Применение беспилотной авиации с целью получения геопространственных данных

Рассмотрены возможности и перспективы применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с целью получения геопространственных данных. Приведены результаты экспериментальной съёмки угольного разреза на базе БПЛА Gatewing X100.

Одним из перспективных способов получения геодезической основы земельно-кадастровых работ в ближайшее время может стать метод дистанционного картографирования с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) [1].

Для проверки возможностей новейшей системы картографирования на базе БПЛА Gatewing X100 в Кузбассе была проведена экспериментальная съемка на угольном разрезе Берёзовский с участием специалистов ЗАО "Стройсервис", разреза Берёзовский и студентов КузГТУ. Технические характеристики системы и схема полёта приведены на рис. 1.

	Вес~ 2,0 кг
	Размах крыльев 100 см
	Рабочие высоты (AGL) 100-750 м
	Крейсерская скорость полета 75 км/ч
	Дальность полёта до 50 км
	Плановая точность (XY план) - 5 cм
	Точность по высоте (Z ) - 10 cм
	Погода - ветер до 50 км/ч, слабый дождь

Рис. 1 – Технические характеристики и схема полёта БПЛА Gatewing X100

Экспериментальные испытания состояли из двух запусков. Первый - для съёмки разреза площадью 1,4 кв.км. Высота полёта 150 м. Продолжительность - 43 мин. Второй полёт - съёмка угольного склада. Продолжительность - 28 мин. Погодные условия - переменная облачность. Gatewing X100 приземлился мягко в точно заданном месте.

По результатам съёмки получены 692 фотографии разреза и 183 фотографии угольного склада разрешением, привязанные с помощью ГНСС, ортофотоплан и 3D модели рельефа (облака точек) снимаемых объектов (рис. 2).

Рис. 2 – 3D модели рельефа: а) разреза "Берёзовский"; б) угольного склада

"Слепые зоны" в 3D моделях отсутствуют. Тёмная поверхность угольного склада не доставила проблем для построения точной модели и подсчёта объёма (рис. 3).

Рис. 3 – 3D модель рельефа с текстурой (слева), горизонтали и градация цветом по высоте (справа)

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы.

Качество геопространственной информации, создаваемой с использованием БПЛА, зависит от соблюдения традиционных требований к съёмочной аппаратуре средствами навигации. Для достижения максимальных результатов необходимо, чтобы снимки одного маршрута имели тройное перекрытие, а снимки соседних маршрутов перекрывались не менее чем на 20%. В случае невыполнения этих условий, с целью исключения фотограмметрических разрывов и обеспечения нужных параметров съёмки, маршрут БПЛА необходимо проектировать с продольным (на 80%) и поперечным (40%) на перекрытием.

Планируемые эффекты от внедрения БПЛА:

• улучшение оперативности, полноты и точности топографо-геодезических данных, геодезической привязки объектов, развитие геодезических сетей;
  
• создание и обновление землеустроительных кадастровых карт и фотодокументов;
  
• создание пространственных моделей местности с изображением на плане коллективного пользования;
  
• формирование баз данных геопространственной информации и обеспечение надёжного хранения;
  
• создание оригиналов изменений электронных карт и копирование цифровой информации;
  
• контроль за состоянием сельскохозяйственных угодий;
  
• контроль за ведением дорожных работ и оценка состояния линий электропередач, теплотрасс, нефте- и газопроводов;
  
• мониторинг и инвентаризация земель.
  

Факторы, сдерживающие развитие рынка:

• отсутствие нормативно-правовой базы, обеспечивающей выполнение топографо-геодезических работ для интеграции БПЛА в единое воздушное пространство;
  
• остаются не урегулированными вопросы сертификации, регистрации, технических требований и условий эксплуатации оборудования;
  
• не организована подготовка специалистов по управлению БПЛА при производстве аэрофотосъёмки в картографических целях.
  

Решение этих мероприятий позволит расширить диапазон применения БПЛА и эффективность их использования для получения актуальных геопространственных данных.

Библиографический список

1. Сечин, А. Ю. Беспилотный летательный аппарат: применение в целях аэрофотосъёмки для картографирования (часть 2) / А. Ю. Сечин, М. А. Дракин, А. С. Киселёва. - Москва: "Ракурс", 2011. - 98 с.
   

1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
   
2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
   
3. Комплексное использование природных ресурсов
   
4. Современные вопросы геологии
   
5. Физика горных пород
   
6. Новые технологии в природопользовании
   
7. Применение современных информационных технологий
   
8. Экономические аспекты недвижимости
   
9. Мониторинг использования объектов недвижимости