Беспилотные летательные аппараты и лидары: Улучшение геопространственных данных

Беспилотные летательные аппараты – часто называемые беспилотниками или дронами – становятся ценным инструментом для геопространственного сообщества.

Благодаря небольшим сложным камерам с высоким разрешением и передовым лидарным датчикам беспилотные летательные аппараты стали достойной альтернативой вертолетам и летательным аппаратам с неподвижным крылом, мобильным наземным съемкам и наземным средствам сбора данных.

Более быстрые в старте, более экономичные в определенных случаях использования и обеспечивающие возможность сбора более подробной, точной информации и изображений, беспилотные летательные аппараты меняют правила игры для строительных, транспортных и коммунальных проектов, экологических исследований, потребительских приложений и многого другого. Данные, собранные беспилотными летательными аппаратами, могут быть в последствии преобразованы в 3D-карты инженерного уровня, которые более легко взаимодействовуют с другими данными проекта.

Беспилотные летательные аппараты могут совершать полет к целевым районам ближе, чем пилотируемые воздушные полеты, потому что БПЛА летают ниже и медленнее. Изображения с высоким разрешением, полученные во время полетов беспилотных летательных аппаратов, позволяют создавать 3D-модели, которые можно использовать для измерения настоящих расстояний как по горизонтали, так и по вертикали. Лидар использует лазерный свет для отображения физической среды, проникающей растительности и других незначительных препятствий. С помощью современных лидарных датчиков можно собирать точные данные о горизонтальном положении и вертикальной высоте. Исходя из этого, облако точек, состоящее из миллионов или даже миллиардов точек данных о высоте, используется для картографирования местности и помогает визуализировать как естественные, так и искусственные объекты в обследованных районах и вокруг них.

Скорость – еще одно преимущество беспилотных летательных аппаратов. Они могут быть запущены в воздух в течение нескольких дней или недель – это гораздо быстрее, чем обычно требуется для планирования и выполнения аэрофотосъемки или отправки геодезистов в поле. В результате платформы для сбора данных на основе беспилотных летательных аппаратов могут сократить время и стоимость проектов, свести к минимуму необходимость личного посещения объектов и предотвратить сбои, характерные для других традиционных методов обследования.

Множество данных могут быть собраны путем установки различных датчиков и камер на беспилотные летательные аппараты, в том числе:

· Топографический лидар для картографирования земель;
· Тепловизионные камеры для осмотра зданий, солнечных полей, электрических сетей и трубопроводов с целью выявления повреждений, недостатков, утечек или горячих точек;
· Многоспектральные и гиперспектральные камеры для поиска объектов и идентификации материалов, таких как различные виды деревьев в приложениях для управления растительностью;
· Топо-батиметрические датчики для сбора данных о прибрежных или речных формах рельефа.

Полученные данные в последствии объединяются для разработки 3D CAD-чертежей и поверхностей, GIS баз данных, моделей PLS-CADD для проектирования воздушных линий электропередачи и сооружений, информационного моделирования зданий (BIM) и интерактивных веб-карт, которые дают лучшее, более подробное представление о ландшафте, инфраструктуре, зданиях и окружающей среде.

Беспилотные летательные аппараты успешно используются в многочисленных проектах по различным дисциплинам.

Например, инженеры из города Империал-Бич, Калифорния, использовали беспилотные летательные аппараты для исследования дренажа. Аэрофотосъемка и лидарные съемки проводились с помощью беспилотника на почти 100 акрах густонаселенных городских дорог. Используя беспилотный летательный аппарат, город смог собирать данные, не мешая жителям и не требуя, чтобы полевые бригады работали на улицах и входили в частные владения. Топографическая 3D-карта была получена на основе данных, собранных беспилотным летательным аппаратом, и включала линии разрыва на линии потока, верхнюю часть бордюра, заднюю часть бордюра, подпорные стенки и другие соответствующие разрывы в массиве данных. На карте были отображены такие детали, как: разметка проезжей части; коммунальная инфраструктура; влажные и сухие коммунальные точки, такие как люки, клапаны, счетчики и стояки; светофоры; вывески и ландшафтный дизайн. Высокий уровень детализации, обеспеченный обследованием, имел решающее значение для выявления проблем с дренажем в сложном месте с минимальным топографическим рельефом.

Еще один пример использования беспилотного летательного аппарата – для обследования 800 акров сельских дорог в Рексбурге, штат Айдахо. В проекте по улучшению дорог Департамента транспорта штата Айдахо использовались аэрофотоснимки и лидарная съемка, чтобы получить высокую степень детализации проезжей части, а также под окружающей растительностью и на набережных, ведущих к водным путям.

Беспилотные летательные аппараты доказывают свою эффективность в качестве мощных инструментов, дополняющих традиционные методы аэрофотосъемки и наземной съемки. Они могут увеличивать масштаб целевых объектов и ландшафтов, чтобы обеспечить наборы данных высокой точности. И на основе этой надежной информации можно создавать 3D-карты, которые позволяют нам видеть мир гораздо более интерактивно.