1.3 Практический опыт использования беспилотных летательных аппаратов для проведения аэрофотосъемки
В настоящее время БПЛА применяются в геодезических изысканиях при строительстве, для составления кадастровых планов промышленных объектов, транспортной инфраструктуры, поселков, дачных массивов, в маркшейдерском деле для определения объемов горных выработок и отвалов, при учете движения сыпучих грузов в карьерах, портах, горно-обогатительных комбинатах, для создания карт, планов и3D-моделей городов и предприятий.
1.3.1. Аэрофотосъемка города Томск
Аэрофотосъемка населенных пунктов для последующего создания топопланов, 3D моделей и других документов сегодня является обязательным элементом создания планов Территориального развития населенных пунктов.
В мае 2014г. компания "ПЛАЗ"(г. Санкт-Петербург), по заказу администрации г. Томска, выполнила аэрофотосъемку территории города. Съемка производилась с БПЛА "Геоскан 101", "Геоскан 401". Всего сделано около 190000 снимков с разрешением 3 – 5 см на местности. Поперечное и продольное перекрытия снимков – 70% и более. Для высокоточного уравнивания было подготовлено на местности около 1400 опознаков [13].
Размер объекта: 320 кв. км.
Задачи исследования: дистанционное зондирование территории муниципального образования «Город Томск», обработка данных дистанционного зондирования (производство аэрофотосъемки, отограмметрической обработки снимков с созданием цифровых ортофотопланов, цифровой матрицы высот (DEM), цифровых трехмерных измеряемых фотореалистичных моделей, сферических аэропанорам).
Авиация: АФК на базе БПЛА Геоскан101,Геоскан401.
Количество полетов: 178 полетов Геоскан101, 4 полета Геосан401 для детальной аэрофотосъемки отдельных зданий, 10 полетов Геоскан401 для создания сферических аэропанорам города.
Результат работы:
1) точная 3D модель города (рис. 1.10);
Рис. 1.10 – Фрагмент 3D карты г. Томск
2) ортофотопокрытие с разрешением 5 см на местности и точностью в плане 15см СКО (рис 1.11);
Рисунок 1.11 – Фрагмент ортофотоплана с разрешением 5 см
3) высокоточное моделирование при помощи воздушной фотосъемки с мультикоптера (пилотный проект) отдельных объектов, с целью изучения применимости технологии для создания архитектурных, археологических и других чертежей объектов, представляющих архитектурную ценность (рис.1.12).
Рисунок 1.12 – 3D модель памятника архитектуры
Сравнить фрагмент космосъемки и фрагмент ортофотоплана, построенного по материалам аэрофотосъемки с БПЛА г. Томск, можно на рисунке 1.13.
Рисунок 1.13 – Фрагменты космосъемки и ортофотоплана, построенного с помощью БПЛА
1.3.2 Опыт применения технологии аэрофотосъёмочных работ с беспилотных летательных аппаратов в горном деле
В летний период 2012 г. компанией ООО НПП «АВАКС–ГеоСервис» были выполнены работы по картированию карьеров и отвальных комплексов на нескольких предприятиях региона с помощью БПЛА «Дельта», также проведены исследования по возможности использования данной технологии для мониторинга хвостохранилищ, участков кучного выщелачивания и комплексирования данных высокоточной магнитометрической съёмки с материалами аэрофотосъёмки (АФС) высокого разрешения на месторождении золотоносной коры выветривания, испытавшем неоднократное техногенное воздействие.
Для обработки первичных данных АФС использованы программные продукты (PHOTOMOD ЗАО «Фирма Ракурс», Agisoft PhotoScan). Одной из задач работ являлось изучение возможности и оценка точности построения крупномасштабной цифровой объёмной модели поверхности карьера и отвального комплекса опытного участка, с целью дальнейшего их экспорта в горно-геологические системы. Исследования включали проведение полевой АФС, построение ортофотоплана, разработку цифровой объёмной модели. На построение трехмерной модели данного участка (рис.1.14) потребовался 1 вылет БПЛА «Дельта» (40 минут) и 6 часов последующей компьютерной обработки в автоматическом режиме.
Рисунок 1.14 – Текстурированная ЦМР карьера и отвального комплекса
В процессе проведения работ по построению ортофотоплана (рис.1.15) в масштабе 1:1500 были использованы наземные маркеры, координаты центров которых определялись инструментально перед проведением АФС работ. Была достигнута погрешность привязки ортофотоплана величиной 40 см. Для площади 6 км2 использовалось 12 равномерно распределённых маркеров.
Рисунок 1.15 – Ортофотоплан карьера и отвального комплекса опытного участка открытых горных работ
Возможности дистанционного мониторинга объектов кучного выщелачивания и состояния действующих хвостохранилищ показаны на рисунках 1.16, 1.17. При проведении мониторинга карьера построен детальный ортофотоплан участка кучного выщелачивания с разрешением 6 см на точку [14].
Рисунок 1.16 – Участок кучного выщелачивания
Рисунок 1.17 – Ортофотоплан хвостохранилища