Дроны и спутники: конкурирующие или взаимодополняющие источники геопространственных данных?

И дроны, и спутники внесли значительный вклад в новую эпоху наблюдений за Землей. Эти два инструмента дистанционного зондирования революционизировали способность собирать подробную информацию о поверхности планеты. Несмотря на то, что на первый взгляд они могут показаться соперниками, более глубокий анализ показывает, что их сильные стороны взаимодополняют друг друга, компенсируя недостатки другого.

Дроны известны своей способностью получать детализированные, высококачественные изображения сравнительно небольших участков земной поверхности с беспрецедентной маневренностью и точностью. Однако их диапазон, охват территории и продолжительность полета изначально ограничены — часто зависят от заряда батареи и подвержены влиянию неблагоприятных погодных условий. Здесь спутниковые данные могут стать мощными союзниками, обладая возможностью быстро, эффективно и многократно захватывать огромные участки земной поверхности.

Существует множество случаев, когда данные, полученные с помощью дронов и спутников, могут применяться совместно, давая более полную картину земного ландшафта.

Сравнение источников данных беспилотников и спутников:

При более внимательном рассмотрении конкретных характеристик спутниковых и данных полученных с дронов становится ясно, что каждый источник обладает уникальными преимуществами. Совместное использование этих инструментов обеспечивает синергический подход к наблюдению Земли. Данная таблица демонстрирует сравнение их качеств:

Сравнение данных, получаемых с помощью дронов и спутников

Ключевое преимущество дронов — их способность предоставлять данные с очень высоким пространственным разрешением, вплоть до сантиметрового уровня, то есть невероятно детализированные изображения. Это идеально подходит, например, для инженерных задач или оценки безопасности.

В отличие от дронов, пространственное разрешение, которое обеспечивают спутники, хоть и постоянно улучшается, всё ещё значительно ниже — обычно оно варьируется от нескольких метров до десятков метров. Однако именно спутники превосходно справляются с задачей обеспечения «макроперспективы»: они быстро и эффективно собирают данные на огромных территориях. Наборы данных такого масштаба бесценны для комплексного анализа, принятия решений и управления крупномасштабными проектами.

Ещё одно преимущество дронов — возможность чрезвычайно быстрого развёртывания и высокая манёвренность. Это критически важно для задач, требующих срочного реагирования или точечного подхода, например, для поиска выживших сразу после стихийного бедствия. Не менее важна и оперативность доступа к данным, собранным дронами, а также скорость их анализа.

Однако время полёта дрона часто ограничено из-за ограниченного заряда батареи. Спутники, хоть и не отличаются такой гибкостью и нацеленностью на конкретные задачи, обеспечивают непрерывный и стабильный мониторинг. Кроме того, они могут регулярно возвращаться к определённой интересующей области, предоставляя обновлённые данные — это идеально подходит для долгосрочного мониторинга.

Один из самых существенных недостатков дронов — их зависимость от погодных условий, например, при сильном ветре их использование затруднено. Кроме того, применение дронов может быть ограничено в определённых локациях из-за местного законодательства или логистических сложностей.

В отличие от дронов, спутники способны наблюдать за любой точкой на Земле и собирать данные в любых условиях — в том числе в ночное время, если используются системы синтетической апертурной радиолокации (SAR). Однако стоит отметить, что при плотной облачности спутники не могут собирать спектральные данные — в отличие от дронов, которые могут летать под облаками.

Хотя на рынке появляются более доступные варианты, данные со спутников по-прежнему могут обходиться довольно дорого. В связи с этим дроны зачастую являются наиболее экономичным решением для локальных или краткосрочных задач. С другой стороны, в рамках крупномасштабных проектов благодаря эффекту масштаба спутниковые данные нередко оказываются более выгодными с точки зрения затрат.

Короче говоря, широкая зона покрытия и возможность частого повторного наблюдения, которые обеспечивают спутники, позволяют получать данные в масштабах, недостижимых для дронов. В то же время дроны идеально дополняют недостатки спутникового мониторинга.

Кроме того, спутниковые снимки с их «макроперспективой» позволяют контекстуализировать детальные данные, полученные с помощью дронов. В совокупности эти источники формируют обширный и надёжный набор данных, который бесценен для решения самых разных задач.

 
Получение данных

Когда речь идёт о данных, получаемых с помощью дронов, существует несколько операционных моделей, которые подходят для различных задач проекта.
Например, отдельные пользователи могут владеть дронами и самостоятельно ими управлять. Это обеспечивает мгновенную доступность дрона, полный контроль над процессом сбора данных, наиболее доступную стоимость — в случае простых или мелкомасштабных проектов.

Однако управление дроном требует определённых навыков, которые зависят от сложности и масштаба проекта. По разным причинам прямое владение дроном может быть непрактичным. В таких случаях работы с дронами часто передают на аутсорсинг обращаются к специализированным компаниям, которые предоставляют оборудование и пилотов, закупают данные на платформах вроде Globhe — там данные собираются по принципу краудсорсинга профессиональными операторами дронов.

С другой стороны, данные со спутников традиционно были слишком дорогими для многих сфер применения, а их прямая закупка у спутниковых компаний представляла собой серьёзную проблему.

Однако появление торговых площадок данных, таких как UP42, сделало использование спутниковых данных более доступным. Теперь пользователи могут легко приобретать отдельные наборы данных, самостоятельно задавать задачи для спутников, интегрировать эти данные в свои рабочие процессы.

Интересно, что недавнее партнерство между UP42 и Globhe является ярким примером того, как эта сфера продолжает меняться. Это сотрудничество приносит ведущую в мире коллекцию изображений с дронов от Globhe на хорошо зарекомендовавший себя геопространственный рынок UP42, что позволяет пользователям заказывать данные с дронов из любой точки мира так же, как они приобретают спутниковые данные. Возможность доступа к обоим типам данных из одного источника имеет потенциал радикально упростить процесс получения и анализа данных. Это развитие имеет большое значение для ряда отраслей, включая сельское хозяйство, охрану окружающей среды и реагирование на чрезвычайные ситуации, где сочетание данных с дронов и спутников может привести к более информированным решениям и эффективным действиям.

Случаи использования дронов и спутников в тандеме

Реагирование на чрезвычайные ситуации является ключевым применением для наблюдения за Землей. В первые часы после катастрофы дроны быстро развертываются для оценки ущерба, предоставляя жизненно важные данные для помощи в спасательных операциях и оценке ущерба. Спутники, в свою очередь, предлагают более широкий взгляд, картографируя пострадавшую территорию и отслеживая прогресс восстановительных работ со временем. Такое сочетание гарантирует, что каждый этап реагирования на чрезвычайную ситуацию — от немедленной помощи до долгосрочного восстановления и предотвращения — основывается на наилучших возможных данных.

Аналогичным образом, в области мониторинга наводнений дроны могут быть развернуты для получения изображений высокого разрешения пострадавших районов — изображений, которые показывают масштабы ущерба и могут быть полезны для планирования немедленных ответных действий. Спутники дополняют это, отслеживая масштабы наводнения на более широкой территории и его движение со временем, предоставляя стратегический взгляд, который необходим для восстановления и планирования на будущее.

Еще один убедительный пример использования — это сельское хозяйство, особенно мониторинг сельскохозяйственных культур. И дроны, и спутники могут быть оснащены мультиспектральными камерами для оценки состояния растений. Однако, в то время как дроны могут оценивать состояние культур на уровне отдельных растений, выявляя области стресса или заболеваний, спутники способны отслеживать рост и урожайность культур на всей территории фермерского хозяйства. Такой двойной подход обеспечивает как целенаправленное вмешательство, так и комплексное управление сельскохозяйственными ресурсами.

Дополняющие инструменты для всестороннего понимания

Дроны и спутники не являются конкурентами в области наблюдения за Землей. Напротив, благодаря своим уникальным возможностям, они являются взаимодополняющими инструментами. При совместном использовании они обеспечивают более полное и точное понимание поверхности Земли, что может оказаться критически важным для множества приложений. По мере того как все больше отраслей продолжают использовать эти технологии, мы можем ожидать будущее, в котором наша планета будет наблюдаться с беспрецедентной точностью и глубиной понимания.