с проведением реконструкции, а также разрушенных зданий, в том числе Собора. В отношении этих участков аэрофотограмметрия стала оптимальной стратегией сбора данных.
Дрон может летать внутри ограждённого периметра без риска для оператора. Не менее важно то, что алгоритмы Pix4D позволяют выбрать оптимальный ракурс, обеспечивая воспроизведение высококачественной 3D модели, которую геодезисты могут использовать для выполнения точных замеров, и всё это без необходимости посещения самого объекта.
Картографирование в труднодоступных зонах с помощью дронов
Команда пилотов встретилась на Соборной площади в 8 часов утра в воскресенье. Начало работ в такой ранний час объяснялось отсутствием большого количества людей и транспортных средств на площади и прилегающей к ней территории. Выбор времени был немаловажен и для команды геодезистов. Движущиеся объекты (например, автомобили и люди) могут отображаться на ортомозаике в виде прозрачных объектов. Разумеется, можно удалить этих «призраков», чтобы улучшить внешний вид ортомозаики, однако раннее начало работ позволило бригаде обойтись без этих помех.
Лицензия членов команды геодезистов, которые умеют управлять беспилотными летательными аппаратами, находилась на рассмотрении городского совета Крайстчерча, поэтому они действовали в соответствии с частью 101 правил Службы гражданской авиации Новой Зеландии, которая также регулирует управление воздушными шарами и воздушными змеями. Запуск беспилотника для проведения картографических работ был одобрен дорожной администрацией города и попечителями Собора.
Фото разрушенного собора, сделанное с помощью беспилотника
Команда надеялась на пасмурную погоду, и её ожидания оправдались. «Мы беспокоились, что поверхность будет сильно отражать свет. В этом случае на итоговых снимках могли бы «потеряться» многие детали», - говорит Клемент. «Но в то утро погода была идеальная: облачная и безветреная».
Всего было выполнено четыре полёта: два для получения наклонных снимков и два для получения снимков надира, чтобы собрать как можно больше информации.
«К сожалению, у нас возникла проблема с подключением к дрону во время одного из полётов», - говорит Клемент. «Из-за этого мы потеряли один комплект наклонных снимков большей части площади, а это означало потерю множества деталей собора и окружающих зданий».
Несмотря на эту проблему, команда смогла реконструировать 3D модель здания менее чем за 23 часа с помощью программного обеспечения для аэрофотограмметрии Pix4Dmapper.
Выдержка из отчёта о качестве проекта
До начала полёта были выбраны 8 опорных контрольных точек (GCP), отмеченных с точностью до 5 мм. Ещё 12 контрольных точек были добавлены во время картографирования, поэтому в результате среднее пространственное разрешение (GSD) составило 1,38 см.
«Качественное изображение поверхности земли и подробные отчёты, плюс простота использования — вот почему мы выбрали Pix4D», - добавил Клемент.
3D модель Соборной площади и Крайстчерчского собора в Pix4Dmapper | Изучите эту модель в Pix4D Cloud
Моделирование отдельной ситуации
Созданная модель снабдила команду информацией, в которой она нуждалась, чтобы приступить к проектированию южной части Соборной площади.
План реконструкции Соборной площади, разработанный городским советом Крайстчерч
Эта часть территории, подлежащая реконструкции, должна учитывать интересы коммерческой застройки, которая ведётся по южному периметру площади.
«План реконструкции учитывает прошлое и события, которые повлияли на город, но при этом сочетает в себе лучшее из того, что может предложить настоящее… Это возможность снова вдохнуть жизнь в Соборную площадь и восстановить её как сердце города».
Модель площади и разрушенного собора - не только полезный инструмент; аэрофотосъёмка – это история города, запечатлённая в текущем моменте.
