Использование дронов senseFly в геодезии
На примере компании «ИнжГео»
До 3 см — точность ортофотопланов и ЦММ.
До 4 раз — экономия
времени работы
До 4 раз — экономия
времени работы
По оценкам KPMG, применение дронов увеличивает скорость изучения фактического рельефа в 3−6 раз, а корректировку документации — в 2−4 раза. Беспилотники в России и во всем мире применяются в сфере геодезии и картографии, охране окружающей среды, маркшейдерском деле, сельском и лесном хозяйстве, инженерных изысканиях и строительстве.
Дроны в геодезии и картографии
Картографические беспилотники летают над заданной территорией, получая изображения высокого качества с геодезической привязкой, что дает возможность создавать высокоточные топографические планы. Такая аэрофотосъемка, обработанная в специальном программном обеспечении, становится основой для цифровых моделей местности (ЦММ), рельефа (ЦМР) и ортофотопланов (ЦОФП).
Дроны в геодезии используются для построения изображений, создания карт и пространственного анализа в разных областях, в том числе:
- топографическая аэрофотосъемка местности;
- инвентаризация и земельный кадастр;
- трехмерное моделирование и фотореалистичная визуализация городских территорий.
Для аэрофотосъемки с помощью беспилотника в целях картографии подходят беспилотники самолетного типа — они очень производительны и позволяют снимать тысячи гектар в час. Они обеспечивают получение информации с известной заданной точностью, а также высокое качество снимков за счет усовершенствованных целевых нагрузок. Если же необходимо обследовать локальные зоны на местности, то целесообразно использовать геодезический дрон коптерного типа.
Компания «ИнжГео»
Компания «ИнжГео» специализируется на комплексных инженерно-геологических изысканиях и является одним из крупнейших игроков в этой отрасли на российском рынке. География проектов от Калининграда до Сахалина, от Крыма до Новой Земли, в горной местности и в труднодоступных таежных районах.
Cреди партнеров и контрагентов — государственные корпорации, крупные инвестиционные и строительные компании и проектные институты.
Cреди партнеров и контрагентов — государственные корпорации, крупные инвестиционные и строительные компании и проектные институты.
объекты
разного типа
разного типа
от железнодорожных дорог и мостов до причальных комплексов и крупных горных предприятий
2170
километров
километров
линейных изысканий
178 реализованных
проектов
проектов
в госкорпорациях, крупных строительных компаниях и проектных институтах
Инженерные изыскания требуются для проектирования строительных объектов: изучения геологических условий, составления плана местности, а также оценки экологических и гидрометеорологических условий.
Сейчас мы используем дроны как один из методов работы: и используем старые методики, и выполняем полеты, чтобы комбинировать результаты и получать максимально точные и полные данные. Однако есть измерения, которые просто невозможно получить с помощью аэрофотосъемки — например, диаметр пролегающей под дорогой водопропускной трубы или данные о подземных коммуникациях. Это значит, что беспилотники не заменят полностью стандартные методы геодезических изысканий, но могут облегчить работу геодезистов, особенно в труднодоступных районах и на открытой местности, и в некоторых случаях сэкономить время.
Артем Асламов
Ведущий геодезист отдела инженерно-геодезических изысканий
Наша компания, ООО «ИнжГео», использует беспилотники для выполнения инженерно-геодезических изысканий и поддержки геодезических работ. Мы комбинируем методы выполнения работ в зависимости от проекта. Есть места, где с помощью дронов выполняется все полевые аэрофотосъемочные работы. Есть проекты, в которых требуется обеспечить качественное «воздушное» сопровождение работ, создать геоинформационную подоснову в виде ортофотопланов, актуальных на конкретную дату.
Геодезические изыскания — это комплекс работ, направленный на получение информации о рельефе и ситуации местности. Мы делаем топографические планы, то есть создаем основу для дальнейшего проектирования.
До массового появления дронов инженерно-геодезические изыскания выполнялись «ногами», то есть геодезист в прямом смысле должен был пройти пешком всю территорию объекта изысканий и выполнить измерения. Сначала использовались оптико-механические приборы, затем их начали вытеснять более современные инструменты — тахеометры. Раньше мы тоже в основном использовали стандартные методы с применением электронных тахеометров, ручных GPS-приемников. Наши геодезисты выходили в поле, измеряли каждую точку по отдельности. Например, если на участке изысканий было поле, лес, болото, река, то геодезисту нужно было ногами пройти все участки и измерить каждую точку, чтобы потом составить топографический план и получить векторную карту местности. Затем в специальном программном обеспечении мы обрисовывали границу леса, указывали ее топографический условный знак, указывали породы деревьев, наносили на план, где течет река, какая у нее глубина и ширина русла на разных участках. Таким образом мы создавали топографический план наземными методами.
Вместо 17 дней мы получаем 4 дня, на работу потребуется
в четыре раза меньше времени
в четыре раза меньше времени
Внедрение дронов в последние несколько лет существенно облегчило полевые геодезические работы. Там, где нужно выполнять съемку при помощи спутникового приемника (ГНСС-приемника) или тахеометра в течение одной-двух недель, дрон может справиться за один-два часа, плюс геодезист потратит еще несколько дней на полевое дешифрирование.
Например, мы работали на проекте 2019 года, у нас был участок съемки площадью около 240 га, в бригаде было три человека, каждый отвечал за свой участок территории. На геодезические изыскания и работу ногами мы потратили 17 дней. Это стандартный метод работы, который применяет большинство предприятий, нормальное время выполнения работы и хороший темп для выполнения съемки масштаба 1:1000.
Мы не могли использовать дрон только потому, что это была закрытая территория, для которой нет разрешения для полетов. Но если бы это была точно такая же местность и для работы был бы привлечен самолет, мы бы могли облететь весь участок за два вылета, то есть за два часа с максимальным разрешением 2,5 см под 1:500, на обработку данных потребовалось бы три-четыре часа (с учетом того, что полевой ноутбук медленнее обрабатывает данные, чем более мощный стационарный компьютер). Затем еще нужно три дня на полевое дешифрирование, когда три человека обойдут весь участок, чтобы уточнить результаты аэрофотосъемки. То есть вместо 17 дней мы получаем четыре дня, на работу потребуется в четыре раза меньше времени.
Например, мы работали на проекте 2019 года, у нас был участок съемки площадью около 240 га, в бригаде было три человека, каждый отвечал за свой участок территории. На геодезические изыскания и работу ногами мы потратили 17 дней. Это стандартный метод работы, который применяет большинство предприятий, нормальное время выполнения работы и хороший темп для выполнения съемки масштаба 1:1000.
Мы не могли использовать дрон только потому, что это была закрытая территория, для которой нет разрешения для полетов. Но если бы это была точно такая же местность и для работы был бы привлечен самолет, мы бы могли облететь весь участок за два вылета, то есть за два часа с максимальным разрешением 2,5 см под 1:500, на обработку данных потребовалось бы три-четыре часа (с учетом того, что полевой ноутбук медленнее обрабатывает данные, чем более мощный стационарный компьютер). Затем еще нужно три дня на полевое дешифрирование, когда три человека обойдут весь участок, чтобы уточнить результаты аэрофотосъемки. То есть вместо 17 дней мы получаем четыре дня, на работу потребуется в четыре раза меньше времени.
К сожалению, проект по геодезическим изысканиям можно полностью выполнить исключительно беспилотником, без наземной съемки, только в том случае, если это открытая местность (тундра, пустыня, степь), где нет сильной и густой растительности. Там выполнение аэрофотосъемочных работ наиболее целесообразно. В любом другом случае необходимо производить наземное дешифрирование: геодезист получает материалы аэрофотосъемки (распечатки или на планшете), составляет уточняющие маршруты и проходит участок, чтобы удостовериться, все ли он правильно понял со снимков. То есть, если мы говорим про лес или промышленную зону, облет дроном сэкономит время, но не так существенно, потому что все равно потребуется учитывать много дополнительных факторов и деталей. В этом случае на помощь приходит лазерное сканирование.
Сейчас мы используем дроны как один из методов работы: комбинируем традиционные методики и выполняем полеты, чтобы совмещать результаты и получать максимально точные и полные данные.
Задача не просто пройти и сделать измерения, а получить максимальное количество актуальных данных, необходимых для дальнейшего проектирования.
Задача не просто пройти и сделать измерения, а получить максимальное количество актуальных данных, необходимых для дальнейшего проектирования.
Например, дрон не может измерить диаметр водопропускной трубы, проходящей под дорогой, он физически не может этого сделать, а если труба есть, то геодезисты обязаны ее показывать на плане (в соответствии с ГОСТами) — эти данные потом будут учитывать в своих расчетах проектировщики. Это значит, что появление беспилотников не может полностью заменить стандартные методы геодезических изысканий, но может облегчить работу геодезистов, особенно в труднодоступных и районах с суровым климатом, как в Заполярье или Якутии, и в некоторых случаях сэкономить время.
Опыт использования дронов
Сейчас для работы мы используем три беспилотника: Геоскан 101, senseFly eBee Plus и DJI Phantom 4 adv
Специализированные дроны для геодезии, такие как Геоскан 101 и senseFly eBee Plus, могут выполнять полет по маршруту
Есть разные версии беспилотников: есть простые универсальные модели, а есть специализированные решения, заточенные под конкретные отрасли — геодезия и картография, сельское хозяйство, строительство. Разница в самом методе работы.
Если, например, квадрокоптер DJI Phantom — это, по сути, просто летающая фотокамера, которой можно управлять, то специализированные дроны для геодезии могут уже выполнять полет по маршруту, как Геоскан 101 и senseFly eBee Plus. В каждый момент съемки с помощью GPS-приемника измеряется точная координата, где сделан снимок.
Если, например, квадрокоптер DJI Phantom — это, по сути, просто летающая фотокамера, которой можно управлять, то специализированные дроны для геодезии могут уже выполнять полет по маршруту, как Геоскан 101 и senseFly eBee Plus. В каждый момент съемки с помощью GPS-приемника измеряется точная координата, где сделан снимок.
Геоскан 101
senseFly eBee Plus
DJI Phantom 4 adv
Сейчас для работы мы используем три беспилотника: Геоскан 101, senseFly eBee Plus и DJI Phantom 4 adv. Беспилотник Геоскан 101 организация приобрела более 2 лет назад под конкретный проект. Это был один из первых беспилотников с геодезическим приемником на борту, что позволяло не просто делать облеты и фотографировать территорию с воздуха, а делать снимки высокой точности. В целом Геоскан 101 успешно зарекомендовал себя на нескольких крупных проектах в Якутии.
По техническим характеристикам senseFly eBee Plus с Геосканом примерно похожи, а по эргономичности и удобству использования и обработки информации senseFly значительно превосходит
В мае 2019 года у нас появился масштабный проект — большой объект на севере Уральских гор. Для этого было принято решение купить запасной дрон в поддержку имеющемуся Геоскану. Мы ехали далеко и надолго, поэтому решили перестраховаться. Если бы основной дрон улетел, сломался или произошла какая-то другая внештатная ситуация, мы бы не оказались в ситуации, что у нас нет самолета. Мы выбрали беспилотник senseFly eBee Plus Rtk/PPK с камерой S.O.D.A. Эта модель максимально оптимизирована для решения наших задач — по топографической съемке и 3D-моделированию локальных территорий. Режим RTK/PPK обеспечивает геодезическую точность получаемых данных и избавляет от необходимости устанавливать опорные точки. В целом, если по техническим характеристикам senseFly eBee Plus с Геосканом примерно похожи, то по эргономичности и удобству использования и обработки информации senseFly превосходит отечественный беспилотник.
У нас в парке дронов есть и DJI Phantom 4 adv. Как правило, его используют в первую очередь для съемок видео и создания визуальной картинки. Гидрологам квадрокоптер нужен, чтобы делать обзорные фотографии для своих расчетов и описания общей ситуации, а геодезисты используют квадрокоптер, если участок работ небольшой, и дрон самолетного типа разворачивать и запускать просто долго.
Использование senseFly
В организации аэрофотосъемочными работами занимаюсь я — от полевых работ до фотограмметрической обработки. Задача комплексных инженерных изысканий — обеспечить качественными пространственными данными всех участников проекта. На их основе остальные специалисты — геологи, экологи, гидрологи, проектировщики — могут выполнять свою работу.
Артем Асламов
Ведущий геодезист отдела инженерно-геодезических изысканий
Например, гидрологи на основе геодезических карт составляют расчеты по разливам рек, водным сбросам, лавинам, на море — следят за ледовой обстановкой. Геологи на основе геодезических рельефов и карт составляют геологические профили и разрезы. Экологи используют их для мониторинга процессов, связанных с загрязнением окружающей среды. Проектировщики — для комплексного проектирования объектов.
Если выполнять мониторинг с помощью беспилотника, мы получаем интерактивную модель, по которой можно наблюдать масштаб текущих изменений на местности или контролировать соблюдение сроков работы
Они все также используют ортофотопланы, чтобы видеть, что происходит на территории на самом деле. В принципе можно использовать спутниковые снимки, но они менее информативны и делаются не под конкретную задачу. Использование же дрона гарантирует, что результаты аэрофотосъемочных работ выполнены в требуемой системе координат, изображения получаются очень высокого качества, и вы точно знаете, когда были сделаны снимки.
Кроме того, аэрофотосъемка с помощью дронов позволяет геодезистам, а также проектировщикам и заказчикам, контролировать выполнение работ и осуществлять интерактивную оценку текущих изменений на объекте. Например, если мы делаем изыскания для горно-обогатительного комбината или лесного хозяйства, то на исследуемом участке постоянно происходят изменения: в карьере ведется разработка, участки леса вырубаются или наоборот засаживаются. Если выполнять мониторинг с помощью беспилотника, мы получаем интерактивную модель, по которой можно наблюдать масштаб текущих изменений на местности или контролировать соблюдение сроков работы.
Кроме того, аэрофотосъемка с помощью дронов позволяет геодезистам, а также проектировщикам и заказчикам, контролировать выполнение работ и осуществлять интерактивную оценку текущих изменений на объекте. Например, если мы делаем изыскания для горно-обогатительного комбината или лесного хозяйства, то на исследуемом участке постоянно происходят изменения: в карьере ведется разработка, участки леса вырубаются или наоборот засаживаются. Если выполнять мониторинг с помощью беспилотника, мы получаем интерактивную модель, по которой можно наблюдать масштаб текущих изменений на местности или контролировать соблюдение сроков работы.
После выполнения полевых работ с помощью ПО senseFly eMotion мы вычисляем элементы внешнего ориентирования (крен, тангаж, рыскание) и отправляем их в ПО для фотограмметрической обработки. Кроме того, мы используем материалы аэрофотосъемки для составления топографических планов, а также передаем их коллегам-картографам в камеральную обработку. Данные, необходимые для камеральной обработки, мы получаем из трех выходных форматов файлов: GEOTiff — растровые ортофотопланы с привязкой к местности, DEM (DSM) — цифровая модель рельефа, LAS — облака точек.
При выборе беспилотника senseFly eBee Plus для нас были решающими несколько факторов
- Эргономичность и удобство использованияДля запуска БПЛА нужна катапульта: довольно увесистая металлическая конструкция, и резинки. Для запуска нужна бригада из двух человек. Беспилотник senseFly можно запустить с рук, с этим легко справится один человек. Это удобно и экономически выгодно.
- Удобство транспортировкиНам важно учитывать вес оборудования при транспортировке, потому что часто приходится летать самолетом в другие города, и переплачивать за перевес и дополнительный багаж не хочется. Перевозить senseFly удобно: все помещается в один чемодан, компактный и вполне подъемный.
- Интуитивно понятный интерфейс ПОКаждый производитель дронов выпускает собственное ПО, также есть компании, которые выпускают универсальный софт, в первую очередь для квадрокоптеров DJI, программ по выполнению полетов.
Задача любого ПО для управления полетом БПЛА — подключиться к самолету, загрузить в него полетное задание — как он должен полететь, на какой высоте, с какой скоростью, с каким шагом, куда он должен приземлиться. Построение полетного задания и его обработка у многих идентична: вы начинаете с того, что выбираете район работ, программа контролирует выполнение задания, присылает уведомления об ошибках и предупреждения.
Открывая программу eMotion, вы сразу понимаете, как в ней работать. То, что ПО на английском языке, мне не мешает, потому что все термины понятные и общепринятые. Программа Geoscan Planner тоже неплохая, но если сравнивать ее с программным обеспечением senseFly eMotion, то это как сравнивать Android и iPhone. Если вы впервые берете iPhone в руки, вам сразу становится понятно, что и куда нажимать, а если вы берете Android, то там интерфейс уже не такой интуитивный и простой, как правило, требуется больше времени, чтобы понять, как им пользоваться.
К тому же у Геоскана 101 есть сложности с построением полетных задач, связанные с установленными разработчиками ограничениями. Самолет может летать только выше точки старта. А это значит, что, если вы запускаете дрон на вершине горы и вам требуется облететь гору, чтобы сделать замеры склонов, самолет этого сделать не может из-за вшитого в ПО ограничения. - Технические характеристикиОптимальное для нас время автономного полета — 1 час.
После того, как сами использовали беспилотник в работе, так сказать, в полевых условиях, убедились, что сделали правильный выбор.
Интервью ИнжГео для Airmetric. Беседовала Виталия Летницкая.
Использование материалов, в том числе в электронных СМИ, информационных ресурсах и соцсетях, возможно только с согласия Airmetric.
Использование материалов, в том числе в электронных СМИ, информационных ресурсах и соцсетях, возможно только с согласия Airmetric.
До 30 сентября 2020 геодезический беспилотник senseFly eBee X со скидкой 300 000 руб. в обмен на старое GNSS-оборудование. Подробности на сайте sensefly.pro