Геодезия

Безпилотни летателни апарати и възможностите им за тематично картографиране


инж. ЯНА АНГЕЛОВА, ГЕОДЕТЕКТ ЕООД

Безпилотен летателен апарат (БЛА) известен още като безпилотен самолет или дрон е въздухоплавателно средство без пилот на борда. Неговият полет се контролира или автономно от бордови компютър или чрез дистанционно управление от оператор. Възможностите на тези технологии са свързани с въздушно видео заснемане, видео наблюдение, картографиране, анализ и др.

БЛА притежават голяма гъвкавост. Те са с ниска цена и лесна експлоатация. Приложими са за малки територии и редица задачи.

Чрез БЛА могат да се наблюдават язовири, пристанища, сгради, горски масиви, селскостопански посеви, строителство на пътища и ж.п. линии, да се заснемат открити рудници и изкопни обекти, да се извършват геодезически измервания, бързо се обновява топографска информация и т.н.

Използването на БЛА за фотограметрични нужди предлага едно сравнително евтино и професионално решение. Възможно е получаването на единични въздушни снимки, стереодвойки снимки, ортофотопланове, цифрови модели на релефа (ЦМР) и цифрови модели на местността.

Основните предимства при използването на БЛА за фотограметрични цели са:

–      рентабилност;

–      оперативност при получаването на снимките;

–      възможност за бързо реагиране при необходимост от повторно заснемане;

–      възможност за заснимане от малки височини и в близост до обектите;

–      получаване на снимки с висока разрешаваща способност;

–      възможност за използване в зони на извънредни ситуации без риск за живота и здравето на операторите.

Фирма „Геодетект“ ЕООД разполага с технология за картографиране и в частност тематично картографиране. Използва се безпилотен летателен апарат – Swinglet CAM производство на швейцарската фирма „SenseFly“. Изцяло окомплектован Swinglet CAM тежи 0,5 кг. Работи с презареждаеми литиево-йонни батерии. Продължителността на полета с една батерия е 30 минути.

В рамките на един полет може да се заснеме различна по площ територия, в зависимост от височината на летене. При размер на пиксела 5 см. (височина на летене 140 м.) за един полет се покрива територия около 1,5 кв. км. При размер на пиксела 30 см. (височина на полета 840 м.) се покрива територия от около 10 кв. км.

За получаване на необходимата точност за картографиране е препоръчително да се извърши строга фотограметрична обработка. За тази цел се използва специализиран фотограметричен софтуер за цифрова фотограметрия PHOTOMOD на фирма „Ракурс (Русия). Програмното осигуряване позволява обработката на данни от БЛА и получаване на изходни продукти с картографско качество. В програмата са предвидени и отчетени проблемите, възникващи при аерозаснемането: ниско качество на изображенията, ниска точност на бордовите данни GPS/IMU, отсъствие на наземни опорни точки, използване на битови некалибрирани фотокамери и грешки, свързани с нестабилността на полета.

В системата PHOTOMOD са въведени специални функции не само за обработка на такива данни, но и съществено опростяващи и автоматизиращи получаването на крайната продукция. Фограметричният софтуер разполага с две технологии за обработка на данните от БЛА. Първата предполага строга фотограметрична обработка на изображенията с точности 1-2 GSD в планово положение и 2-4 GSD по височина. Технологията е предназначена за картографиране на местността. Втората технология представлява опростена обработка с абсолютни точности в десетки метри. Предназначена е за извършване на мониторинг на местността. Чрез технологията за разпределена обработка, максимално използваща наличните изчислителни мощности, се постига висока производителност. Голяма част от фотограметричните процеси са автоматизирани: монтаж, търсене на свързващи точки, построяване и филтриране на ЦМР. Крайният резултат е получаване на всички видове фотограметрични продукти: ЦМР, 3D вектори, ортофотопланове, цифрови 2D и 3D карти;

 

40Geodetect_Geomedia_br-2-2014_fig-1.jpg

 

 

40Geodetect_Geomedia_br-2-2014_fig-2.jpg

 

 

40Geodetect_Geomedia_br-2-2014_fig-3.jpg

 

 

На фигура 1,2,3 е показано сравнение между сателитната снимка в Google maps (фотографски изображения (c) 2012 GeoEye) и снимка от безпилотния летателен апарат Swinglet CAM в район около с. Лозен, обл. София.

Ръчното дешифриране и векторизиране на аерофото снимки е труден и продължителен процес. За целта се използва „Комплекс за автоматизирано дешифриране и векторизиране на данни от дистанционни изследвания“, разработен от Конструкторско бюро (КБ) „Панорама (Русия).

Комплексът е реализиран във вид на алгоритми за обработка на растерни изображения и векторни обекти, обединени в един технологичен процес, който се изпълнява в рамките на даден проект.

Той извършва автоматично векторизиране на линейни и площни обекти от пътната мрежа, хидрографията и почвено-растителната покривка по цветни и панхроматични растерни изображения на земната повърхност. Комплексът разпознава вътрешните граници на подобектите на обработвания обект. Анализира се посоката на падане на сянката и се премахват сенките.

Процесът на автоматичното векторизиране се състои от следните основни етапи:

–      предварителна обработка на растера;

–      класификация;

–      обработка на класифицирания растер;

–      преобразуване на растера във вектор;

–      векторна обработка.

Предварителната обработка включва мащабиране и филтрация на растера. Мащабирането позволява значително да се ускори обработката при увеличена разрешаваща способност на снимката. Филтрацията намалява шума на изображението, което влияе положително на резултатите от разпознаването.

Обработката на данните се извършва в среда на ГИС „Карта 2011″, разработена от (КБ) „Панорама“. ГИС „Карта 2011″ е мощна геоинформационна система със значителен набор от инструменти за: създаване и редактиране на електронни карти в многопотребителски режим; извършване на различни измервания и разчети; овърлейни операции; построяване на 3D модели; създаване на матрици на височините, матрици на качеството, многослойни (геоложки) матрици; обработка на данни от лазерно сканиране; моделиране на зони за наводнения; средства за тематическо картографиране; подготовка на карти за издаване; атлас от карти; работа с GPS-приемници, поддържане на различни протоколи за GPS мониторинг, вкл. „GeoRTK“; граф на пътищата и навигация; работа с пространствени данни от интернет източници; а също така и инструментални средства за работа с бази данни (конструктори на форми, заявки и отчети).

На основата на електронните карти и резултатите от различните видове мониторинг могат да се създават  тематични карти, даващи допълнителна информация за анализ и приемане на управленчески решения. За нагледно представяне на данните могат да се създават следните тематични модели: векторни, растерни и матрични. Съществуват цветови картограми и специални условни знаци за построяване на тематични карти по различни семантики, създаване на диаграми на картата според стойностите на семантичните характеристики или стойностите на избрани полета от таблиците на базите данни. При създаването на картограми съществува възможност за пропорционално и непропорционално разпределение на диапазоните от стойности на атрибутните характеристики.

Примери за изработени тематични карти са показани на фигури 4 и 5.

 

40Geodetect_Geomedia_br-2-2014_fig-4.jpg

 

 

40Geodetect_Geomedia_br-2-2014_fig-5.jpg

За да се осигури независимост на инфраструктурата за пространствени данни от математическото, информационното, програмното осигуряване и технологиите при създаване на цифровите карти се използват единни класификатори и единни изисквания към състава на метаданните.

 

Осигурява се предаване на данните в единен стандарт на основата на GML.

Изработените цифрови карти отговарят на всички съвременни международни стандарти и практики, в пълно съответствие с директивата на ЕС за инфраструктура на пространствени данни INSPIRE и стандартите на ISO от серията 19100.

Автор

Super User

И все пак тя се върти…
Rotating_earth
Rotating_earth
От категорията
Гео-портал на минестерството на отбраната

Contact Us