В статье проводится анализ наблюдения аэрофотосъемки, а также определение ее современной роли в обеспечении задач мониторинга земель. Особое внимание уделяется созданию топографической карты города Кунаева с использованием методов аэрофотосъемки.
Ключевые слова : аэрофотосъемки, цифровые технологии, ортофотопланы, беспилотные воздушные суда, БВС.
The article analyzes the observation of aerial photography, as well as determining its modern role in providing land monitoring tasks. Particular attention is paid to the creation of a topographic map of the city of Kunaev using aerial photography methods.
Keywords: aerial photography, digital technology, orthophotos, unmanned aircraft, BVS.
Введение
На сегодняшний день, при наблюдении за деформациями земной поверхности все чаще используют метод аэрофотосъемки. Аэрофотосъемка — классический способ дистанционного зондирования Земли с использованием цифровых технологий. Современные аэрофотосъемочные системы позволяют получать аэрофотоснимки любого пространственного разрешения, на основе которых создаются геопространственные продукты: цифровые модели местности; цифровые модели рельефа; цифровые карты и планы; цифровые ортофотопланы; пространственные модели местности и объектов.
Основным преимуществом цифровых аэроснимков является их охватываемая величина пространства и мгновенность, что играет немаловажную роль, при наблюдении земной поверхности труднодоступных территорий горнопромышленных предприятий. Такие снимки дают общее изображение всех элементов земной поверхности, это в свою очередь, позволяет видеть их структуру и связи. Также, одним из основных достоинств аэрофотосъемки является повторность съемок, что позволяет прослеживать за динамикой изменения состояния объектов.
Основное содержание работы. Наряду с традиционными методами аэрофотосъемки все более востребованной становится съемка с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Особенно этот процесс проявился в последние годы — на фоне экспоненциального роста популярности сверхлегких БПЛА самолетного (общепринятое название этих БПЛА за рубежом — дроны) и вертолетного типов [1, 2].
Беспилотники в наше время развиваются с удивительной скоростью, практически во всех сферах деятельности целесообразно применять беспилотные летательные аппараты.
Метод дистанционного картографирования при помощи БПЛА становится все более перспективным способом получения геодезической основы в градостроительных и кадастровых работах, в первую очередь для создания цифровых актуальных карт крупных масштабов.
Для целей землеустройства, кадастра и градостроительства в наше время чаще всего используются данные космической съемки. Но у космической съемки основной минус — это недостаточная точность координат снимков. Погрешность может составлять от одного до десяти метров, что не позволяет выполнять ряд задач, требующих более высокую точность. Также влияют климатические, сезонные и другие факторы на информационное восприятие, дешифровку объектов местности [3, 4].
Рис. 1. Съемка с помощью БВС
В градостроительных целях аэросъёмка необходима в первую очередь для создания объемных моделей целых городов, ведь сейчас очень многие градостроительные планы являются устаревшими и с каждым годом теряют актуальность. Безусловно, проводятся различные съемки, для создания карт и планов, но в основном, эти планы создаются для небольших территорий при планировании строительства и часто происходит ситуация, когда запланированные объекты, такие как ЛЭП, подземные коммуникации смещаются в силу различных факторов и ошибок, но на градостроительные планы эти изменения не вносятся.
В последние годы в связи с технологическим прогрессом для производства сьёмок используют фотограмметрические методы с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), главным преимуществом которых является возможность выполнения оперативного контроля работы горного предприятия, определения объёмов складов и отвалов посредством получения трёхмерной цифровой модели.
Для регулярной съёмки участков местности площадью до 10 км 2 или при периодическом мониторинге ведения открытых горных работ, эффективным методом является аэрофотосъёмка с использованием легких БПЛА, массой менее 10 кг. В отличие от пилотируемой авиации, аппаратам данного класса не требуется специального аэродрома. Достаточным условием для взлета и посадки является открытая площадка размером 50м х 70м. Технические возможности современных БПЛА-комплексов (фотоаппаратура, системы навигации, управления и связи) обеспечивают бόльшую оперативность получения результата в сравнении со спутниковой съёмкой, более высокую разрешающую способность (3 см на точку), а также минимальную зависимость от погодных условий (рис. 2).
Рис. 2. Работа беспилотными летательными аппаратами
Очевидное преимущество использования данного вида съемки — это создание и обновление цифровых карт и планов тех территорий, для которых отсутствует практическая возможность или экономическая целесообразность детального изучения местности и определения числовых характеристик по космическим снимкам или материалам традиционной аэрофотосъемки, а фотореалистичный и высокоточный 3D вид обработанных данных еще более расширяет области использования.
Цифровые трехмерные прототипы промышленных объектов позволяют отслеживать их жизненный цикл на всех стадиях, оптимизировать производственные процессы и планировать экономику предприятия. Трехмерные модели городских территорий (рисунок 3) используются в рамках развития концепции «умных» городов и предназначены для совершенствования системы городского управления и развития городских территорий.
Рис. 3. Трехмерная модель городской территории
Области применения беспилотных летательных аппаратов поистине безгранична. В настоящее время особенно актуально будет использования БПЛА в отношении земель сельскохозяйственного назначения, труднодоступных земель, земель лесного и водного фонда.
Для фотограмметрической обработки результатов аэрофотосъемки с БПЛА применяется программное обеспечение (ПО), разработанное как отечественными, так и зарубежными компаниями. Современное ПО позволяет выполнять полный цикл обработки снимков с высокой степенью автоматизации процессов, однако не во всех программах реализована компенсация искажений, вызванных влиянием шторно-щелевых затворов, что требует разработки усовершенствованной методики фотограмметрической обработки снимков, позволяющей устранять такие искажения [5].
Выводы
Материалы аэрофотосъемки являются одним из основных источников информации о местности при решении задач создания и обновления топографических карт и планов, получения других пространственных данных. Характеристики и качество материалов аэрофотосъемки определяют качество конечной продукции в виде цифровых топографических карт и планов, ортофотопланов, единой электронной картографической основы, цифровых моделей рельефа и местности, ориентированных аэроснимков.
Литература:
- Сечин, А. Ю. Беспилотный летательный аппарат: применение в целях аэрофотосъёмки для картографирования (часть 2) — Москва: «Ракурс», 2011. — 98 с.
- Галкин, М. П. Использование ГИС технологий при построении цифровой модели рельефа [Текст] / Галкин М. П., Долгирев А. В., Тарбаев В. А.// Сборник научных трудов конференции «Вавиловские чтения — 2013», Саратов: Ульяновский государственный педагогический университет им. И. Н. Ульянова, 2013. — С. 289–292
- 3 Комиссаров, А. В. Анализ методик создания макетных снимков для проверки точности фотограмметрических построений / А. В. Комиссаров, В. В. Дедкова. // Вестник СГУГиТ. — 2021. — Т. 26, № 2. –С. 47–56. — DOI 10.33764/2411–1759–2021–26–2–47–56.
- Тарбаев В. А. Использование беспилотных систем для уточнения площади полей землепользователей [Текст] / Тарбаев В. А., Долгирев А. В., Минаева К. Д. / Сборник научных трудов конференции «Вавиловские чтения — 2015», Саратова: ООО «Амирит», 2015.-С.261–263.
- Przemysław Leń, Monika Mika, Jaroslaw Janus, Jarosław Taszakowski. The use of cadastral databases in planning of land consolidation works — Geographic Information Systems Conference and Exhibition “GIS ODYSSEY 2016”At: Perugia, Italy, 2016.
