ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ (БПЛА) В ГЕОДЕЗИИ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

DO: 10.24412/2619-0761-2023-2-56-60 УДК 528.7

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

(БПЛА) В ГЕОДЕЗИИ

Турк Г.Г., Карачёв Н.К.

Кубанский государственный аграрный университет и.м. И Т Трубилина, г. Краснодар, Россия

E-mail: nikita. karachev567@maii. ru

Аннотация. Современные технологии позволяют ускорять и улучшать процессы в геодезии. Одним из последних достижений, которое рассматривается в данной статье, стало активное использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), которые значительно упрощают процесс и повышают точность измерений.

Ключевые слова: ортофотоплан, топографический план, беспилотник, ЦМР и гипсометрия.

Введение.

современной геодезии использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) становится все более распространенным. БПЛА представляют собой автономные устройства, способные осуществлять полеты без присутствия пилота на борту. Использование БПЛА в геодезии может значительно улучшить процесс оцифровки местности, а также повысить точность и эффективность проведения геодезических измерений.

Геодезические БПЛА (беспилотные летательные аппараты) могут классифицироваться по типу конструкции, назначению и характеристикам.

Основная часть.

1. Конструктивные виды геодезических БПЛА:

- мультироторные (к этой группе относятся БПЛА, имеющие больше двух несущих винтов) (рис. 1);

- крылатые (рис. 2);

- гибридные (рис. 3).

Рис. 3.

© ®

Содержимое этой работы может использоваться в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 4.0. Любое дальнейшее распространение этой работы должно содержать указание на автора (ов) и название работы, цитирование в журнале и DOI.

2. По назначению геодезические БПЛА бывают:

- картографические;

- геодезические;

- линейно-профильные;

- эксплуатационные;

- разведочные.

3. По характеристикам:

- малая нагрузка;

- средняя нагрузка;

- дальневыносные.

Выбор конкретного типа геодезического БПЛА зависит от конкретной задачи, которую необходимо решить.

Преимущества использования БПЛА в геодезии:

- высокая точность: БПЛА оснащены современным оборудованием, которое способно осуществлять измерения на более высоком уровне точности, чем это может сделать человек;

- более быстрый процесс: беспилотники могут быстро пролетать над определенной территорией и собирать данные в несколько раз быстрее, чем человек, находящийся на земле;

- более экономичный: БПЛА требуют гораздо меньше затрат на работу, чем человек, что позволяет сократить бюджет и повысить прибыль;

- работа в труднодоступных условиях: не всегда возможно добраться до труднодоступных мест для сбора геодезических данных. В таких условиях БПЛА избавляют от необходимости рисковать здоровьем и жизнью.

Создание ортофотопланов с помощью беспилотника

Ортофотоплан - это изображение земной поверхности, полученное путем обработки аэрофотоснимков или снимков, сделанных с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) (рис. 4). Процесс создания ортофотоплана с использованием БПЛА включает в себя следующие шаги:

1. Подготовка и настройка беспилотника:

- выбор подходящей модели БПЛА с нужными характеристиками (расстояние полета, высота полета, камера, стабилизатор);

- настройка БПЛА, проверка его работоспособности и безопасности перед полетом.

2. Выбор и настройка камеры:

- выбор камеры с нужными характеристиками (разрешение, матрица, датчик);

- настройка камеры на БПЛА.

3. Планирование полета и сбор данных:

- разработка плана полета, включающего точки старта и приземления, точки маршрута, высоту и угол наклона полета, время и дату полета;

- запуск БПЛА и сбор данных.

4. Обработка данных:

- загрузка данных в программу обработки данных;

- создание мозаики изображений с помощью программы;

- корректировка изображений для компенсации дисторсии и ошибок возвышения;

- создание ортофотоплана с помощью специальной программы, которая корректирует углы и искажения изображения и выравнивает изображения.

5. Результаты:

- отчет о точности полученных данных;

- подробный ортофотоплан для использования в геодезических работах, в топографии, в землеустройстве и других областях.

Создание топографических планов с помощью беспилотника

Создание топографических планов с помощью беспилотников является одним из наиболее эффективных и точных способов сбора геоданных в настоящее время.

Работа с беспилотниками для создания топографических планов начинается с программирования полета дрона. Это делается с помощью специального программного обеспечения и обычно включает в себя выбор области для съемки и установку параметров полета. После запуска дрона он автоматически начинает полет и делает снимки, при этом используя GPS для определения местоположения.

Рис. 4. Ортофотоплан снятый с БПЛА

После съемки данные обрабатываются с помощью специального программного обеспечения, которое создает карту высот и другие необходимые данные для создания топографического плана. Это может включать в себя создание 3D-модели местности, которая может быть использована для планирования зданий, дорог и других инфраструктурных объектов (рис. 5).

Рис. 5. Топографический план, сделанный с помощью БПЛА

а

Создание топографических планов с помощью беспилотников имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами сбора геоданных. Во-первых, этот подход значительно более быстрый, чем использование земных инструментов. Во-вторых, он дает возможность получить более точные данные, что может быть критически важно для проектов, связанных с инженерными и строительными работами. Наконец, этот метод работает на больших расстояниях и на территориях с более сложным рельефом, что делает его идеальным для мониторинга изменений ландшафта и строительства в отдаленных районах.

ЦМР и гипсометрия с помощью беспилотника ЦМР (цифровая модель рельефа) и гипсометрия (измерение высотных отметок на поверхности Земли) могут быть получены с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) (рис. 5). Для этого используются специальные датчики и камеры, которые снимают поверхность Земли на определенной высоте и создают 3D модели местности.

Чтобы получить ЦМР и гипсометрические данные БПЛА выполняет ряд полетов над областью интереса. Данные, полученные во время этих полетов, используются для создания точной 3D модели местности, которую можно использовать для различных целей.

Данные ЦМР и гипсометрии, полученные с помощью БПЛА, могут быть полезными для различных отраслей, включая геодезию, картографию, строительство, гражданское строительство, сельское хозяйство и другие. Они могут быть использованы для создания карт, планирования транспортных маршрутов, определения местоположения объектов, создания проектов масштабирования и т.д.

Рис. 5. ЦМР (цифровая модель рельефа) снятая с помощью БПЛА

Заключение. Таким образом, использование БПЛА в геодезии является многообещающей технологией, которая может значительно улучшить процесс проведения геодезических измерений и аэрофотосъемки. Эта технология уже получила широкое распространение в различных отраслях и ее возможности постоянно расширяются.

Литература

1. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2005. Т.1. 334 с.

2. Тюкленкова Е.П. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. Пенза: ПГУАС, 2016. 112 с.

© Турк Г.Г., Карачёв Н.К., 2023

3. Митрофанов Е.М., Шайтура Н.С., Залецкий А.В., Серебряков С.А., Липин И.Н. Основы применения беспилотных аэрофотосъемочных систем. Бургас: Изд-во ИХНИИТ, 2023. 125 с.

USE OF UNMANNED AERIAL VEHICLES (UA VS) IN GEODESY

Turk G. G, Karachev N.K.

Kuban State Agrarian University named after I. T Trubiiina, Krasnodar, Russia

E-mail: nikita.karachev567@maii.ru

Abstract. On Modern technologies allow us to accelerate and improve the processes in geodesy. One of the latest achievements, which is discussed in this article, has been the active use of unmanned aerial vehicles (UAVs), which greatly simplify the process and increase the accuracy of measurements.

Keywords: orthophotoplane, topographic plan, drone, CMR and hypsometry.

References 3. E.M. Mitrofanov, N.S. Shaitura, A.V.

1. K.M. Antonovich, Use of satellite radio Zaletsky, S.A. Serebryakov, I.N. Lipin, navigation systems in geodesy, FGUP Fundamentals of the use of unmanned aerial "Kartgeocenter"0 Moscow, 2005. Vol.1. photography systems, IHNIIT Publishing

2. E.P. Tyuklenkova, Photogrammetry and House, Burgas, 2023. remote sensing, PGUAS, Penza, 2016.

Contacts:

Gennady G. Turk, gena745@maii.ru

Nikita K Karachev, nikita.karachev567@maii.ru

© Turk G.G., Karachev N.K., 2023

Турк Г.Г., Карачёв Н.К. Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в геодезии//Вектор ГеоНаук. 2023. Т.6. №2. С. 56-60. DOI: 10.24412/2619-0761-2023-2-56-60.

Turk G.G., Karachev N.K., 2023. Use of unmanned aerial vehicles (UAVS) in geodesy. Vector of Geosciences. 6(2). Pp. 56-60. DOI: 10.24412/2619-0761-2023-2-56-60.